30 12 730 3050/1000/2400 Protivzdušná obrana-UF-40 40 16 920 3400/1000/2400 Protivzdušná obrana-UF-50 50 20 1110 4050/1300/2400 Protivzdušná obrana-UF-60 60 24 1300 4400/1300/2400 Protivzdušná obrana-UF-70 70 28 1520 4750/1300/2400 Protivzdušná obrana-UF-80 80 32 1710 5100/1300/2400 Protivzdušná obrana-UF-90 90 36 1910 5400/1300/2400

Modely zariadení

Účel ultrafiltrácie vody

Ultrafiltrácia vody sa používa na čistenie tekutín od bielkovín a vysokomolekulárnych organických zlúčenín. Zariadenia sú schopné čiastočne zadržať vírusy a baktérie. Vykonáva sa čistenie od jemne rozptýlených mechanických nečistôt.

Pomerne široké možnosti metódy určujú jej široký dopyt v rôznych odvetviach:

• príprava napájacej vody v zariadeniach na zmäkčovanie a reverznú osmózu (kotolne, kotolne, zariadenia na výmenu telies);
• čistenie vodného toku z otvorených zdrojov od baktérií a vírusov (príprava pitnej a technologickej vody);
• priemyselné čistenie odpadových vôd.

Konečná fáza dodatočnej úpravy po zariadeniach biologického čistenia.

Zloženie ultrafiltračných jednotiek radu PVO-UF

Základná výbava:	Vybavenie
	01	02
Mechanický predfilter, 300 mikrónov;	●	●	●
Dávkovanie koagulantu
Statický mixér;
Kapacita kontaktu;
Ultrafiltračné moduly;
Automatický systém umývania membrán;
CEB-premývacie stanice na dávkovanie činidiel
Preplachovacie čerpadlo;
Ochrana čerpadla pred prevádzkou v režime chodu nasucho;
Hydraulicky plnené vstupné a pracovné tlakomery;
Vizuálne prietokomery čistenej a oplachovej vody;
Systém na úpravu prevádzkových parametrov;
Systém oneskorenia a hladkého štartu čerpadla;
Pracovné potrubia z PVC-U / polypropylénu;
Oceľový rám s práškovým nástrekom;
Rám z nehrdzavejúcej ocele;
Membránové ventily na riadenie prietoku;
Elektrické ventily s ručným ovládaním na reguláciu prietoku;
Dávkovacia stanica chlórnanu;
Panel na odber vzoriek vody;
Automatický riadiaci systém pre inštaláciu založený na ovládači;
Riadiaca skriňa s ovládacím panelom;
Riadenie frekvencie čerpacích zariadení;
počítadlo výroby permeátu;
Sada snímačov (suchý chod, tlak permeátu, diferenčný tlak v module, plavák pre nádrž)

Možnosti (na vyžiadanie):	Vybavenie
	01	02	03
Pokročilý riadiaci systém založený na priemyselnom regulátore;		●
Systém na predbežnú prípravu zdrojovej vody pred inštaláciou ultrafiltrácie;
Odoslanie procesu riadenia zariadenia s výstupom do počítača procesného inžiniera alebo operátora;
Nádoby na čistú a/alebo vodu na oplachovanie;
Napájacie čerpadlo vyrobené z nehrdzavejúcej ocele;
Rezervácia hlavného vybavenia;
splachovací systém CIP;
Dávkovacia stanica na úpravu pH;
adsorpčná jednotka;
Predĺžená záruka - 5 rokov.

Návrh modulov ultrafiltrácie vody:

Ako funguje ultrafiltrácia

Ultrafiltrácia ako trieda sa týka baromembránových separačných procesov. Pôsobiaca sila je tlakový rozdiel na rôznych stranách filtračnej prepážky (membrány).

Aby sa predišlo rýchlemu zlyhaniu zariadenia, vstupná voda musí byť vopred upravená, aby sa odstránili drobné mechanické nečistoty. Túto funkciu vykonáva mechanický „filter nečistôt“.

V prípade potreby sa do vstupnej linky pridávajú pomocné činidlá - koagulanty a flokulanty. S ich pomocou je možné zadržať častice, ktorých veľkosť je menšia ako priemer pórov membrány. Pridanie činidiel do prúdu spôsobuje tvorbu malých vločiek. Na povrchu výsledných vločiek sa fixujú koloidné a organické nečistoty, ktoré je potrebné odstrániť.

Pravidelne, aby sa obnovila prevádzka inštalácie, musí sa filtračný modul umyť. Vykonáva sa spätným tokom vody zo zberača permeátu.

Keď sa vytvoria silné chemické zrazeniny, použijú sa ďalšie činidlá (kyselina, zásada alebo chlórnan sodný). Premývací roztok prechádza z vonkajšej strany vlákien a vymýva všetky nahromadené nečistoty do drenážneho potrubia.

Konštrukcia ultrafiltračnej jednotky

Hlavným prvkom ultrafiltračného zariadenia je filtračný modul. Ultrafiltračná inštalácia realizovaná spoločnosťou, moduly sú vyrobené technológiou Multibore®.

Prúd vody prechádza cez zväzok viackanálových vlákien. Vlákna sú vyrobené z polyestersulfónu. Zvláštnosťou tohto materiálu je prítomnosť malých štrukturálnych pórov s priemerom do 0,02 mikrónu.V skutočnosti sú steny vlákien filtrom vyrobeným z polopriepustnej membrány.

Usporiadanie modulu zaisťuje, že prichádzajúci prúd vody smeruje do zväzku vlákien. Proces filtrácie prebieha zvnútra von. Zachytené nečistoty zostávajú vo vnútri kanálov. Čistá voda (permeát) vychádza cez steny a je odvádzaná z krytu.

Zloženie ultrafiltračnej jednotky

V závislosti od prevádzkových podmienok, požiadaviek na kvalitu čistenej vody a požadovanej úrovne automatizácie sa zloženie hlavných konštrukčných prvkov môže mierne líšiť. Základná štandardná verzia má nasledujúce zloženie:

• blok filtračných modulov;
• blok činidla (dávkovanie roztokov koagulantu a flokulantu);
• predfilter;
• automatická umývacia jednotka;
• automatická riadiaca jednotka;
• potrubné a potrubné armatúry.

