Обработка воды ультрафильтрацией

Типы ультрафильтрационных систем очистки воды

Ультрафильтрационная очистка воды – это особый вид фильтрации, который удаляет бактерии, вирусы и другие крупные органические молекулы из воды. Ультрафильтрация является частью мембранной фильтрации, которая часто включает в себя нанофильтрацию и обратный осмос. В отличие от микрофильтрации, которая удаляет большинство бактерий, ультрафильтрация направлена на получение кристально чистой очищенной воды путем устранения даже более мелких загрязнителей, таких как растворенные вещества и вирусы.

В процессе ультрафильтрации используется гидростатическое давление, которое заставляет воду проходить через полупроницаемую мембрану с крошечными порами размером менее 0,1 микрона. Мембрана действует как сито, пропуская молекулы воды, но задерживая и отделяя нежелательные вещества. Остающиеся загрязнители обычно вымываются из системы в виде отходов.

Технология ультрафильтрации может применяться различными способами, в том числе как самостоятельный метод очистки воды или как часть более обширной системы очистки воды в сочетании с другими методами. Вот некоторые области применения ультрафильтрации:

• Очистка питьевой воды: Ультрафильтрационные мембраны широко используются на станциях водоподготовки и в бытовых системах очистки воды для удаления патогенов и улучшения качества воды.
• Очистка сточных вод: Ультрафильтрация применяется на очистных сооружениях для повышения качества очищенных сточных вод для повторного использования или сброса в водоемы.
• Пищевая и напиточная промышленность: Ультрафильтрация применяется в пищевой и напиточной промышленности для концентрирования белка, фракционирования и разделения макромолекул в жидкостях, таких как фруктовые соки и молочные продукты.
• Медицинские применения: В медицине ультрафильтрация используется в аппаратах для гемодиализа для отделения продуктов жизнедеятельности от крови, обеспечивая искусственную функцию почек для пациентов.
• Промышленная очистка воды: Ультрафильтрация используется во многих отраслях промышленности, включая электронику, текстильную промышленность и энергетику, для получения высокочистой воды для технологических процессов, что снижает потребность в химических веществах.
• Опреснение морской и солоноватой воды: Ультрафильтрационные мембраны используются в процессах предварительной обработки для опреснительных установок для удаления взвешенных частиц и микроорганизмов до того, как морская или солоноватая вода подвергнется опреснению методом обратного осмоса.

Технические характеристики и техническое обслуживание систем ультрафильтрационной очистки воды

Ультрафильтрационные системы очистки воды обеспечивают широкий спектр технических характеристик для различных применений. В следующем списке приведены основные характеристики.

• Конфигурация мембранного модуля: Мембраны для ультрафильтрационной очистки воды состоят из множества волокон, скрепленных вместе, образуя модуль. Он используется как автономный блок или в серии с другими очистными блоками. Другие методы конфигурации включают поперечный поток, полые волокна и трубчатые.
• Размер пор: Ультрафильтрационные мембраны отделяют частицы и крупные микроорганизмы. Для этого они должны иметь размер пор меньше, чем бактерии, но больше, чем молекулы воды. Типичные размеры пор колеблются от 0,1 до 0,01 микрона.
• Рабочее давление: Ультрафильтрационная очистка воды работает при рабочем давлении от 0,1 до 0,5 МПа (от 1 до 5 атм). При высоком давлении подаваемая в очистительный блок вода производит проницаемый поток очищенной воды. Чем выше давление, тем выше водный поток (объем воды, проходящий через единицу площади мембраны в единицу времени).
• Водный поток: Водный поток - это объем подаваемой воды, проходящий через единицу площади мембраны за час. Для ультрафильтрационных мембран он обычно находится в диапазоне от 50 до 150 литров на квадратный метр в час. Водный поток зависит от рабочего давления, качества воды, температуры и конфигурации мембраны.
• Материал и прочность: Ультрафильтрационные мембраны изготавливаются из полимерных материалов, таких как полисульфон, полиэфирсульфон и полипропилен. Эти материалы выбираются за их прочность и способность выдерживать агрессивные химические среды.

