Промышленные ультрафильтрационные системы

Типы промышленных систем ультрафильтрации

Промышленные системы ультрафильтрации можно классифицировать по форме и структуре, типу потока и движущей силе давления.

• Конфигурация

  По форме и структуре промышленные UF-мембраны можно разделить на полые волокна, плоские листы и спирально-навитые мембраны. Мембраны с полыми волокнами имеют микротрубки, похожие на пряди волос. Плосколистовые мембраны располагают мембранный материал в плоских двумерных листах. Спирально-навитые мембраны заключают плосколистовые мембраны в спиральную конфигурацию.

• Схема потока

  Промышленные ультрафильтрационные мембраны также имеют различные схемы потока. В конструкции потока снаружи внутрь подаваемая вода протекает снаружи волокна внутрь просвета. Напротив, в конструкции изнутри наружу подаваемая вода протекает из внутренней части волокна к его внешней стороне. Конструкция потока снаружи внутрь является более распространенным направлением потока, чем конструкция изнутри наружу.

• Ультрафильтрация под давлением

  Ультрафильтрационные мембраны могут быть как с приводом от давления, так и без него. Ультрафильтрационная мембрана с приводом от давления позволяет подаваемой воде проникать через мембранный материал с помощью разности давлений между ее двумя сторонами. Разность давлений приводит к процессу ультрафильтрации с небольшим потреблением энергии.

Мембраны с приводом от давления имеют подвиды в зависимости от источника давления. Это могут быть мембраны с давлением подачи, мембраны с приводом от насоса, мембраны с предварительным давлением и мембраны с разностью давлений. Среди них мембраны с давлением подачи позволяют давлению поступать непосредственно от подачи. Мембраны с приводом от насоса зависят от насосов для обеспечения давления. Мембраны с предварительным давлением хранятся в герметичных резервуарах. Кроме того, давление может поступать из внешних трубопроводов, создавая разность давлений.

Кроме того, ультрафильтрационные мембраны с приводом от давления могут быть с параллельным потоком, с поперечным потоком, периодического действия или прерывистыми. Системы мембран с параллельным потоком позволяют всем жидкостям протекать в одном направлении через мембраны, а системы с поперечным потоком позволяют подаваемой жидкости протекать параллельно мембранам. Системы ультрафильтрации с параллельным потоком более продуктивны, но могут вызывать поляризацию. Системы с поперечным потоком более эффективны и могут уменьшить концентрационную поляризацию.

Отдельные блоки мембран составляют системы ультрафильтрации с периодическим потоком. Они подходят для таких отраслей промышленности, как пищевая и напиточная, где требуется разделение материалов. Прерывистые системы могут работать непрерывно или дискретно. Дискретная работа может повысить прочность мембраны, но менее эффективна.

Технические характеристики и техническое обслуживание

Технические характеристики промышленных систем ультрафильтрации могут варьироваться в зависимости от конструкции и производственных предпочтений каждой модели. Следующие технические характеристики являются типичными для промышленных систем ультрафильтрации.

• Мембранный модуль

  Корпус, длина и диаметр мембранного модуля определяют его емкость и конфигурацию. Технические характеристики типа ультрафильтрационной мембраны и размера пор также могут влиять на способность системы к фильтрации.

• Рабочее давление

  Промышленная система ультрафильтрации обычно работает в типичном диапазоне давления от 0,05 до 0,5 МПа. Некоторые системы могут иметь более низкий диапазон давления для снижения затрат на электроэнергию или более высокий диапазон давления для обработки более сложных жидкостей.

• Пропускная способность

  Промышленные системы обычно обрабатывают расход от 10 м3/ч до 100 м3/ч в зависимости от потребностей промышленного производства. Один агрегат обычно может удовлетворить потребности промышленного производства. Для более мелких систем часто используют несколько агрегатов.

• Точность фильтрации

  Промышленные системы ультрафильтрации обычно имеют показатель удаления бактерий не менее 99%, обеспечивая высокое снижение количества микроорганизмов.

• Коэффициент рекуперации

  Типичный коэффициент рекуперации промышленных систем ультрафильтрации обычно составляет от 90% до 95%. Остальные 5% - 10% концентрированной воды обычно сбрасываются как отходы.

• Журнал аудита и расширенная валидация

  Многие промышленные системы в настоящее время включают CF-биореактор и дополнительную функциональность журнала аудита и расширенной валидации (A/V). Эта функция включает в себя полный отчет с отметкой времени данных и сводку исключений, что может иметь решающее значение для валидации системы в фармацевтической или биотехнологической промышленности.