Dodatočne je možné na želanie zákazníka alebo v prípade potreby rozšíriť vybavenie inštalácie. Okrem toho kompozícia obsahuje:

• zásobná nádrž na zachytávanie filtrátu;
• vstrekovacie čerpadlo na prívodnom potrubí;
• riadiace a meracie zariadenia (počet a funkčný účel zariadení určuje stupeň automatizácie systému).

Výhoda ultrafiltrácie

Výroba v Ruskej federácii.
. Platba na splátky.
. Možnosť použitia v komplexných systémoch čistenia vody.
. Doprava zdarma.
. Široká škála modelov.
. Dlhá doba prevádzky.
. Záruka 5 rokov.
. Kompaktnosť.
. Možnosť plnej automatizácie.
. Modulárny dizajn, možnosť zvýšenia produktivity.
. Nízka spotreba energie.
. Nízka spotreba vody.
. 100% odstránenie nerozpustených látok.
. Odstraňovanie baktérií a vírusov z vody.
. Čistenie vody s vysokým zákalom a farbou.
. Odstránenie organických zlúčenín s vysokou molekulovou hmotnosťou.
. Integrácia s existujúcimi riadiacimi systémami.
. Najvyššia úroveň čistenia medzi všetkými technológiami čistenia.
. Individuálne predbežné testy (pilotné testy).

Efektívnosť zariadení, ktoré ponúka SPC Promvodochistka, potvrdzujú výsledky veľkého počtu implementovaných a úspešne prevádzkovaných zariadení po celom Rusku.

Možnosti technologického usporiadania

Ultrafiltračné inštalácie SPC PromVodOchistka je možné použiť v technologických procesoch rôznej zložitosti. V závislosti od kvality privádzanej vody je možné rozloženie etáp procesu čistenia vykonať niekoľkými možnosťami:

• možnosť 1:
• hrubé mechanické čistenie;
• ultrafiltrácia.

Používa sa na čistenie vody pochádzajúcej zo studne. Vstupný tok sa vyznačuje vysokým obsahom nerozpustených látok, pričom ostatné parametre sú v medziach normy.

• možnosť 2:
• hrubé mechanické čistenie;
• mechanická filtrácia cez vrstvu inertného materiálu;
• ultrafiltrácia;
• filtrácia cez vrstvu sorpčného materiálu.

Podobná schéma sa používa pri úprave vody s vysokým obsahom zlúčenín železa, nerozpustených látok a vysokým zákalom. Používa sa na čistenie vody odoberanej z otvorených zdrojov vody.

• možnosť 3
• hrubé mechanické čistenie;
• ultrafiltrácia;
• zmäkčovanie vody.

Hlavnou oblasťou použitia je voda z povrchových zdrojov s vysokým obsahom horečnatých a vápenatých solí.

• možnosť 4
• hrubé mechanické čistenie;
• ultrafiltrácia;
• filtrácia cez vrstvu sorpčného materiálu;
• ošetrenie v jednotkách reverznej osmózy.

Hlavným účelom je úprava vody s vysokým obsahom iónov ťažkých kovov a prekračujúcou regulované organoleptické ukazovatele. Súčasne sa môže uskutočňovať odstránenie suspendovaných pevných látok, solí železa, vápnika a horčíka.

Možnosti použitia ultrafiltračných zariadení nie sú obmedzené na vyššie uvedené možnosti. Pri kontaktovaní SPC PromVodOchistka vám špecialisti z konštrukčného oddelenia pomôžu vybrať celý technologický cyklus úpravy pomocou membránového zariadenia pre akékoľvek podmienky.

Ultrafiltrácia odpadovej vody sa čoraz viac používa namiesto metód jej čistenia pomocou tradičných filtrov, pretože vám umožňuje efektívnejšie odstraňovať z nej najmenšie nečistoty. Jeho podstatou je, že kontaminovaná kvapalina je „vytláčaná“ pod tlakom cez špeciálne membrány, ktorých veľkosť pórov je veľmi malá. Pohybuje sa od 5 manometrov do 0,1 mikrometra, čo je výrazne menšie ako veľkosť akýchkoľvek nerozpustných nečistôt, vrátane mikroorganizmov a dokonca aj vírusov. Pri prechode cez takéto „sito“ sa preosejú a značná časť z nich zostane priamo na povrchu takejto membrány, čím sa vytvorí ďalšia filtračná vrstva. To, spolu s veľmi malými veľkosťami otvorov, je to, čo odlišuje ultrafiltráciu od bežnej filtrácie.

Prax ukazuje, že dnes je táto technológia najefektívnejšou metódou čistenia odpadových vôd z:

• koloidné nečistoty;
• jemné nečistoty;
• Organické látky;
• baktérie;
• Vírusy.

Je dôležité, aby sa počas procesu ultrafiltrácie vody úplne zachovalo zloženie jej solí.

Všeobecné úlohy ultrafiltrácie vody

Čistenie odpadových vôd ultrafiltráciou sa vykonáva už pomerne dlho: prvé špecializované zariadenia sa objavili už v 60. rokoch minulého storočia. Hlavným cieľom tohto procesu je radikálne zlepšiť kvalitu vody, a to tak tej, ktorá po vyčistení končí v životnom prostredí (nádrže, pôda), ako aj tej, ktorá je určená na opätovné využitie v technologických procesoch priemyselných podnikov.

Ultrafiltrácia získala v posledných rokoch mimoriadny význam. Faktom je, že hoci podľa súčasných požiadaviek a noriem musia odpadové vody prejsť takouto čistením, po ktorom by obsah nečistôt v nej nemal prekročiť určité (a dosť prísne) normy, v mnohých prípadoch už nie je možné tieto ukazovatele dosiahnuť. pomocou tradičných metód konvenčnej filtrácie. Procesná odpadová voda z mnohých priemyselných podnikov obsahuje veľké množstvo veľmi malých suspendovaných mechanických častíc, organických látok a mikroorganizmov, ktoré ľahko „prekĺznu“ cez tradičné filtre. Môžu byť účinne zachytené iba pomocou ultrafiltrácie.