Хотя системы ультрафильтрационной очистки воды в основном не требуют особого ухода, все же необходимо проводить регулярное техническое обслуживание, чтобы обеспечить оптимальную работу системы очистки воды и продлить срок службы мембран. Вот некоторые основные советы по техническому обслуживанию.

• Регулярная очистка: Ультрафильтрационные мембраны необходимо регулярно очищать, чтобы удалить органические вещества, бактерии и биопленку, которые накапливаются в процессе очистки. Очищающие растворы должны быть неокисляющими, чтобы не повредить мембрану. В состав раствора могут входить кислоты, щелочи и моющие средства.
• Предотвращение загрязнения: Химические вещества, масла и микроорганизмы являются частью естественного водного мира, которые могут засорять или загрязнять мембрану. Загрязнение снижает количество и скорость проницаемой воды. Чтобы предотвратить загрязнение, необходимо предварительно очищать подаваемую воду от взвешенных частиц и загрязнителей с помощью осаждения, коагуляции или микрофильтрации.
• Мониторинг производительности: Системы ультрафильтрационной очистки воды имеют датчики, которые показывают рабочее давление, расход воды, перепад давления, проницаемость и трансмембранное давление. Покупка блока с этими датчиками поможет пользователям узнать, когда нужно чистить, повреждена ли мембрана или произошел отказ другого оборудования.
• Периодическое техническое обслуживание: Каждые несколько месяцев проводите более обширное техническое обслуживание. Это может включать в себя глубокую очистку, замену деталей и проведение испытаний производительности. Планируйте периодическое техническое обслуживание в соответствии с инструкциями производителя и обеспечивайте проведение соответствующих проверок и ремонтов специализированными поставщиками.

Сценарии применения систем ультрафильтрационной очистки воды

• Очистка питьевой воды в муниципалитетах

  Рост городов приводит к увеличению спроса на чистую питьевую воду. Во многих городах чиновники используют ультрафильтрацию в качестве последнего этапа обработки или очистки муниципальной питьевой воды для удаления всех бактерий и паразитов. Это повышает уверенность в качестве обработанной воды.

• Питьевая вода в сельской местности

  Некоторые люди живут в сельской местности вдали от крупных городов. Они полагаются на подземные источники воды, такие как колодцы, для питья. Эти источники не всегда надежны или безопасны, поэтому людям нужен способ отфильтровать микробы, которые могут вызвать болезни. Ультрафильтрация делает загрязненные подземные воды безопасными для питья, удаляя невидимые вредные микробы.

• Предварительная обработка при опреснении

  В местах, где не хватает пресной воды, например, на Ближнем Востоке, люди должны добывать питьевую воду из морской воды с помощью процесса, называемого опреснением. Перед тем, как пройти эту дорогостоящую и энергоемкую процедуру, они сначала пропускают морскую воду через ультрафильтрацию для удаления крупных частиц. Это сокращает затраты и снижает потребление энергии в процессе опреснения.

• Переработка пищевых продуктов

  При производстве определенных продуктов, таких как сыр или йогурт, очень важно использовать абсолютно чистую воду. Ультрафильтрационная очистка воды помогает избавиться от любых загрязнителей, которые могут испортить вкус этих молочных продуктов. Это гарантирует использование чистой воды в их производстве, что позволяет создавать высококачественные продукты.

• Градирни

  Многие большие здания имеют внутри системы, которые помогают регулировать температуру. Они должны работать безупречно, чтобы важные операции продолжались без перебоев. Градирни, находящиеся в этих зданиях, используют большое количество воды для поддержания своей работоспособности, но с течением времени они могут легко забиться грязью и другими мелкими частицами. Ультрафильтрация способна обеспечить постоянное снабжение чистой водой, что помогает защитить градирни от загрязнения, тем самым обеспечивая их бесперебойную работу.

Как выбрать системы ультрафильтрационной очистки воды

• Источник и качество воды:

  Важно учитывать тип воды, для которой покупатели планируют использовать ультрафильтрационный фильтр. Разная вода представляет собой разные проблемы. Например, если промышленным покупателям необходимо обрабатывать морскую воду для городского сообщества, им необходимо использовать систему очистки воды, которая может эффективно удалять соли. Кроме того, они должны учитывать качество исходной воды. Если тщательный анализ выявит наличие определенных загрязнителей, им, возможно, потребуется выбрать систему ультрафильтрации, разработанную для удаления этих конкретных примесей, гарантируя эффективную и индивидуальную очистку воды.

