Мембранные системы ПАЛЛ для водоподготовки 1

Мембранные системы ПАЛЛ для водоподготовки
1. Представление компании.
Корпорация Pall является крупнейшим мировым поставщиком мембранных фильтров,
фильтровальных систем и оборудования для очистки жидкостей и газов.
Компания была создана в 1946 году; имеет оборот более 2 млрд. долларов, штат сотрудников
около 11000 человек; представлена в большинстве развитых стран; акции компании котируются на
нью-йоркской бирже.
2. Опыт работы по очистке воды.
Первая установка обработки муниципальной воды с использованием мембран Pall была запущена
в Японии в октябре 1991г. С тех пор введены в эксплуатацию уже сотни установок. Во всех этих
проектах были продемонстрированы прекрасные исполнение, надежность и экономическая
эффективность.
Мембранные фильтрационные системы Pall были успешно испытаны и запущены в широком
диапазоне областей применения, включая:
- Поверхностные воды (водохранилища, озера и реки);
- Питьевая вода из открытых конечных накопительных резервуаров;
- Предкоагулированная и предочищенная вода;
- Грунтовые воды с высоким содержанием железа, марганца и мышьяка;
- Предобработанные сточные воды.
Потенциальным клиентам может быть предоставлен подробный список реализованных проектов.
3. Задачи.
• Удаление микроорганизмов, вирусов и бактерий.
• Удаление мутности, обусловленной частицами, коллоидными субстанциями.
• Удаление мутности, обусловленной железом, марганцем и мышьяком.
• Удаление / снижение ООУ (общего органического углерода), НОВ (натуральных
органических веществ).
4. Качество обработанной воды.
Взвешенные вещества
Цисты лямблий
Ооцисты криптоспридий
Бактерии
Мутность
Вирусы
Органические субстанции
Fe (III)
Mn (IV)
- отсутствие.
- снижение на 6 порядков.
- снижение на 6 порядков.
- снижение на 6 порядков.
≤ 0,1 NTU (ЕМФ).
- снижение на 0,5 – 3 порядка.
- снижение на 20 – 30 %.
< 0,3 мг/л.
< 0,1 мг/л.
5. Описание конструкции и принципа работы.
Мембранные фильтрационные системы Pall могут обрабатывать питьевую воду с процентом
выхода очищенной до 99%. Система состоит из мембранных фильтрационных модулей Microza
со всеми необходимыми насосами, емкостями, трубопроводами, клапанами и контрольноизмерительными устройствами необходимыми для комплектной и функциональной системы.
Мембранные модули Microzaспециально спроектированы для применений в водоподготовке.
Эти модули используют собственную оригинальную ПВДФ половолоконную мембранную
технологию с высокой и стабильной пропускной способностью и улучшенной техникой
герметизации, обеспечивающей модулям особую прочность.
Модули Microza работают в режиме фильтрации «снаружи-внутрь», возможно с небольшим
процентом рециркуляции. Грубые частички отфильтровываются на предфильтре в режиме
тупиковой фильтрации и удаляются во время обратной промывки. В модулях Microza мембраны
расположены параллельно движению исходной воды. Нерастворенные субстанции задерживаются
на фильтре и удаляются во время периодических обратных промывок, воздушного скрубинга и
химических чисток.
Половолоконные мембранные модули обладают малым «мертвым» объемом и обеспечивают:
- возможность работы с оксидантами,
- большую удельную поверхность фильтрации на модуль,
- маленькую площадь размещения,
- низкое энергопотребление,
- эффективную регенерацию.
Рейтинг (размер пор) мембраны 0,1 мкм обеспечивает высочайшее качество питьевой воды.
Мембрана обладает узким распределением размеров пор, что позволяет гарантировать
превосходное качество фильтрата.
Половолоконные мембраны обладают исключительно высокой пропускной способностью,
которая облегчает автоматическую CIP-регенерацию с обратной промывкой и позволяет вести
фильтрацию с высокой удельной скоростью, сокращая тем самым затраты на оборудование.
Мембраны выдерживают высокую концентрацию остаточного свободного хлора, который
минимизирует образование биоотложений на мембране, что приводит к увеличению интервалов
между химическими очистками.
Мембраны могут быть проверены на целостность стандартным тестом, что позволяет иметь 100%
уверенность в качестве фильтрации.
Рабочие давления в системе обеспечивают длительные интервалы работы между CIPпроцедурами.
Даже во время пиковых повышений мутности исходной воды Mircroza -модули позволяют
обходиться без флокулянтов, оставаясь при этом надежным барьером для микроорганизмов (таких
как Guardia Cysts, Cryptosporidia, Bacteria Coli и т.д.) и исключая их попадание в систему
распределения питьевой воды.