Táto technológia sa v súčasnosti čoraz viac používa v nasledujúcich oblastiach:

• Úprava povrchovej vody;
• Priemyselné čistenie odpadových vôd;
• Čistenie a recyklácia odpadových vôd;
• Úprava vody pred odsoľovaním zariadení.

Povrchová voda čistená ultrafiltráciou zaisťuje vodu najvyššej kvality s minimálnymi prevádzkovými nákladmi. Čistenie priemyselných odpadových vôd touto metódou má vynikajúci efekt v mnohých priemyselných odvetviach, napríklad v takom „vodom náročnom“ odvetví, akým je baníctvo. Podľa štatistík je pomocou moderných ultrafiltračných zariadení možné vytvoriť takmer úplne uzavretý cyklus zásobovania procesnou vodou pre mnohé podniky, čo znamená veľmi významné úspory vo veľmi obmedzených zdrojoch sladkej vody: až 80 % potreby vody podnikov. sú pokryté recyklovanou vodou vyčistenou touto metódou.

Veľmi dobré výsledky sa dosahujú aj recykláciou odpadových vôd upravených ultrafiltráciou: úspešne sa využívajú ako technologická voda v priemyselných podnikoch. Nakoniec, ak sa táto technológia použije na prípravu vody pred procesom odsoľovania, potom sa môže ušetriť veľa koagulantov a môže sa výrazne znížiť znečistenie iónomeničových živíc a membrán.

Metódy ultrafiltrácie vody

Ultrafiltrácia vody sa vykonáva špeciálnymi inštaláciami, ktoré sa delia na domáce a priemyselné. Tie, ktoré sa používajú v každodennom živote, sú veľmi kompaktné systémy, ktoré sa zvyčajne inštalujú pod umývadlá. Filtrujú, samozrejme, nie odpadovú pitnú vodu, ktorá sa do bývania dostáva cez vodovodné systémy.

Rýchlosť ultrafiltrácie, ktorú poskytujú, je až 20 litrov za minútu, čo je dosť na uspokojenie potrieb kvalitnej pitnej vody bežnej rodiny. Je potrebné poznamenať, že tieto ultrafiltračné jednotky sú samoumývacie zariadenia a sú určené predovšetkým na odstraňovanie baktérií, mikróbov a organických zlúčenín chlóru, ktoré sú škodlivé pre ľudské zdravie obsiahnuté vo vode z vodovodu. Používajú keramické alebo organické membrány a prvé sú oveľa odolnejšie: ich životnosť je až 10 rokov, zatiaľ čo organické sa stanú nepoužiteľnými už po roku.

Pokiaľ ide o priemyselné ultrafiltračné zariadenia, spracúvajú odpadové vody. Pozostávajú z jednotlivých modulov, ktoré sa skladajú do kaziet a čo sa týka produktivity, je to až 150 kubických metrov a viac za hodinu. V priemyselných ultrafiltračných zariadeniach sa používajú iba keramické membrány a v závislosti od modelu a konštrukčných vlastností systémov môžu mať tieto prvky veľmi odlišné tvary (ploché, rúrkové atď.).

Vlastnosti ultrafiltrácie odpadových vôd

Ak je ultrafiltračný systém určený na čistenie odpadových vôd, potom je najlepšie zabezpečiť mu vhodnú predbežnú úpravu vody. Aby sa lepšie vyrovnala so svojimi „priamymi povinnosťami“, ktoré spočívajú v odstraňovaní najmenších častíc, je lepšie cez ňu prechádzať tie odpadové vody, z ktorých už boli odstránené „veľkorozmerné“ nečistoty. Preto by sa mal umiestniť ako posledný stupeň úpravy vody, napríklad jednoducho nahradiť ultrafialový žiarič zariadením na ultrafiltráciu vody, ktorého prítomnosť sa jednoducho stáva zbytočnou.

Článok pripravili špecialisti spoločnosti EcoTech
Webová stránka spoločnosti: knsnn.ru

A. P. Andrianov, inžinier. (MGSU); A. G. Pervov, doktor inžinierstva. vedy (SSC RF Research Institute VODGEO)

V súčasnosti sa čoraz viac pozornosti venuje hľadaniu nových perspektívnych metód čistenia vody, ktoré sú kompaktnejšie, lacnejšie a jednoduchšie na obsluhu ako tradičné. Patria sem membránové metódy: ultrafiltrácia a nanofiltrácia.

Oba procesy majú podobný hardvérový dizajn, ale z technologického hľadiska existujú zásadné rozdiely. Ak sa počas prevádzky nanofiltračných zariadení usadeniny nahromadené počas prevádzky na povrchu membrán (kontaminanty zadržané vo vode) odstraňujú chemickým premývaním (t. j. pomocou činidiel), potom pri prevádzke ultrafiltračných membrán je potrebné odstrániť nečistoty z povrchu membrán sa vykonáva pomocou spätného prúdu, ako vo filtroch s granulovaným zaťažením. Preto je ultrafiltrácia bez reagencií v zahraničí považovaná za technológiu budúcnosti.

Ultrafiltrácia je membránový proces, ktorý je medzistupňom medzi nanofiltráciou a mikrofiltráciou. Ultrafiltračné membrány majú veľkosť pórov od 20 do 1000 Å (alebo 0,002–0,1 μm) a umožňujú zadržiavanie jemných a koloidných nečistôt, makromolekúl (spodná hranica molekulovej hmotnosti je niekoľko tisíc), rias, jednobunkových mikroorganizmov, cýst, baktérií a vírusov . Využitie membránovej ultrafiltrácie na čistenie vody teda umožňuje zachovať jej soľné zloženie a vykonávať čírenie a dezinfekciu vody bez použitia chemikálií, čo robí túto technológiu perspektívnou z environmentálneho a ekonomického hľadiska.

