Погружные мембраны – Faserkraft Половолоконная мембрана из поливинилиденфторида и ее применение для очистки природных вод

Водоснабжение и санитарная техника Журнал

bbk 000000

УДК 628.35:62-278

Губанов Л. Н., Катраева И. В., Розенвинкель Карл-Хайнц, Борхман Аксель, Колпаков М. В., Кузина Ю. С.

Аннотация

Приводятся результаты лабораторных испытаний плоских и трубчатых керамических мембран с целью использования их в качестве погружных модулей в мембранных биореакторах. Исследования проводились с применением плоских керамических мембран немецкой фирмы «ItN Nanovation» и трубчатых мембран РХТУ им. Д. И. Менделеева. Установлено, что для работы в среде с активным илом можно рекомендовать мембраны с размером пор 200 нм, при этом рабочее трансмембранное давление должно быть не менее –0,3 бар.

Ключевые слова

очистка сточных вод , мембранный биореактор , погружной модуль , керамическая мембрана

Скачать статью в журнальной верстке (PDF)

Исследования по изучению работы керамических мембран в среде с активным илом с целью использования их в качестве погружных модулей в мембранных биореакторах проводились Институтом водного хозяйства населенных пунктов и переработки отходов (ISAH) Ганноверского университета совместно с Нижегородским государственным архитектурно-строительным университетом в рамках реализации проекта «Подготовка промышленной сточной воды до показателей технической воды с помощью анаэробной и мембранной техники» [1].

Выбор керамических мембран был обусловлен их химической и термической стойкостью, устойчивостью к изменениям давления, рН среды и долговечностью. Для эксперимента использовали плоские керамические мембраны низкого давления немецкой фирмы «ItN Nanovation», характеристика которых представлена в табл. 1 и 2. На рис. 1 показано, как организована работа погружной мембраны фирмы «ItN Nanovation» в лабораторном мембранном биореакторе.

Известно, что работа мембранных модулей в мембранных биореакторах и величина удельного потока фильтрата J, л/(ч·м2) зависят от следующих основных факторов: материала мембран, размера их пор и толщины активного слоя, температуры среды, концентрации активного ила в системе, рН, трансмембранного давления, эффективности удаления загрязнений с поверхности мембран [2].

В ходе исследований изучалась работа мембран «ItN Nanovation» в дистиллированной воде и в среде с активным илом с дозой 6 г/л при различном давлении и постоянной температуре 21°С. Мембраны работали в следующем режиме: продолжительность фильтрации 120 с, продолжительность обратной промывки фильтратом 20 с, площадь поверхности фильтрования 0,1 м

2. После проведения каждого эксперимента осуществляли химическую промывку мембран с использованием лимонной кислоты и NaOH.

Первоначально новые мембраны испытывались на дистиллированной воде (рис. 2, а) при различном давлении разрежения. Было установлено, что мембраны с размером пор 80 нм и толщиной активного слоя 15 мкм, 200 нм (40 мкм) и 200 нм (20 мкм) имели близкие значения величины удельного потока J.


Далее эксперимент проводился в среде с активным илом с дозой 6 г/л, при этом каждая из мембран тестировалась при различных значениях давления в течение 18 часов. Результаты этого эксперимента приведены на рис. 2, б. В среде с активным илом величина удельного потока J для мембран 300 нм (15 мкм) и 800 нм (10–15 мкм) была практически одинаковой, но по сравнению с опытом, проведенным в дистиллированной воде, она уменьшилась в 10–12 раз. Для мембран с меньшими порами величина

J снизилась лишь в 1,5 раза. После того, как в среде с активным илом проницаемость мембран снизилась более чем на 10%, проводилась химическая промывка мембран и вновь тестирование на дистиллированной воде (рис. 2, в).

Мембраны 300 нм (15 мкм) и 800 нм (10–15 мкм) после химической промывки не восстановили величину удельного потока. У остальных мембран величина J была практически восстановлена до первоначального значения, а для мембраны 80 нм она стала даже выше исходной величины. Общее сравнение работы мембран при давлении –0,3 бар приведено на рис. 3. Для мембран 200 нм (20 мкм) и 200 нм (40 мкм) влияния толщины активного слоя на величину удельного потока в исследуемых условиях обнаружено не было.

Анализ полученных результатов испытаний показывает, что для работы в среде с активным илом наиболее подходят керамические мембраны с размером пор 200 нм, которые имеют достаточную величину Jи работают более стабильно, чем мембраны с бльшими размерами пор; рекомендуемое рабочее давление при фильтровании составляет не менее –0,3 бар. Для последующих лабораторных и опытно-промышленных испытаний был выбран именно этот тип мембран.

Кроме плоских керамических мембран использовался также модуль с трубчатыми керамическими мембранами РХТУ им. Д. И. Менделеева (рис. 4), имеющими площадь поверхности фильтрования 0,1 м2. Материал данных мембран с размером пор 200 нм аналогичен материалу мембран «ItN Nanovation» [3].