• Требования к удалению загрязнителей:

  Перед покупкой необходимо определить, какие загрязнители нужно удалить. Разные системы ультрафильтрации отлично справляются с удалением определенных веществ, таких как бактерии, вирусы, коллоиды и некоторые органические вещества. Если покупатели хотят устранить определенные загрязнители, такие как пестициды или тяжелые металлы, им, возможно, потребуется рассмотреть дополнительные решения для предварительной очистки или комбинированные системы для комплексной очистки воды.

• Пропускная способность и скорость потока системы:

  При покупке ультрафильтрационного фильтра для воды важно сопоставить пропускную способность и скорость потока системы с конкретными потребностями в очистке воды. Будь то бытовое, коммерческое или промышленное использование, обеспечение достаточной производительности помогает поддерживать оптимальную работу и предотвращает возможные проблемы с дефицитом воды в периоды пикового спроса или в кризисные периоды.

• Мембранная технология и материалы:

  При выборе системы ультрафильтрационной очистки важно учитывать различные доступные мембранные технологии и материалы. Каждый вариант обладает различными характеристиками, например, полисульфонные мембраны известны своей прочностью, а керамические мембраны славятся своей исключительной стабильностью. Покупателям необходимо тщательно оценить свои конкретные потребности в очистке воды, требования к применению и предпочтения, чтобы обеспечить успешную и эффективную систему ультрафильтрации.

• Требования к техническому обслуживанию и ремонту:

  При рассмотрении системы ультрафильтрационной очистки воды важно узнать о требованиях к техническому обслуживанию и ремонту, связанных с выбранной системой. Разные системы могут предполагать замену мембран, процедуры очистки и наличие технической поддержки. Понимая эти потребности в техническом обслуживании, покупатели могут разумно распределять запчасти, обеспечивая долгосрочную производительность и надежность решения для очистки воды.

• Соответствие нормативным актам и стандартам:

  Перед выбором системы ультрафильтрационной очистки воды покупателям необходимо убедиться, что система соответствует соответствующим нормативным актам и стандартам. Это крайне важно, чтобы гарантировать безопасность и эффективность решения для очистки воды. Системы мембранной фильтрации должны соответствовать конкретным нормативным актам, установленным регулирующими органами, чтобы гарантировать, что они отвечают установленным требованиям безопасности и производительности.

Вопросы и ответы об ультрафильтрационной очистке воды

Q1: В чем разница между ультрафильтрацией и обратным осмосом?

A1: Ультрафильтрация воды более тонкая, чем микрофильтрация, но более грубая, чем обратный осмос. Она может удалять идентифицируемые растворенные органические вещества и крупные молекулы, некоторые микроорганизмы и взвешенные частицы. Ультрафильтрация не удаляет растворенные твердые вещества, такие как соли. Системы обратного осмоса могут удалять многие типы загрязнителей, включая некоторые минералы, за счет пропускания воды через мембрану с размером пор, сопоставимым с размером пор гранитного образования. Системы обратного осмоса стоят дороже, чем системы ультрафильтрации.

Q2: Нужна ли людям ультрафильтрация?

A2: Люди, которые хотят более эффективную и доступную систему фильтрации воды в своем доме, должны рассмотреть возможность установки ультрамембранного фильтра для воды. Этот тип фильтра очистит воду, удалит вредные бактерии и вирусы и улучшит вкус воды.

Q3: Нужно ли менять ультрафильтрационные мембраны?

A3: Ультрафильтрационные мембраны не нужно менять, если предварительная очистка эффективна, процесс очистки адекватен, а условия эксплуатации оптимальны. Однако их, возможно, придется заменить через несколько лет, в зависимости, в некоторой степени, от обрабатываемой воды.

Q4: Какова скорость потока при ультрафильтрации?

A4: В типичных приложениях культивирования клеток растений и животных скорость потока составляет 20-50 л/м²/ч, в зависимости от одноразовых и непрерывных систем ультрафильтрации. Более высокие скорости потока до 180 л/м²/ч были отмечены для конкретных приложений с рекомбинантным белком при оптимизации концентрации остаточного вещества.