Technológia úpravy vody pomocou ultrafiltračných membrán spočíva v „slepej“ filtrácii vody cez membránu bez vypúšťania koncentrátu. Tento prevádzkový režim umožňuje znížiť spotrebu vody pre vlastnú potrebu čistiarne a znížiť jej celkovú spotrebu energie. Filtračný proces trvá 20-60 minút, po ktorom nasleduje spätné premytie membrány. Na tento účel sa časť vyčistenej vody privádza pod tlakom do cesty filtrátu počas 20-60 s. Počas procesu spätného preplachu voda odstraňuje vrstvu nahromadených nečistôt z povrchu membrány. Na obr. Obrázok 1 znázorňuje návrh a diagram činnosti ultrafiltračných valcových prvkov.

Ryža. 1. Modul ultrafiltrácie

a - prevádzkový režim; b - režim prania; 1 - zdrojová voda; 2 - filtrát; 3 - valčekový prvok; 4 - vypúšťanie koncentrátu; 5 - spätné premývanie filtrátom

Pri dlhodobej prevádzke sa produktivita membránových zariadení postupne znižuje, pretože na sieťke turbulátora, na povrchu a stenách pórov membrán sa sorbujú rôzne látky a ukladajú sa častice nečistôt, čím sa zvyšuje celkový hydraulický odpor membrán. membránové zariadenia. Na obnovenie pôvodného výkonu sa niekoľkokrát do roka vykonáva chemické umývanie membránových zariadení špeciálnymi kyslými a alkalickými činidlami na odstránenie nahromadených nečistôt.

Pri navrhovaní systémov čistenia vody založených na metóde ultrafiltrácie je hlavnou úlohou projektanta správne určiť dobu trvania priamej filtrácie, ako aj frekvenciu a intenzitu spätných preplachov. Tieto parametre závisia od kvality zdrojovej vody a sú stanovené na základe optimálneho pomeru produktivity ultrafiltračnej jednotky a jej celkovej spotreby vody. Správna voľba režimu prania zaisťuje efektívnu prevádzku zariadenia, ktorá spočíva v dlhodobom zachovaní produktivity a kvality filtrátu. Na príklade deferrizácie podzemnej vody autori vyvinuli metódu hľadania optimálnych prevádzkových parametrov ultrafiltračnej jednotky.

Účinnosť spätného preplachu závisí od jeho intenzity (pri konštantnom tlaku spätného preplachu môžete pracovať s dĺžkou spätného preplachu) τ a intervalu medzi umývaniami (trvanie cyklu filtra) t. Pre daný čas τ závisí účinnosť inštalácie od trvania t: čím je t kratší, tým účinnejšie sa membrána vymyje od kontaminantov, ale tým viac vody sa vytvorí. Cieľom výskumu na optimalizáciu procesu spätného preplachovania je určiť také hodnoty τ a t pre rôzne zloženia upravenej vody, ktoré zodpovedajú najväčšiemu množstvu vyčistenej vody získanej počas času T. Štúdie sa uskutočnili na modelových roztokoch železa (III). chlorid na ultrafiltračných membránach UAM-150. Na obr. Obrázok 2 ukazuje pokles výkonu membránového zariadenia v priebehu času pre rôzne koncentrácie železa v zdrojovej vode.

Na určenie optimálnych hodnôt pre trvanie filtračného cyklu a preplachovania sa uskutočnilo niekoľko sérií experimentov s rôznymi dĺžkami spätného preplachovania. V každej sérii sa pri pevnom trvaní spätného preplachovania zmenilo trvanie filtračného cyklu. Závislosti objemu filtrátu a premývacej vody od prevádzkového času zariadenia pre jednu sériu experimentov sú znázornené na obr. 3 (trvanie spätného preplachu 30 s).

Hľadanie optimálneho pomeru trvania filtračného cyklu a preplachovania sa uskutočňuje podľa maximálnej užitočnej produktivity membránového aparátu, ktorú možno definovať ako Vuseful = Vf - Vpr.. Najprv boli samostatne nájdené optimálne body pre každé trvanie splachovania. Na obr. 4 je znázornené určenie optimálnej doby trvania filtračného cyklu pre dobu preplachovania 30 s. Potom sa získané krivky závislosti využiteľného objemu čistej vody od trvania filtračného cyklu zosumarizujú do jedného grafu (obr. 5) a výsledná krivka sa zostrojí z maxím týchto kriviek, čo umožňuje určiť maximálne množstvo vyčistenej vody v závislosti od t a τ a podľa toho nájsť optimálnu dobu trvania inverzného prania. Experimenty podľa vyššie uvedeného algoritmu na určenie optimálneho bodu sa opakujú pre rôzne koncentrácie železa v zdrojovej vode.

Údaje získané ako výsledok vykonaných experimentov teda možno použiť ako odporúčania pri vývoji systémov na odstraňovanie železa založených na membránovej ultrafiltrácii.

Ryža. 3. Závislosť objemu filtrátu (plná čiara) a premývacej vody (bodkovaná čiara) od doby prevádzky zariadenia pri dobe prania 30 s Obr.

trvanie filtračného cyklu, min: 1, 1¢ - 15; 2, 2¢ - 30; 3, 3 ¢ – 60

Ryža. 4. Stanovenie optimálneho trvania filtračného cyklu s trvaním spätného preplachu 30 s

1 - Vf; 2 - Vuseful; 3 - Vpr

Prevádzkovú účinnosť membránových zariadení ovplyvňuje okrem vyššie uvedených parametrov aj hodnota tlaku: prevádzkový tlak a tlak spätného preplachu. Pri určovaní optimálneho bodu je potrebné vziať do úvahy nielen užitočnú produktivitu, ale aj objemy počiatočnej a vypustenej vody do kanalizácie, pričom sa vykonáva výpočet optimálnych pomerov trvania prania a filtračného cyklu. na základe ekonomických výpočtov.

Ryža. 5. Stanovenie optimálneho trvania premývania pre rôzne dĺžky filtračných cyklov, trvanie spätného preplachovania, s: 1 - 15; 2 - 30; 3 - 45; 4 - 60; bodkovaná čiara - optimum

Ako výsledok výskumu boli vyvinuté technologické schémy a návrhy zariadení určených na úpravu podzemných vôd s vysokým obsahom železa. V závislosti od zloženia zdrojovej vody sa vyberá jedna alebo druhá úprava zariadení, ktoré sa líšia prevzdušňovacím zariadením a značkou použitých membrán. Spolu s odstraňovaním železa rastliny dezinfikujú vodu bez použitia činidiel, odstraňujú sírovodík a čistia vodu v prípade vynášania ílových častíc zo studne.