Модуль в лабораторных условиях работал в следующем режиме: фильтрация в течение 20 мин при постоянном трансмембранном давлении 0,45 бар; очистка воздухом изнутри в течение 10 мин при давлении 1 бар; доза ила в системе 6 г/л. При установленных технологических параметрах промывка мембран водой снаружи с целью их очистки требовалась через 7–8 суток работы аппарата после падения величины удельного потока на 25%; после промывки производительность мембран восстанавливалась. Работа исследуемого мембранного модуля представлена на рис. 5. Следует отметить, что исследуемый модуль при выбранных условиях эксплуатации работал стабильно в течение времени проведения эксперимента, которое составило три месяца.

Выводы

В результате проведенной серии экспериментов установлено, что для работы в мембранном биореакторе в качестве погружных модулей можно рекомендовать керамические мембраны с размером пор 200 нм, при этом трансмембранное давление должно быть не менее –0,3 бар.

Список цитируемой литературы

  1. Borchmann A., Rosenwinkel K.-H., Gubanov L. N., Katraeva I. V. Einbindung der Membrantechnik in die Abwasserreinigung mittels Anaerobtechnik // Statusseminar Membrantechnik:10. Hannoversche Industrieabwasser Tagung (HIT). – Hannover, 2007. Heft 139.
  2. Melin T., Rautenbach R. Membranverfahren. Grundlagen der Modul- und Anlagenauslegung. – Springer, 2006.
  3. Губанов Л. Н., Катраева И. В., Колпаков М. В. и др. Очистка сточных вод птицефабрик с применением биомембранных технологий // Приволжский научный журнал. 2010. № 4.

www.vstmag.ru

МБР (Мембранные биореакторы) | Промышленная водоподготовка и очистка сточных вод

Наша компания, совместно с компанией SUEZ Water Technologies & Solutions проектирует, изготавливает и запускает, очистные сооружения на базе мембранных погружных модулей собственной конструкции. За основу взята хорошо известная мембрана ZeeWeed 500D компании  SUEZ (в прошлом GE Water). Данная мембрана отлично зарекомендовала себя уже на нескольких тысячах очистных сооружений по всему миру. Независимо от того, хотите вы спроектировать новые очистные, модернизировать старые, заменить МБР другого производителя или просто получить качественное обслуживание или консультации — судьба привела вас именно туда, куда нужно!

Что мы можем:

  • спроектировать систему биологической очистки сточных вод с мембранным биореактором,
  • выполнить модернизацию имеющийся системы биологической очистки сточных вод,
  • изготовить мембранные блоки
  • обеспечить вас расходными материалами и запчастями,
  • на основании контракта провести полное сервисное обслуживание объектов с МБР (как нашего производства, так и других производителей),
  • провести аудит ваших очистных сооружений и выявить места требующие повышенного внимания,
  • оказать квалифицированную поддержку по технологии МБР (эксплуатация, настройка режимов, мойка),
  • обучить ваш персонал обслуживать и эксплуатировать МБР.

Мы выпускаем погружные мембранные модули следующих типоразмеров:

МодульКол-во кассет ZeeWeed 500D, шт.Площадь мембраны, м2Производительность модуля, м3/часПроизводительность модуля, м3/сутГабариты модуля, ШхВхГ, м
MES-BIO 10/150103446,251501,2х2,8х1,2
MES-BIO 20/3002068812,53001,2х2,8х2,3
MES-BIO 30/45030137618,754502,3х2,8х2,3

 

Предподготовка

Любая вода, будь то сточные воды или воды из поверхностных источников, должны перед подачей на мембранную фильтрацию, пройти подготовку. Речь тут идет о предварительной крупной фильтрации, т.к. очистить половолоконную мембрану от волокнистых загрязнений, таких как волосы, шерсть, нитки, тряпки — очень тяжело, а часто физически невозможно. Такой тип загрязнений может сильно сказываться на производительности мембраны и на способности ее отмываться.

Мы рекомендуем соблюдение следующих параметров крупности предварительной фильтрации:

  • Поверхностные воды — 0,5 мм
  • Грунтовые воды — 0,5 мм
  • Промышленные сточные воды (в том числе и в водооборотных системах) — 0,5 мм
  • Морская вода — 0,1 мм
  • Воды с биологических очистных сооружений — 0,5 мм (после вторичных отстойников)
  • Водопроводной воды — не требуется

Необходимость предварительной реагентной обработки

В некоторых случаях, перед подачей воды на ультрафильтрационные модули MES-BIO, воду желательно обработать коагулянтами, для укрупнения частиц. Укрупненные частицы — размером более размера поры, легко удаляются с поверхности волокон мембраны. В то время, как взвешенные частицы меньшего размера легко забивают фильтрующие поры. Опасны так же, растворенные вещества, способные вызывать осадкообразование на поверхности мембраны и в самих порах.