• Журнал данных и анализ трендов

  Функция журнала данных и анализа трендов позволяет пользователям отслеживать любые параметры системы с течением времени. Это может помочь выявить возможности оптимизации системы и снижения эксплуатационных расходов.

Техническое обслуживание

Производители обычно рекомендуют периодическое техническое обслуживание промышленных систем ультрафильтрации. Регулярное техническое обслуживание гарантирует правильную работу компонентов, продлевает срок их службы и предотвращает непредвиденные перерывы в работе системы.

• Еженедельное техническое обслуживание

  Еженедельное техническое обслуживание обычно включает визуальные осмотры. Операторы систем обычно проверяют наличие утечек, ослабленных компонентов и вибраций системы. Они осматривают критически важные компоненты, включая насосы, манометры и клапаны, чтобы убедиться, что они работают правильно. Еженедельное техническое обслуживание также может включать очистку ультрафильтрационных мембран и необходимую регулировку химической дозировки.

• Ежемесячное техническое обслуживание

  Ежемесячные задачи технического обслуживания обычно более сложные. Они могут включать калибровку датчиков давления и расхода. Операторы также могут контролировать концентрацию химических веществ и регулировать расход насосов. Ежемесячные задачи также могут включать полный цикл очистки мембран и полную оценку производительности системы.

• Ежеквартальное техническое обслуживание

  Ежеквартальные процедуры технического обслуживания обычно включают детальный осмотр мембранного модуля и замену фильтров и прокладок системы. Операторы также могут контролировать параметры потребления электроэнергии, чтобы выявить любые необычные изменения, которые должны быть немедленно устранены.

• Ежегодное техническое обслуживание

  Ежегодные задачи технического обслуживания обычно включают очистку мембран и калибровку точных приборов. Сервисный поставщик обычно очищает мембраны специальным моющим средством до воздействия моющего средства на мембраны. Сервисный поставщик также заменяет прокладки и выполняет все необходимые регулировки системы. При необходимости сервисный поставщик может предложить расширенную процедуру диагностики и проверку целостности мембраны.

Сценарии использования промышленных систем ультрафильтрации

• Производство продуктов питания и напитков

  Пищевые и напиточные компании используют промышленные системы ультрафильтрации для разделения и удаления нежелательных веществ из сырья, такого как вода, фрукты, овощи, молоко, мясо и напитки. Например, при производстве соков ультрафильтрация может отфильтровывать взвешенные частицы, коллоиды и микроорганизмы, улучшая прозрачность сока и его срок хранения. При производстве сыра ультрафильтрация молока позволяет отделить сывороточные белки и жир, которые могут быть дополнительно переработаны для производства сыра.

• Фармацевтика и биотехнологии

  Фармацевтическая и биотехнологическая промышленность использует промышленные системы ультрафильтрации для очистки лекарств, разделения белков, концентрирования ферментационной среды и обмена буферов среди других применений. Эти системы обеспечивают точный контроль чистоты продукта и помогают соответствовать строгим нормативным требованиям.

• Обработка текстиля и кожи

  В текстильной и кожевенной промышленности системы ультрафильтрации используются для обработки сточных вод, образующихся в процессе производства. Эти системы могут удалять взвешенные твердые вещества, пигменты, органические соединения и тяжелые металлы, что снижает воздействие на окружающую среду и способствует переработке водных ресурсов.

• Очистка промышленных сточных вод

  Промышленные системы ультрафильтрации широко используются для очистки сточных вод различных отраслей промышленности, таких как химическая, нефтехимическая, бумажная и горнодобывающая. Системы могут разделять и удалять взвешенные твердые вещества, коллоиды, тяжелые металлы, органические соединения и другие загрязнители, помогая соответствовать стандартам сброса и предотвращать загрязнение окружающей среды.

• Удаление микроорганизмов из питьевой воды

  На объектах водоподготовки применяют системы ультрафильтрации для удаления бактерий, вирусов и других микроорганизмов из питьевой воды, обеспечивая безопасность воды и ее соответствие санитарным нормам.

• Очистка сточных вод в городских канализациях

  Городские очистные сооружения могут использовать промышленные системы ультрафильтрации для послеочистки городских сточных вод, отделяя и удаляя взвешенные твердые вещества, коллоиды и микроорганизмы, улучшая качество сточных вод и способствуя повторному использованию воды.