Metódu deferrizácie vody pomocou ultrafiltrácie sa odporúča použiť s nasledujúcimi ukazovateľmi kvality zdrojovej vody: celkové železo - nie viac ako 40 mg/l; zásaditosť – nie viac ako (1+Fe2+/28) mg-ekv/l; pH – minimálne 6 (hodnota pH vody po prevzdušnení by mala byť minimálne 6,7-7); obsah H2S – nie viac ako 5 mg/l; oxidácia manganistanu – nie viac ako 6-10 mg/l.

Pri obsahu železa do 5 mg/l a sírovodíka do 2 mg/l sa používa schéma so zjednodušeným prevzdušňovaním a filtráciou na membránach UAM-500 a UAM-1000. Pri obsahu železa do 20-40 mg/l a sírovodíka nad 2 mg/l sa používa prevzdušňovanie ejekciou alebo prebublávaním a dodatočné zjednodušené prevzdušňovanie. Keď zdrojová voda obsahuje ťažko oxidovateľné železo, nízke hodnoty pH a absenciu rozpusteného oxidu uhličitého, stupeň prevzdušnenia sa zvyšuje. V závislosti od trvania procesu oxidácie železného železa a odhadovanej produktivity zariadenia na odželezňovanie je priradený objem prevzdušňovacích štruktúr.

Ak sú v zdrojovej vode hrubé nečistoty a piesok, je na začiatku technologickej cesty zabezpečený samočistiaci sieťový filter s veľkosťou buniek 100-200 mikrónov. Vzhľad a základná technologická schéma inštalácie sú na obr. 6 a 7. V závislosti od obsahu železa a zákalu zdrojovej vody je spotreba vody pre vlastnú potrebu stanice maximálne 3-5%, merný príkon je 1,5-2 kW∙h/m3.

Ryža. 7. Technologická schéma deferrizácie podzemnej vody ultrafiltráciou (ak obsah železa v zdrojovej vode nie je vyšší ako 5 mg/l)

Dnes bude v článku vykonaná porovnávacia analýza dvoch technológií na prípravu pitnej vody – tradičných pomocou čističiek a filtrov na mechanické čistenie vody a ultrafiltráciu. Skôr než prejdeme priamo k porovnaniu týchto technológií, stručne si pripomeňme každú z nich.

Tradičná schéma čistenia na prípravu pitnej vody.

Zdrojová voda obsahuje rôzne nečistoty, ktoré je potrebné pred použitím v zásobovaní pitnou vodou odstrániť. V tomto prípade sa tradične ako prvý stupeň čistenia vody používajú usadzovacie nádrže rôznych typov. Na odstránenie koloidných nečistôt sa zároveň do usadzovacích nádrží pridáva špeciálne činidlo - koagulant, ktoré spôsobuje priľnutie koloidných častíc do vločiek s ich následným uvoľnením z vody.
Voda, ktorá prešla koaguláciou, môže obsahovať častice vločiek, ktoré sa nestihli vytvoriť. Preto si vyžaduje ďalšiu filtráciu. Tradične takáto voda prechádza cez mechanické filtre s rôznym stupňom (jedna alebo dve vrstvy) a typom zaťaženia.

Ultrafiltrácia

Ide o membránovú technológiu čistenia vody, kde kvapalina prechádza cez membrány s mnohými pórmi zostavenými v špecifickom module. Rozmery membrán sú porovnateľné s veľkosťou odstraňovaných nečistôt, takže väčšina nečistôt sa ukladá na membránach. Ultrafiltrácia čistí vodu nielen od koloidných a suspendovaných látok, ale aj od baktérií a vírusov (log ukazuje stupeň odstránenia baktérií a vírusov).
Pri použití ultrafiltračnej purifikácie, ako aj pri tradičnom ošetrení, sa do prúdu upravovanej vody dávkuje koagulant, ktorého dávka je 3-5x menšia ako dávka koagulantu použitého na koaguláciu v číriči alebo tlakovú koaguláciu.
Keď výkon membránového modulu klesne, vykoná sa spätné preplachovanie, po ktorom sa obnovia pôvodné výkonové charakteristiky membrány. V prípade silnej kontaminácie sa vykoná chemické umývanie s pridaním činidiel.

Porovnanie 2 technológií

Fakt 1 Výber spôsobu čistenia je určený technickými a ekonomickými ukazovateľmi

Výpočet zohľadňuje kapitálové náklady, náklady, ktoré určujú účinnosť zariadení (kvalita vyčistenej vody) a náklady na údržbu zariadení.
Tabuľka 1 poskytuje informácie o účinnosti čistenia vody - údaje prevzaté zo správy Yu.A. Rakhmanina.

stôl 1

Účinnosť čistenia (tradičná technológia / ultrafiltrácia)
Vysoká/Vysoká	Stredná/Vysoká	Žiadne/stredné	Absencia/ Absencia	Zhoršenie/ Absencia
Coli index Salmonella Vajcia helmintov Giardia cysty oocysty Cryptosporidium Chroma Zákal	Oxidovateľnosť mangán Ropné produkty kolifágy Clostridia (redukujúce sulfity)	Ťažké kovy Rádionuklidy hliník	Zloženie soli Indikátory koróznej aktivity	Trihalometány a iné halogénované uhľovodíky formaldehyd Mutagénna aktivita

Tabuľka ukazuje, že účinnosť čistenia vody pomocou ultrafiltrácie je výrazne vyššia ako pri tradičnej technológii. Dosahuje sa to jemnejšou filtráciou na ultrafiltračných jednotkách - 0,01-0,03 mikrónov, pričom štandardná jemnosť filtrácie na pieskových filtroch je 100 mikrónov a teoreticky získaná je 10 mikrónov.