Описание работы мембранных установок погружного типа, на основе половолоконных мембран

Для работы всей установки в целом, необходимы следующие компоненты:

1. Мембранные баки или бетонированные бассейны, в которые погружаются модули. Минимальная высота емкости 3,1 м. При размещении мембранных блоков в емкостях, необходимо учитывать технологические коридоры между блоками не менее 1 м, для удобства обвязки и обслуживания систем.

2. Система креплений мембранных блоков на дне емкостей, с возможностью их легкого демонтажа и монтажа, без остановки всей системы. Это может понадобиться для проведения профилактических химических моек модулей и для быстрой очистки грязи с помощью шланга и форсунок.

3. Система промывки мембранных блоков, имеется ввиду промывка обратным током очищенной воды.

4. Системы очистки на месте (CIP), имеется ввиду система химической мойки модулей, без демонтажа.

5. Системы нагнетания и подачи сжатого воздуха.

6. Система автоматического управления, система ручного и полуавтоматического управления крайне нежелательна для подобных установок, т.к. это ведет к ускоренному износу мембран и их повреждению.

Сточные или иные воды подаются в резервуар с установленными в нем мембранными модулями. Во время работы установка MES-BIO, с помощью вакуумного насоса создает градиент давления между внешней и внутренней поверхностью полого волокна. Вода устремляется  внутрь волокна и по отводящим трубкам откачивается вакуумным насосом. При этом происходит постоянная аэрация пространства под мембранами. Всплывающие пузырьки воздуха создают восходящие потоки воды которые частично уносят загрязнения от поверхности мембран, а так же оказывают механическое воздействие на волокна.

Несмотря на это, постепенно на поверхности мембраны образуется слой осадка, который удаляется кратковременной обратной промывкой (backpulse). Во время обратной промывки, химические вещества не добавляют. Иногда в случае большого количества взвешенных частиц, рекомендуется на время обратной промывки существенно увеличить аэрацию. После обратной промывки загрязнения должны быть удалены из резервуара, для этого можно предусмотреть режим паузы (в случае МБР с рециркуляцией активного ила) в течении которой возвратный насос ила удалит избытки его из объема, либо слить объем емкости полностью и налить свежую порцию сточной воды.

Есть так же тип загрязнений, который не поддается обратной промывке, это бактериальные загрязнения. Обработка сточных вод в аэробных условиях, при постоянном притоке питательных веществ, провоцирует быстрый рост слизей, например железобактерий. Для борьбы с данным типом загрязнений используют растворы химических реагентов.

Химическая безразборная мойка (CIP) проводиться ежедневно, слабощелочными растворами гипохлорита натрия. Раствор гипохлорита натрия подается при обратной промывке. Скорость подачи при этом небольшая , экспозиция 30-40 минут. За это время раствор успевает растворить часть белковых загрязнений и продезинфицировать мембрану. При этом попадающий в реактор раствор гипохлорита не оказывает существенного влияния на активный ил.

Полная химическая мойка проводиться значительно реже, концентрации щелочи и гипохлорита натрия значительно выше, выше и время контакта (4-6 часов).  Обычно раствор закачивается в мембраны и оставляется там в режиме покоя на требуемое количество времени. Частота подобных моек, подбирается для каждого конкретного случая применения. Обычно мы рекомендуем проводить такую мойку не реже чем раз в месяц. Очень удачно совместить ее с извлечением модуля и его наружной мойкой с помощью шланга и распылителя. При этом проводиться еще тест на целостность мембраны (MIT).

MIT тест заключается в подаче в вакуумный канал мембраны небольшого избыточного давления сжатого воздуха (до 76 кПа) и визуального осмотра модуля на предмет образования пузырей воздуха, длится такой тест примерно 5-10 минут.

Способы работы погружных модулей ультрафильтрации

Выделяют два основных способа работы погружных модулей — тупиковый и импульсный, и тот и другой может быть реализован на одних и тех же модулях сменой программы. Выбор того или иного способа работы, проводят исходя из крупности частиц и их концентрации.

При тупиковом методе в емкость где установлены мембраны постоянно прибывает сточная вода, аэрация в этом случае отключена. Вода прибывает с такой скоростью, с которой ее откачивает вакуумный насос. Концентрация шлама в емкости постоянно растёт, пока скорость фильтрации не упадет до критичной величины. После этого включается аэрация и кратковременная обратная промывка. По завершении промывки емкость опорожняется и процесс начинается снова.

Импульсный метод, так же подразделяется на два метода. В импульсном методе аэрация включена постоянно, а циклы производства и промывки чередуются (backwash) или просто процесс производства прекращается на некоторое время (backpulse). Осуществляется это простым закрытием вакуумной магистрали либо обратной подачей фильтрованной воды отдельным насосом. Взвешенный шлам в резервуаре постоянно удаляется (в случае МБР в голову процесса — в анаэробный реактор).