• Рециркуляция охлаждающей воды на электростанциях

  Системы охлаждения электростанций могут использовать промышленные блоки ультрафильтрации для обработки охлаждающей воды, удаляя взвешенные частицы, коллоиды и микроорганизмы. Этот процесс помогает предотвратить образование отложений на теплообменном оборудовании и позволяет рециркулировать охлаждающую воду.

Как выбрать промышленные системы ультрафильтрации

При выборе промышленной системы очистки воды UF покупателям необходимо учитывать различные факторы, чтобы убедиться, что выбранная система соответствует их конкретным требованиям. Вот некоторые из ключевых факторов, которые следует учитывать при выборе промышленных систем ультрафильтрации:

• Анализ качества исходной воды:

  Прежде всего, необходимо проанализировать качество исходной воды, включая потенциальные загрязнители, такие как бактерии, взвешенные твердые вещества, коллоиды и крупные молекулы. Понимание конкретных параметров качества воды поможет выбрать UF-систему, предназначенную для удаления определенных загрязнителей, присутствующих в исходной воде.

• Определение требований к разделению:

  Установите требования к разделению для конкретного применения. Определите вещества, которые необходимо удалить из воды, такие как патогены, мутность или растворенные органические вещества. Это поможет выбрать промышленную систему ультрафильтрации с соответствующей конфигурацией и конструкцией мембраны.

• Соответствие емкости системы:

  Выберите систему ультрафильтрации с емкостью, соответствующей конкретному потреблению в очистке воды. Учитывайте такие факторы, как суточная потребность в водоснабжении, время работы и любые потенциальные потребности в расширении в будущем. Необходимо убедиться, что выбранная UF-система может обрабатывать желаемый объем без ущерба для производительности.

• Выбор мембранного модуля:

  Выберите подходящий мембранный модуль для конкретного применения. Учитывайте такие факторы, как материал мембраны, конфигурация модуля и площадь поверхности. Разные мембранные модули могут иметь свои преимущества и лучше подходят для конкретных применений или условий.

• Оценка потребностей в предварительной обработке:

  В некоторых случаях может потребоваться предварительная обработка для защиты UF-мембраны и обеспечения оптимальной работы. Оцените необходимость предварительной обработки, такой как осаждение, коагуляция или микрофильтрация, в зависимости от качества исходной воды и выбранной UF-системы.

• Учет конструкции и конфигурации системы:

  Учитывайте конструкцию и конфигурацию UF-системы, включая компактность системы, простоту установки и любые дополнительные функции, такие как возможности очистки или мониторинга. Хорошо спроектированная UF-система может обеспечить более эффективное и удобное решение для очистки.

Часто задаваемые вопросы о промышленных системах ультрафильтрации

В1: В каких отраслях промышленности обычно используются промышленные системы ультрафильтрации?

О1: Промышленные системы ультрафильтрации используются во многих отраслях промышленности. Наиболее распространенные из них: пищевая и напиточная, фармацевтическая, очистка сточных вод, химическая, биотехнологическая, молочная промышленность, сельское хозяйство, целлюлозно-бумажная промышленность и аквакультура.

В2: Используют ли промышленные системы ультрафильтрации химические вещества для очистки?

О2: В некоторых случаях процессы очистки могут потребовать использования химических веществ. Тем не менее, процесс очистки в основном осуществляется путем обратного потока пермеата, воздушных пузырьков и остановки подающих насосов.

В3: Могут ли промышленные системы ультрафильтрации работать в суровых условиях?

О3: Да, системы могут работать даже в суровых условиях окружающей среды. Пользователи должны выбирать материалы и проектировать компоненты для экстремальных условий, таких как высокие температуры, абразивные вещества и коррозионные элементы.

В4: Энергоэффективны ли промышленные системы ультрафильтрации?

О4: Да, системы энергоэффективны. Пользователи могут еще больше повысить их энергоэффективность и сэкономить больше, используя более эффективные насосы, поддерживая оптимальное рабочее давление и регулярно обслуживая системы.

В5: Требуют ли промышленные системы ультрафильтрации регулярного обслуживания?

О5: Да, как и любые системы фильтрации, системы ультрафильтрации необходимо регулярно обслуживать. Регулярное обслуживание гарантирует оптимальную работу систем, продлевает срок их службы и поддерживает качество фильтруемой жидкости.