Fakt 2 Výrazne menšie použitie koagulantu pri ultrafiltrácii v porovnaní s tradičnou technológiou

Obráťme sa na tabuľku 2, ktorá uvádza informácie o niektorých fyzikálnych a chemických parametroch riečnej vody a ukazovateľoch dosiahnutých po čistení 2 metódami.

tabuľka 2

Tabuľka ukazuje, že keď sa dosiahnu takmer rovnaké hodnoty prezentovaných ukazovateľov, dávka koagulantu použitého na ultrafiltráciu je 2-3 krát nižšia.

Fakt 3 Vysoká výrobná pripravenosť ultrafiltračných jednotiek

Ultrafiltračné jednotky sú dodávané plne pripravené z výroby, čo výrazne znižuje množstvo stavebných prác (resp. nákladov).
Obrázok 1 ukazuje projekt s približne rovnakou produktivitou okolo 24 000 m³/deň s použitím mechanických filtrov a ultrafiltrácie. Plocha, ktorú zaberá ultrafiltračné zariadenie, je 4-krát menšia v porovnaní s plochou, ktorú zaberajú mechanické filtre a horizontálna usadzovacia nádrž.

Približné rozmery tradičnej inštalácie: mechanické filtre 18x42 m + čističky 18x54 m Celková plocha 1730 m². Približné rozmery ultrafiltrácie sú 9x42 m Celková plocha je 380 m².

Fakt 4 Pri novej výstavbe sú kapitálové náklady na tradičnú dvojstupňovú jednotku o niečo vyššie ako náklady na ultrafiltráciu

Pokiaľ ide o náklady na vybavenie, početné výpočty pre priemyselné inštalácie ukázali, že pri novej konštrukcii a použití komponentov a stupňom automatizácie rovnakej triedy sú kapitálové náklady na tradičnú dvojstupňovú inštaláciu o niečo vyššie ako náklady na ultrafiltráciu. .
Tabuľka 3 sumarizuje všetky náklady na inštaláciu čírenia s použitím tradičnej technológie a ultrafiltrácie z fyzikálneho hľadiska. Tabuľka ukazuje, že ultrafiltrácia je pre prevádzku ekonomicky výhodnejšia. Túto pozíciu potvrdili opakované technicko-ekonomické výpočty pre takmer všetky priemyselné objekty.

Tabuľka 3

Aby sme to zhrnuli, ultrafiltračné zariadenia sú ziskovejšie ako tradičné zariadenia (usadzovače a mechanické filtre), pretože
1. účinnejšie čistiť vodu
2. zaberajú oveľa menšiu plochu
3. vyžadujú nižšie investičné náklady na výstavbu a nižšie náklady na činidlá
Nevýhody použitia ultrafiltračných jednotiek zahŕňajú potrebu kompetentného inžinierstva a prevádzky a potrebu dodatočných činidiel pre chemické premývania, takže si musíte vybrať spoločnosť, ktorá dodáva ultrafiltračné zariadenia na základe preukázaných pozitívnych skúseností s realizáciou projektov s ultrafiltráciou.

Použité knihy:
1. Akademik Ruskej akadémie vied, Ruská akadémia prírodných vied Yu.A. Rakhmanin, Aktualizácia problémov zásobovania vodou a spôsoby ich riešenia na zlepšenie kvality života Rusov, III. Všeruský kongres vodohospodárskych služieb, Alušta , Krymská republika 22.-24.04.2015.
2. Ph.D. O. F. Parilova, Zásobovanie pitnou vodou. Z minulosti do budúcnosti

Pre Rusko a krajiny SNŠ sa zásobovanie obyvateľstva kvalitnou vodou z vodovodu stalo národným problémom. Tradičné metódy úpravy vody odvádzajú zlú prácu pri odstraňovaní značného množstva nových, človekom vyrobených znečisťujúcich látok.

Zhoršenie väčšiny vodovodných potrubí vedie k sekundárnemu znečisteniu vôd a zvýšeniu havarijných vypúšťaní. Tradičné domáce in-line filtre nezvládajú úlohu vysokokvalitného čistenia vody. Riešením tohto problému je použitie najnovšej a perspektívnej ultrafiltračnej metódy – membránovej metódy čistenia vody.

Spoločnosť Vodník dáva do vašej pozornosti ultrafiltračné zariadenia, ktoré úspešne riešia celý rad problémov s čistením vody. Naši špecialisti vypracujú optimálnu technologickú schému úpravy vody pomocou ultrafiltračných technológií, navrhnú, nainštalujú a uvedú systém do prevádzky.

V priemyselnom meradle sa metóda ultrafiltrácie na čistenie vody používa od konca dvadsiateho storočia. Každý rok je celkový nárast objemu vody vyčistenej ultrafiltráciou približne 25 %.

Závažnosť problému s čistou vodou z vodovodu v ázijských krajinách (ako Malajzia, Singapur, Taiwan, Čína) prispela k vytvoreniu výskumného centra v Singapure v roku 1985.

Centrum vyvinulo technológiu ultrafiltrácie, ktorá je pre tieto krajiny spoľahlivá a lacná. Teraz je modul ultrafiltrácie pre domácnosť v ázijských rodinách (napríklad v Malajzii) rovnakým atribútom každodenného života ako televízor alebo chladnička.

Ultrafiltračná technológia, vylepšená a overená časom, nezostala bez povšimnutia v Európe a Amerike.

Oblasti použitia technológie ultrafiltrácie

Od konca dvadsiateho storočia. Metóda ultrafiltrácie sa začala používať v priemyselnom meradle. Dnes ich vo svete fungujú stovky s kapacitou až 4105 m 3 /deň. Približne 25 % predstavuje ročný celkový nárast objemu vody upravenej ultrafiltráciou. Ultrafiltrácia zabezpečuje kvalitné čistenie vody z povrchových zdrojov, pitnej, recyklovanej a procesnej vody s minimálnymi prevádzkovými nákladmi. Nižšie je uvedený zoznam hlavných oblastí použitia technológie ultrafiltrácie.