В каких случаях выгодно использовать технологию МБР вы можете посмотрев ссылку.

 

me-system.ru

Материалы мембран для мембранных (диафрагменных) насосов

Сердце диафрагменного насоса – это мембрана. Ведь именно от ее качества зависит надежность и долговечность мембранного насоса. Материал мембраны насоса дозатора во многом определяет и качество самого насоса. Исходя из характеристик материала мембраны, делаются выводы о совместимости мембранного насоса с определенными жидкостями, которые он может перекачивать. Сегодня существует большое разнообразие материалов, из которых изготавливаются мембраны для мембраны дозирующих насосов.

Производители мембран и дозирующего оборудования проводят всесторонние испытания и указывают в документации, с какими средами может использовать мембранный насос с мембраной из конкретного материала. Одни материалы рекомендуется использовать в дозирующих насосах пищевой промышленности, другие могут выдерживать агрессивные химические вещества и пригодны для использования в более тяжелых промышленных условиях.

Специальное предложение

Выбираете аксессуары и комплектующие для насосов? Получите индивидуальное коммерческое предложение, заполнив форму.

Также проектируем и производим системы дозирования и водоподготовки в соответствии с вашим техническим заданием и/или на основе выбранного оборудования и комплектующих.

Мембраны из резин

Материал для этого типа мембран для насосов дозаторов представляет собой смесь различных резин, основой которых может служить натуральный каучук, к которому примешивают искусственные присадки и дополнительные вещества. Две последние повышают прочность мембраны дозирующего насоса и ее устойчивость к агрессивному воздействию химических веществ. Износостойкость мембраны также повышается за счет ее армирования сеткой из нейлоновых нитей.

Буна-Н (Buna-N) для перекачки топлива и масел: керосин, топливное масло, моторное масло - перекачка абразивных сред;
- возможность изготовления для пищевой промышленности;
- средний срок службы
- перекачка топлива;
- перекачка пищевых продуктов.
Вил-флекс (Wil-Flex™) (изготовлен из Сантопрена (Santoprene™) для перекачки химических веществ: кислоты, щелочи (серная кислота, соляная кислота, гидроксид натрия) - сравнительно недорогая стоимость;
- выносливость;
- износостойкость;
- большой срок службы
Химическая промышленность: производство лаков и красок.
Витон (Viton®) для перекачки высоко агрессивных сред: сильные кислоты, хлорированные углеводороды, ароматические углеводороды - устойчивость к высоким температурам;
- устойчивость к агрессивным средам;
- средний срок службы;
- износостойкость
Химическая промышленность
Геоласт (Geolast®) перекачка любых жидкостей - универсальность использования;
- устойчивость к маслам;
- бензостойкость;
- средний срок службы;
- износостойкость при перекачке абразивных сред.
- пищевая промышленность;
- химическая промышленность;
- строительство;
- фармацевтика и т.д.
Неопрен (Neoprene) для умеренно агрессивных и неагрессивных сред. - низкая стоимость;
- средняя износостойкость к абразивному истиранию;
- срок службы 10 миллионов циклов.
- пищевая промышленность;
- перекачка неагрессивных и умеренно агрессивных веществ
Полиуретан (Polyurethane) для неагрессивных сред - самый недорогой из представленных материалов;
- выносливость;
- большой срок службы.
Перекачка колодезной воды, грязи, морской воды.
Санифлекс (Saniflex™) (изготовлен из хитрела (Hytrel®) перекачка неагрессивных и умеренно агрессивных сред - уплотнительные свойства;
- износостойкость;
- большой срок службы
- пищевая промышленность;
- химическая промышленность.
Термопластичный эластомер (TPE) для неагрессивных и умеренно агрессивных сред - сравнительно низкая стоимость;
- высокая прочность
Химическая промышленность: перекачка слабых кислот и щелочей, солей, воды
Фторопласт (PTFE) (политетрафторэтилен, тефлон) для агрессивных сред: кислоты, ацетаты, каустики, хлорированные и ароматические углеводороды, кетоны - минимальное смещение мембраны;
- снижение риска клина;
- большой срок службы;
- износостойкость
- фармацевтическая промышленность: производство лекарственных препаратов;
- перекачка пищевых продуктов
Этилен-пропиленовый каучук (EPDM) для агрессивных и умеренно-агрессивных сред - возможность использование при низких температурах;
- средняя износостойкость к перекачке абразивных сред;
- большой срок службы
- перекачка кислот, каустиков;
- пищевая промышленность

В каталоге нашей продукции представлены модели насосов с мембранами, выполненными из фторопласта (PTFE). Этот материал отличается высокими герметичными свойствами, прочностью, износостойкостью, устойчивостью к воздействию агрессивных и абразивных сред. А это значит, мембранные насосы с мембранами из фторопласта практически универсальны в применении: они могут использовать и для перекачки химических реагентов и в пищевой промышленности. Проточная часть мембранного насоса может быть армирована стеклом, что повышает срок службы и качество самого насоса.