Особенно существенным преимуществом эта способность надежно задерживать микроорганизмы
стойкие к хлору является тогда, когда в качестве исходной берется вода из открытых
водохранилищ и рек. Т.е. когда источник воды потенциально имеет контаминанты биологического
происхождения (трупы животных, с/х стоки и т.д.).
Во время очистки мембраны стойки к свободному хлору в концентрациях до 5000 мг/л.
Стойкость к хлору позволяет также проводить дезинфекцию системы, когда это необходимо.
ПВДФ мембраны были испытаны и признаны совместимы со следующими химическими
добавками: Хлор, Диоксид хлора, Квасцы, Хлористое железо, PACL, PAC.
Совместимость мембран
Химикат
Гипохлорит натрия
Перекись водорода
Формальдегид
Этанол
Каустическая сода
Каустическая сода и
гипохлорит натрия
Азотная кислота
Соляная кислота
Условия
Концентрация
1%
2%
3%
100 %
1N
NaOH (1N)
NaClO (0.5%)
1N
1N
Cовместимость
Tемпература
25
25
25
25
25
25
Отлично
Отлично
Отлично
Хорошо1
Отлично
Отлично
25
25
Отлично
Отлично
Серная кислота
Глицерин
1N
100 %
25
25
Отлично
Отлично
Замечания:1 Совместимо до 30 дней контакта
Спецификация Pall Microza-Moдуля:
Тип модуля
Материал мембраны
Размер
Площадь поверхности
Макс. трансмембранное :
давление
Макс. рабочая температура
pH-диапазон
Длина модуля
Диаметр модуля
Mатериал корпуса
:
Герметизация волокон
Уплотнения
Консервация
: MICROZA
: ПВДФ (PVDF)
: 0.1 µm
: 50 м²
3 бар
: 40 °C
: 1-10
: 2240 мм
: 165 мм
ABS ( акрил бутодиен стирол )
: Полиуретан
: Нитрил
: Глицерин/этанол/водная смесь
Мембранная фильтрационная система имеет четыре основных режима работы:
• Фильтрация
• Регенерация
• CIP
• Тест на целостность
I)Фильтрация
Исходная вода из подается насосом из емкости и пропускается через стрейнер (сетчатый/щелевой
фильтр), который регенирируется обратной промывкой. Далее вода поступает на модули.
Небольшая часть пермеата отводится для использования в режиме реверсной фильтрации (РФ) в
соответствующую накопительную емкость.
Входной поток контролируется для поддержания постоянного выхода фильтрата. По мере
работы сопротивление мембран медленно увеличивается и блок управления автоматически
повышает скорость насосов для поддержания постоянного установленного выхода фильтрата.
II)
Регенерация
Фильтрационная система запрограммирована на автоматическую регенерацию через
определенные интервалы времени (обычно 10-30 минут). Техника регенерации с помощью
воздушного скрубинга и реверс-фильтрации поддерживает трансмембранное давление на
приемлемом для работы уровне, растягивая тем самым интервалы между химическими чистками
модулей.
Процедура воздушного скрубинга/реверс-фильтрации состоит в следующем. В то время, когда
система находится еще в режиме прямой фильтрации, воздух КИПовского качества инжектируется
на 30секунд во входные порты модулей. Этот двухфазный поток служит для разрушения
отложений частичек на мембранах. В то время как воздух еще продолжает инжектироваться во
входные порты модулей входной поток воды перекрывается. Фильтрат из РФ емкости подается в
выходные порты модулей. Это продолжается 60 секунд. С целью предотвращения отложений на
мембране биологической природы обычно небольшое количество хлора дозируется в РФ воду.
Наконец, воздух выключается и модули в течение 20 секунд ополаскиваются исходной водой,
выводимой через рециркуляционные порты модулей, или РФ водой, вводимой в порты фильтрата
модулей. Вся вода, используемая в этом режиме выводится в дренаж через общую дренажную
линию системы.
III)
CIP
Периодически системе требуется более тщательная очистка, чем реверс-фильтрация и воздушный
скрубинг. Для этого в систему вводятся очистительные химикаты, и производится рециркуляция
для необходимой регенерации модулей. CIP-операции производятся в основном в
автоматическом режиме.
IV) Тест на целостность
Проверка целостности половолоконных фильтрационных мембранных модулей проводится в
соответствии со стандартизованной корпорацией PALL процедурой падения давления. Этот метод
был оптимизирован для модульных инсталяций и показал свою эффективность при определении
нарушения целостности модульных систем, содержащих более полу-миллиона полых волокон.