Použitie metódy ultrafiltrácie na dezinfekciu vody

Pomocou štandardných ultrafiltračných modulov sú vírusy a baktérie odstránené na úrovni minimálne 99,99 %. Na rozdiel od tradičných spôsobov dezinfekcie vody (chlórovanie, ultrafialová dezinfekcia, ozonizácia a pod.) sa pri ultrafiltrácii mikroorganizmy z vody fyzikálne eliminujú. To je dosiahnuté vďaka skutočnosti, že priemer pórov v ultrafiltračnej membráne je podstatne menší ako veľkosť vírusov alebo baktérií (póry - 0,01 mikrónov, baktérie - 0,4...1,0 mikrónov, vírusy - 0,02...0,4 mikrónov). Mikroorganizmy prítomné vo vode takú bariéru nedokážu preniknúť. V dôsledku toho odpadá potreba primárneho chlórovania vody a dezinfekcia sa vykonáva bezprostredne pred dodaním vody spotrebiteľovi.

Ultrafiltračné čistenie domových a priemyselných odpadových vôd

Na celom svete sa snažia opätovne využiť vyčistenú odpadovú vodu, ktorú je oveľa výhodnejšie nevypúšťať do otvorenej nádrže, ale po úprave ultrafiltráciou poslať na priemyselné využitie. Technogénne zaťaženie vodných útvarov pre domácnosť a pitie sa tak výrazne znižuje.

Použitie ultrafiltrácie ako predstupeň pre systémy reverznej osmózy

Na predčistenie sa zvyčajne používajú vreckové alebo patrónové filtre (veľkosť filtra 5 µm). Ich výmena za ultrafiltračné moduly, ktoré majú dlhšiu životnosť, zníži prevádzkové náklady.

Použitie ultrafiltračných modulov umožňuje stabilizovať koloidný index SDI na úrovni 1-2, čím sa výrazne zníži frekvencia umývania a výmeny membrán reverznej osmózy.

Použitie technológie číriča + flokulantu ako predfiltrácie pred reverznou osmózou vyžaduje starostlivý výber flokulantov. Katiónové flokulanty nemožno použiť, pretože membrány reverznej osmózy majú záporný náboj. Aniónové a neiónové flokulanty sa používajú v minimálnych dávkach. Po upchatí pórov flokulantom je ťažké obnoviť funkčnosť membrán. Tento problém úplne chýba pri ultrafiltračnej liečbe.

Membrány reverznej osmózy sú za určitých podmienok náchylné na biologické znečistenie. Vzniku tohto problému napomáha vysoká teplota zdrojovej vody, vysoký obsah „organických látok“ (oxidácia manganistanu viac ako 3,0 mgO 2 /l), dlhé umývacie cykly a výrazná kontaminácia zdrojovej vody.

Značné množstvo veľkomolekulárnych „organických látok“ obsiahnutých vo vode pomocou tradičnej technológie čírenia môže blokovať póry membrán reverznej osmózy. Proces ultrafiltrácie umožňuje systémom reverznej osmózy efektívne upravovať vodu s veľmi vysokým potenciálom biologického znečistenia (napríklad čistená odpadová voda z domácností).

Ultrafiltrácia pracej vody z odželezňovacích, číriacich a sorpčných filtrov

Stupeň využitia vody sa zvýši na 99,8 %, ak sa pracia voda podrobí ultrafiltrácii. Na tieto účely slúžia ultrafiltračné kalolisy, ktoré zabezpečujú mechanické odvodnenie kalu.

Použitie ultrafiltrácie na čistenie vody

Pri hodnotení novej technológie sa venuje pozornosť nákladom a kvalite výsledného produktu. Nižšie náklady na kvalitnú vyčistenú vodu zabezpečuje kompaktnosť ultrafiltračných jednotiek, jednoduchá údržba a nízka spotreba chemických činidiel. V konečnom dôsledku sú náklady na vyčistenú vodu získanú ultrafiltráciou určené kvalitou zdrojovej vody a produktivitou zariadenia. Náklady na vyčistenú vodu pre malé komerčné inštalácie (produktivita menej ako 100 m 3 /hod) sa pohybujú v rozmedzí 1,5–3,5 rubľov/m 3, pre zariadenia s kapacitou nad 100 m 3 /hod náklady na vyčistenú vodu je nižšia: 0,5–2,0 rub/m 3 .

Čírenie vody pri plnení do fliaš (čistenie pitnej a minerálnej vody)

Čistota prírodného vodného zdroja nevylučuje potrebu prechádzať cez jemný filter pred plnením pitnej vody do fliaš.

Čistenie vody pomocou najbežnejšie používaných mechanických filtrov, kartušového typu (napríklad Big Blue 20) alebo vrecka typu 1-5 mikrónov, neposkytuje požadovaný stupeň filtrácie. Najperspektívnejšou metódou na zlepšenie kvality vody (prírodných vôd) je čírenie vody ultrafiltráciou (zlepšenie kvality vody sterilizačnou ultrafiltráciou).

Ultrafiltrácia ako predbežný čistiaci krok pred iónomeničovými filtrami

Veľké ťažkosti vznikajú pri používaní (najmä v priemysle a energetike). Distribúcia veľkosti častíc vody sa zriedka berie do úvahy pri navrhovaní systémov filtrácie vody. Mikrofiltračné a číriace predfiltre účinne odstraňujú suspendované častice väčšie ako 1,0 mikrónu. Iónomeničové živice neprepúšťajú koloidy s veľkosťou 0,1...1,0 mikrónu, no zároveň sa „upchajú“. Výsledkom „zanášania“ je zníženie intenzity iónovej výmeny a životnosti živíc. Aby ste tomu zabránili, musíte znížiť zákal zdrojovej vody pod 3 NTU (nefelometrické jednotky zákalu). To umožňuje ultrafiltráciu (poskytuje zákal do 0,1 NTU).