Заказать мембранные насосы дозаторы или получить подробную консультацию можно у наших специалистов по телефону или электронной почте: [email protected]

www.dosings.ru

Погружной мембранный модуль | Производителя

Погружной модуль разработан с поливинилиденфторидной (ПВДФ) половолоконной микрофильтрационной мембраной, диаметр пор которой составляет 0.2мкм. Наш погружной мембранный модуль для микрофильтрации может эффективно удержать бактерии, взвешенные частицы и другие примеси. Характеризуясь высокой эффективностью разделения, простотой чистки, большим потоком и низким потреблением энергии, наш погружной мембранный модуль показывает высокую стабильность даже при работе с крайне некачественной водой, например, со сточными водами.

Применение
Специально разработанный для мембранного биореактора (МБР), погружной модуль микрофильтрации вполне подходит для очистки бытовых сточных вод жилых домов и отелей. Он также может быть использован для фильтрации сточных вод больниц, бумажных фабрик, текстильных заводов и других промышленных сточных вод с высоким уровнем ХПК.

Технические параметры
Модель мембранного модуляFPAI3
Размер модуля (мм)568 ×45 ×1260
Полезная площадь мембраны (м2)14
Удельный выходной поток (м3/день)2-10
Режим фильтрацииВакуум-фильтрация или гравитация
Материал мембраныПоливинилиденфторид (ПВДФ)
Диаметр пор (мкм)0.2
Внутренний / внешний диаметр полого волокна (мм)0.7/1.2
Уровень pH при промывке химическими веществами1-10
Допустимая концентрация активного хлора при химической очистке(частей на миллион)500-2000
Рабочее давление (МПа)0.002-0.05
Рабочая температура (° C)5-45

www.etwinternational.ru

Мембранный фильтр для очистки воды: особенности и разновидности

≡  23 Январь 2017   ·  Рубрика: Очистка воды   

А А А Размер текста

Вода может содержать огромное количество примесей. Часть из них задерживается при помощи механических и адсорбционных фильтров, но другие компоненты проходят через очищающие системы, не задерживаясь в них. Избавиться от таких загрязнений поможет мембранный фильтр для очистки воды.

Рис. 1 Вариант устройства с мембранным фильтром

Содержание статьи:

Особенности мембранных фильтров

Мембранные очистные устройства относят к системам глубокой очистки. Их используют, чтобы избавить воду от множества вредных компонентов.

Главным фильтрующим элементом мембранного фильтра является пористая мембрана, изготовленная из синтетических материалов. Размеры пор бывают самыми разными, от этого зависит степень очистки. Когда вода проходит через такую мембрану, то все загрязнения, размер которых больше размера пор, задерживаются. На выходе получают чистую воду.

Мембранный фильтр имеет определенные плюсы и минусы. К достоинствам относят высокую степень очистки. Воду, которая прошла через обратноосмотическую или ультрафильтрационную мембрану, можно пить без предварительной обработки. Эти мембраны имеют очень малый диаметр пор, поэтому через них проходят практически исключительно молекулы воды, а примеси остаются с другой стороны.

Отрицательные моменты включают зависимость работы фильтра от напора воды. Чем меньше размер пор мембраны, тем выше требуется напор, чтобы вода через них проходила. Мембранный фильтр потребляет значительное количество воды. Она требуется и для того, чтобы оставшиеся загрязнения смывать в канализацию.

Поскольку загрязнения смываются в канализацию, требуется сделать отвод. Это усложняет процесс монтажа.

В некоторых случаях к минусам относят и высокую степень деминерализации. Вода лишается всех солей, что негативно отражается на ее вкусовых характеристиках.

Разновидности мембран по степени очистки

Мембраной называют полупроницаемую поверхность, которая свободно пропускает молекулы воды и газов, но задерживает прочие вещества. Крупные включения из воды удаляются при помощи механических и других разновидностей фильтров. Мембранный фильтр используют для очищения от частиц небольшого размера, коллоидных включений.

По размерам пор выделяют мембраны:

  • микрофильтрационные – 0,1-1 мкм;
  • ультрафильтрационные – 0,02-0,1 мкм;
  • нанофильтрационные – 0,001-0,02 мкм;
  • обратноосмотические – 0,0001-0,001 мкм.

Микрофильтрационный мембранный элемент устраняет коллоидные и тонкодисперсные загрязнители. Они делают воду мутной и относятся к относительно крупным включениям. Растворенные вещества такая мембрана не задерживает.

Рис. 2 Уровень очистки мембранными устройствами

Ультрафильтрационная задерживает коллоиды, высокомолекулярные включения, микроорганизмов. Она помогает убрать из воды многочисленные примеси, но полностью сохраняет солевой состав, т.е. для смягчения воды она не подходит.