Обычно системы программируются на автоматическое проведение теста на целостность один раз в
день.
6. Преимущества перед традиционной технологией.
Традиционная обработка
Мембранная технология
Смешанные песчаные / засыпные фильтры: Мембраны:
• Непостоянный размер пор (50-70 мкм
• Контролируемый размер пор (не более 0.1
между гранулами), нет абсолютного
мкм),
рейтинга.
• абсолютный рейтинг.
•
•
•
•
•
Удерживание частиц не полное, так как
поверхностный слой не совершенен и
нарушается во время промывок
Для улучшения задерживающих свойств
песчаных фильтров, жидкость на входе
обрабатывается коагулянтами.
Частичное удержание субмикронных
частиц возможно только в слое,
состоящем из отфильтрованных ранее
частиц на поверхности фильтрующей
среды и обладающим меньшим
эффективным размером пор.
Бактерии удаляются частично или не
удаляются вовсе.
Возможно необходима дезинфекция воды
на входе
•
•
•
•
•
Во время усадки фильтра и стабилизации
его фильтрующих свойств после
промывки возможно проникновение
крупных коллоидных частиц через
фильтрующую среду.
•
•
Система песчаных фильтров
проектируется для работы в узком
диапазоне расхода воды и перепада
давления.
Временное увеличение
производительности или ухудшение
качества подаваемой воды (например, в
результате снеготаяния или ливней)
приводит к резкому ухудшению качества
•
•
•
Практически полное удаление
субмикронных частиц.
Ультрафильтр Pall не требует добавления в
воду каких-либо реагентов на входе.
Мембраны Pall разработаны для удаления
бактерий в соответствии с требованиями
муниципального водоснабжения.
Снижение концентрации бактерий
составляет 6 log.
Мгновенно обеспечивает стабильный и
непрерывный поток качественного
фильтрата.
Система способна с легкостью работать в
условиях переменного расхода и качества
воды.
Pall гарантирует низкие показатели
мутности воды <0.1 NTU и постоянную
производительность вне зависимости от
качества воды на входе.
•
фильтрации и незапланированному
простою оборудования.
При прямой фильтрации воды из
водоемов сложно гарантированно
обеспечить мутность <1 NTU. В условиях
ухудшения качества воды на входе
штатный режим обработки затруднен, так
как ресурс фильтров резко снижается.
7. Преимущество напорной фильтрации перед вакуумной.
- ТМП до 3000 мбар. Нечувствительность
к пикам мутности на входе.
- ТМП не более 400 мбар, обычно не более
250 мбар, более частые очистки.
- Компактная конструкция, легко
расширяемая; минимальная площадь
размещения, «гибкий» дизайн.
- Большая занимаемая площадь, трудность
очистки мембранного танка, нет прямого
доступа к мембранным пучкам, требуется
большая высота здания 6-7м.
- Легкая доступность каждого модуля,
прочность, защищенность
мембран, долгий срок службы.
- Непрочность мембранного пучка,
необходимость кранового оборудования
для операций с мембранами.
- Высокая удельная пропускная
способность мембран до 150 л/час/м2
- Меньшая пропускная способность
мембран обычно не более 35 л/ч/м2
- Простой и надежный тест на целостность, - Возможен только тест на целостность
проводимый под высоким давлением в
под низким давлением с меньшей достоавтоматическом режиме.
верностью или требуется извлечение мембран.
- Простота обслуживания, минимальная
задейство ванность обслуживающего
персонала.
- Требуется дополнительное оборудование,
необходимость чистки мембранного танка,
большая трудоемкость.
- Возможность подогрева очистных
растворов для большей эффективности
очистки мембран, малый «мертвый»
объем, меньший расход хим.реагентов.
- Невозможность подогрева очистных
растворов, меньшая эффективность
очистки, большой «мертвый» объем,
большой расход хим.реагентов.
- Простой и эффективный воздушный
скрубинг.
- Возможный скрубинг в большом объеме
мембранного танка менее эффективен.
- Насосы, подающие исходную воду,
могут использоваться для фильтрации,
не требуется промежуточная емкость.
- Насосы, подающие исходную воду, не
могут использоваться для фильтрации,
требуется промежуточная емкость.
- Выдающаяся хим.стойкость мембран,
возможны более высокие концентрации
хим.реагентов, короткая очистка.
- Меньшая хим.стойкость мембран, низкие
концентрации хим.реагентов возможны,
более длительная очистка требуется.