Koloidy SiO2 často prítomné v riečnej vode a vo vode z artézskych studní spôsobujú problémy v procese iónovej výmeny. Pri hodnote pH nižšej ako 7 (po H-kationizácii) môže dôjsť k polymerizácii SiO 2 (molekuly sa spájajú do dlhých reťazcov). Je mimoriadne ťažké odstrániť takéto útvary z povrchu živice: sú potrebné dlhé, slabo účinné premývanie a obnova iónomeničového materiálu. Aby sa zabránilo nenávratnému „zaneseniu“ iónomeničov, stačí pred ionexové filtre nainštalovať ultrafiltračný systém, ktorý odstráni viac ako 95 (niekedy aj viac ako 98) % koloidov SiO 2 . Za určitých podmienok, napríklad keď sú v systéme priestory, ktoré nie sú umývané chemickými roztokmi, sa zvyšuje počet mikroorganizmov, ktoré tiež spôsobujú „upchávanie“ ionomeničových živíc. Okrem toho sa stáva, že tesnenia, ventily a neošetrené povrchy v kontakte s vodou nespĺňajú hygienické požiadavky a technické normy. V takýchto oblastiach sa pri priaznivých teplotách a úrovniach pH aktivuje proces biologického znečistenia. Použitie ultrafiltrácie môže výrazne spomaliť tento proces na povrchu živice.

V petrochemickom, chemickom priemysle a priemysle čistenia odpadových vôd sú iónomeničové živice kontaminované olejmi obsiahnutými vo vode. Niektoré z olejov sa ľahko odstránia počas usadzovania, flotácie alebo koalescencie. Chemicky alebo mechanicky emulgované oleje sa však ťažko odstraňujú. Nahradiť živice je často lacnejšie, ako ich zbavovať oleja. Tento problém rieši predbežná ultrafiltrácia, ktorá zabezpečuje odstránenie až 99 % emulgovaných olejov pred následným čistením vody živicami.

Povrch filtračných granúl a priestor medzi nimi sa často kontaminujú organickými zlúčeninami s vysokou molekulovou hmotnosťou. Problém sa snažia vyriešiť použitím aktívneho uhlia alebo určitej zmesi iónomeničových živíc. Aktívne uhlie má však krátku životnosť a je prerastené mikroorganizmami a živice sa musia často (niekedy neúčinne) regenerovať. Ak vezmeme do úvahy zvýšené prevádzkové náklady a odstávky zariadení, vidíme, že ultrafiltrácia je ekonomicky výhodnejší spôsob čistenia vody od organických nečistôt.

Ultrafiltračná úprava vody z povrchových zdrojov a riečnej a jazernej vody

Metódy sedimentácie a filtrácie s predbežnou koaguláciou, široko používané v komunálnych službách a priemysle v Rusku, neprešli od polovice dvadsiateho storočia radikálnymi zmenami. Koagulácia účinne odstraňuje nečistoty prírodného pôvodu. Došlo však k výraznému nárastu množstva umelých znečisťujúcich látok vo vode, na odstránenie ktorých nemusia byť sedimentačné a filtračné metódy vždy účinné. Podľa nových zdravotných predpisov existuje približne 1 000 kontrolovaných chemikálií. Pri prvotnom chlórovaní vody vznikajú stovky organochlórových zlúčenín, čo spôsobuje veľké problémy.

Obsah organických látok sa spravidla posudzuje podľa manganistanovej oxidovateľnosti vody. Vzhľadom na náročnosť oxidácie technogénnych organických zlúčenín manganistanom draselným neodráža tento ukazovateľ skutočnú kvalitu vody z hľadiska obsahu „organických látok“. V procese pozorovania zloženia vody v rieke na týždeň. Kama si všimol, že oxidovateľnosť manganistanu sa pohybovala v rozmedzí od 3,36 do 4,16 mgO 2 /l, zatiaľ čo oxidovateľnosť bichrómanu sa pohybovala v rozmedzí od 15 do 43 mgO 2 /l. Kolísanie ukazovateľa je spôsobené neustálou zmenou zloženia organických zlúčenín. Za takýchto podmienok je ťažké zvoliť optimálnu dávku koagulantu, čo prispieva k nestabilnej prevádzke čističiek a dodatočnému zaťaženiu následných čistiacich stupňov. Zavedenie takých dodatočných čistiacich stupňov, ako je ozonizácia, sorpcia aktívneho uhlia atď., zvyšuje prevádzkové náklady a tým aj náklady na čistenú vodu.

Ťažkosti s poskytovaním vysokokvalitnej pitnej vody obyvateľom Ruska viedli k tomu, že sa to stalo skutočným štátnym problémom. Tradične používané spôsoby získavania čistej pitnej vody pomocou chlórovania, koagulácie, flotácie, sedimentácie a filtrácie majú tieto významné nevýhody:

• nestabilita kvality upravenej vody;
• veľká intenzita zdrojov a rozmery zariadení;
• nebezpečenstvo tvorby karcinogénov pri použití činidiel obsahujúcich chlór na dezinfekciu vody;
• vysoké náklady na drahé chemické činidlá, ako aj riešenie problémov s organizáciou ich prípravy a skladovania.

Ultrafiltrácia nemá vyššie uvedené nevýhody. S jeho pomocou sa voda čistí od suspendovaných častíc, baktérií, vírusov, rias, koloidov a vysokomolekulárnych organických zlúčenín. Účinok čírenia a stupeň extrakcie organických zlúčenín počas predbežnej koagulácie sa výrazne zvyšuje. Účinnosť metódy ultrafiltrácie závisí len málo od zmien v dávke koagulantu, pretože výsledné vločky sa odfiltrujú bez ohľadu na ich veľkosť. Taktiež nevyžaduje dlhý čas na tvorbu veľkých vločiek a nie je potrebná flokulačná komora. Voda čistená metódou ultrafiltrácie je v mikrobiológii bezpečná a má trvalo vysokú kvalitu, ktorá nezávisí od zloženia zdrojovej vody.

Výhody metódy ultrafiltrácie - vysoká účinnosť čistenia, nízke prevádzkové náklady a spoľahlivosť zariadenia - teda robia z jej použitia výnosný podnik. Špecialisti spoločnosti Vodník pomôže vám to implementovať!

Naša spoločnosť poskytuje svoje služby v oblasti predaja, projektovania a montáže systémov úpravy vody priemyselnej výrobe akéhokoľvek rozsahu aj jednotlivcom. Pracujeme efektívne a rýchlo!