Для устранения жесткости, ионов тяжелых металлов и соединений хлора используют мембраны нанофильтрации.

Мембрана обратного осмоса задерживает все загрязнения, содержащиеся в воде.

Виды мембранных фильтров по характеру конструкции

Существующие мембранные фильтры разделяются на группы по особенностям конструкции. Они отличаются формой мембран и бывают следующих видов.

Устройства с дисковыми мембранами плоской формы

Дисковые мембраны представляют собой пленки трех вариантов. Они бывают бесподложечными, т.е. сделанными из однородного материала, армированными и подложечными. Армированные состоят из тканевой основы, на которую нанесен пористый фильтрующий состав. Подложечные – двухслойные. Рабочий слой располагается на подложке из материала с крупными порами.

Рис. 3 Работа дисковых фильтров

Обычно плоские дисковые мембранные элементы являются тонкопленочными и представляют собой композитный материал. Они включают несколько слоев, которые состоят из соединений разного характера.

Фильтры с трубчатыми элементами

Трубчатые фильтрующие мембраны представляют собой трубку, которая сделана из пористого материала. Это может быть керамика, пластик, металлокерамика и некоторые другие варианты. Диаметр трубки бывает от нескольких миллиметров до двух сантиметров.

Рис. 4 Трубчатые мембранные фильтры

По толщине стенок трубки бывают симметричными и асимметричными. У первого варианта стенки одинаковой толщины и пористости по всей длине трубки. У второго варианта – часть стенки плотнее, с меньшим количеством пор, чем другая.

Вода нагнетается в пористую трубку при помощи насоса, проходит через поры и фильтруется. Очищенная жидкость собирается в специальную емкость, а концентрированный раствор загрязнений сбрасывается в канализацию.

Фильтры с рулонными мембранами

Рулонный фильтрующий элемент состоит из дренажной трубки, на которую наворачиваются слои материала. Мембрана с двух сторон закрывается дренажными прокладками. Получается трехслойный пласт, который накручивают на трубку.

Вода попадает с торцевой части, проходит по спирали через материалы и выходит в дренажную трубку. Растворенные загрязнения выходят с другой торцевой части рулонного фильтра.

Рис. 5 Рулонные мембранные фильтры

Рулонные мембранные конструкции имеют удобную форму. Они отличаются рабочим слоем небольшой толщины, что делает данный вариант высокопроизводительным. Засоряется мембрана такого типа относительно редко.

Половолоконные варианты мембран

Такие мембраны состоят из трубочек, имеющих небольшой диаметр. Компактные размеры позволяют увеличивать их количество в приборе. В результате увеличивается площадь фильтрующей поверхности. Большая рабочая поверхность значительно повышает производительность фильтра.

Рис. 6 Половолоконный элемент

Поскольку контролировать потоки жидкости сложно из-за их большого количества, половолоконная мембрана относительно часто засоряется и сложно очищается. Чтобы этого избежать, обязательно требуется качественная предварительная очистка, устраняющая крупные загрязнения.

Что учесть при выборе?

Мембранные фильтры – только один из возможных вариантов фильтрующих устройств. Существуют и другие приборы, основанные на иных принципах работы. Прежде чем приобретать устройства, требуется оценить характер загрязнения воды. В ряде случаев использование ультратонких мембран или обратного осмоса не требуется, вполне достаточно бывает ионообменных или сорбционных фильтров.

Если же требуется именно мембранный фильтр, то его устанавливают в составе системы очистки. Чтобы небольшие поры не забивались крупными загрязнениями, требуется предварительная очистка. Обязательно устанавливают блок механической фильтрации. Следующим чаще всего используется сорбционный, устраняющий часть коллоидных и растворенных загрязнений. Уменьшение количества загрязнений сделает очистку более быстрой и сократит расход воды на промывку поверхности мембраны.

Приобретая мембранный фильтр, обязательно стоит учесть напор воды. Он указывается в эксплуатационных характеристиках устройства.

Советуем почитать: Обратный осмос что это такое

Поделиться с друзьями: Поделиться с друзьями:

Возможно вам также будет интересно почитать:

Пользуясь сайтом oBurenie.ru вы автоматически соглашаетесь с политикой конфиденциальности для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

oburenie.ru

Мембранная установка | Компания ТЭКО Рус

Принцип действия

Мембранная установка HUBER VRM предназначена для непрерывного разделения активного ила и очищенной сточной воды на коммунальных и промышленных очистных сооружениях. Установка предназначена для доочистки сточных вод, заменяет вторичные отстойники, фильтрацию и дезинфекцию. Применяется только в комбинации с установкой биологической очистки, работающей по принципу нитрификации или денитрификации (Мембранный Биологический Реактор). Работает с повышенным содержанием биомассы (до 16 г/л).

Мембранный блок HUBER VRM устанавливается на рамном каркасе непосредственно в аэротенк или фильтрационную камеру (1). Мембранная установка (2) состоит из вращающегося вала, вокруг которого, в зависимости от типоразмера, размещены от 60 до 640 мембранных модулей.

Каждый модуль состоит из 4-х соединенных между собой трапециевидных мембранных панелей. Площадь фильтрующей поверхности составляет 3 или 6 м² на модуль, в зависимости от типоразмера. Мембранная панель состоит из пластикового каркаса, на который с обеих сторон натянуты плоские ультрафильтрационные мембраны.

Подача стоков из биологической ступени в фильтрационную камеру может осуществляться насосом или самотеком.
Очищенная вода (фильтрат) с помощью насоса фильтрата прокачивается через ультрафильтрационную мембрану, и по отводящим шлангам поступает в трубу-коллектор (3).

Для ультрафильтрационных модулей HUBER VRM используются плоские гидрофильные ультрафильтрационные мембраны, обладающие высокой смачиваемостью и низким сродством к компонентам сточной воды, вызывающим засорение мембран. Размер пор мембраны составляет 38 нм (в 1500 раз тоньше человеческого волоса).

Для предотвращения осаждения ила на поверхности мембран, а также засорения и биологического обрастания, мембраны, вращаясь, непрерывно и посегментно очищаются воздухом под давлением (4). Периодические промывки обратным током жидкости и реагентами не требуются.
Необходимые для откачки фильтрата насосы и воздуходувка для очистки поверхности мембран, а также система управления находятся в закрытом со всех сторон агрегатном шкафу, прикрепленном к резервуару.

tekorus.ru

Ресурс работы мембран пневматических насосов

- "Мембрана опять порвалась. Два месяца назад меняли", - сетует Андрей, инженер небольшого цеха по розливу моторных масел и прочих автомобильных жидкостей, - "Раньше у нас насос тосол перекачивал, мембраны почти год ходили. Как только на масло перевели, начались проблемы".

Начинаем выяснять, что за насос, из какого материала мембраны стоят. Оказалось, что из PTFE (тефлона). 

- "Вы бы лучше хайтреловые мембраны. Они здесь более к месту." - говорим. 

- "И что, будут дольше работать?" - с надеждой в голосе спросил Андрей. 

 

У нас часто спрашивают, сколько прослужат мембраны на пневматических насосах. Отвечать приходится уклончиво, мол, все зависит от конкретных условия работы насоса, материалов мембран, типа жидкости, давления воздуха. Но потенциальный пользователь насоса хочет знать хотя бы примерно. Вдруг диафрагму придется менять через 2 недели. Зачем ему такой насос? Конечно, владелец мембранного насоса хотел бы не открывать его для ремонта в течение двух-трех, а то и пяти лет. Попробуем ответить на вопрос, реально ли это. Для этого нам придется упорядочить и проанализировать разрозненную и противоречивую информацию о сроке службы мембран, которую дают разные производители. Но для начала ответим на другой вопрос:

 

Как разные условия влияют на срок службы мембран?

 

№1: Повышенная вязкость жидкости уменьшает долголетие мембраны. 

Малые и средние насосы обычно рассчитаны на вязкость 3000-5000 сстокс, большие насосы до 10 000 сстокс. Некоторые производители обещают способность работать с вязкостью до 20 000 и даже до 50 000 сстокс. Относитесь к цифре 50 000 сстокс настороженно. Даже перекачивание жидкости с вязкостью 20 000 снижает производительность насоса в 5 раз. При вязкости 50 000 сстокс говорить о нормальной работе насоса не придется. 

В любом случае имейте в виду, что при перекачивании вязких жидкостей срок службы мембран порядочно снизится, даже если не говорить о других проблемах в работе насоса. Особенно сильно снижение ресурса вы почувствуете, если мембраны из PTFE (тефлона). 

 

№2. Работа с положительным подпором может быстро привести к выходу мембраны из строя.

Если жидкость поступает в диафрагменный насос под давлением, то мембраны оказываются в вогнутом положении. Из-за этого они будут страдать, болеть и быстрее умрут. Особенно нежелательно работать с положительным подпором мембранам из PTFE (тефлона). Большинство производителей указывают, что максимальное давление на входе в насос не должно превышать 1 бар (10 метров водяного столба), а для тефлоновых мембран 0,3 бара (3 метра водяного столба). Самое лучше для мембранного насоса - работать в режиме самовсоса. Так будет не только надежнее, но еще и безопаснее. Тогда в случае разрыва мембраны перекачиваемая жидкость просто стечет обратно в резервуар, а не польется через насос.  

 

№3. Низкие температуры приводят к ускоренному износу мембран.

Многие пневматические насосы не могут работать при отрицательных температурах. Однако страна у нас не тропическая, а у покупателей весьма часто возникает потребность работы насоса зимой на улице. Некоторые модели с диафрагмами из Santoprene, Hytrel, EPDM не боятся минусовой температуры. Но в этом случае надо быть готовыми к снижению срока службы мембран, да и всего насоса в целом. 

 

№4. Высокая абразивность частиц в жидкости уменьшает срок службы мембран

Собственно здесь и комментировать нечего. Старайтесь использовать термопластичные мембраны (Santoprene, Hytrel) для жидкостей с абразивом. Тефлоновые и каучуковые мембраны тоже могут держать абразив, но хуже. Хуже всего абразивные частицы отражаются на сроке жизни витоновых (Viton) диафрагм.

 

№5. Высокое давление в пневматической линии уменьшает ресурс мембран.

Максимально допустимое давление в пневматической линии для разных составляет 7-8,6 бар. При максимальном давлении воздуха возрастает и производительность насоса, но укорачивается жизнь мембран. Большинство производителей не рекомендуют превышать рабочее давление воздуха 5 бар. Чем меньше давление, тем меньше рабочих циклов в минуту будет совершать насос, и тем больше будут жить мембраны. 

 

 

Что разные производители говорят о ресурсе мембран на пневматических насосах?

 

Корректно сравнить рабочий ресурс мембран достаточно сложно. Ведь надо учитывать все факторы, которые указаны выше (вязкость жидкости, работа в режиме самовсоса, рабочая температура, наличие абразивных частиц в жидкости, давление в пневматической и жидкостной линии). Поэтому все цифры, которые называют производители, достаточно условны. К сожалению, нет единого стандарта, по которому производители считают срок службы мембран. 

Мы полагаем, что все производители указывают ресурс мембран исходя из перекачивания обычной воды при самых благоприятных для насосов условиях. Возможно, кто-то считает ресурс мембран при холостом ходе. Производители не дают точных ответов. Вот какие заявления нам удалось найти:

 

1. Yamada (Япония)

- Каучуковые мембраны из Neoprene, NBR имеют ресурс 10 миллионов циклов.

- Фторкаучуковые мембраны (Viton) имеют ресурс 3 миллиона циклов.

- Термопластовые мембраны Santoprene, Hytrel имеют ресурс 15 миллионов циклов.

- Фторопластовые мембраны из PTFE (Teflon) имеют различный ресурс в зависимости от типоразмера насоса:

           30 млн. циклов для самых маленьких насосов с присоединением 1/4",

           10 млн. циклов для небольших насосов с присоединением 3/8, 1/2",

            3 млн. циклов для средних и больших насосов с присоединением от 1 до 3".

2. Fluimac (Италия) - мембраны выдерживают до 100 млн. циклов, рекомендуемый интервал замены 20 миллионов циклов. 

3. AlphaDynamic (Греция). Двухкомпонентные мембраны на насосах Ruby (PTFE/EPDM) имеют ресурс 30 миллионов циклов, а мембраны из мягкого PTFE имеют ресурс 60 миллионов циклов. 

4. Debem (Италия) - диафрагменные насосы Debem Boxer имеют новый тип мембран LongLife. Ресурс составляет 20 миллионов циклов. 

5. Ingersoll Rand (США) - диафрагменные насосы Aro имеют срок службы мембран до 4 раз выше по сравнению с обычными насосами. 

Мембранные насосы с патрубками 1 1/2" имеют более высокий ресурс (20 млн. циклов) по сравнению с более крупными 2" насосами (ресурс 15 млн. циклов).

6. Graco (США) - диафрагменные насосы Graco Husky имеют срок службы мембран до 5 раз больше по сравнению с насосами конкурентов. 

7. Versa-Matic (США) - двухкомпонентные мембраны типа Fusion (PTFE/EPDM) имеют в 3 раза больший ресурс по сравнению с обычными PTFE мембранами. Ресурс достигает 23 миллионов циклов. 

8. YTS (Япония) - мембраны фирмы YTS имеют очень высокий ресурс. Но есть мембранный насос работает с положительным подпором (не в режиме самовсоса), то во избежание быстрого выхода мембран из строя лучше использовать диафрагмы Garlock One-Up GORE. 

9. Garlock (США). Мембраны One-Up имеют совершенно другие прочностные характеристики по сравнению с обычными PTFE мембранами. Они изготавливаются из PTFE со специальным покрытием фирмы GORE и могут работать при температурах до +176 градусов (обычные мембраны до +104 градусов). Это самые совершенные в мире мембраны из PTFE. Средний срок службы мембран One Up составляет 13 месяцев, в то время как обычные PTFE мембраны живут в среднем 3,7 месяца. Разница в сроке службы составляет 3,5 раза. Garlock утверждает, что даже при работе в абразивной среде мембраны One-Up будут работать намного лучше, чем обычные PTFE мембраны. 

 

Если верить заявления производителей, то получится, что лучшие в мире по сроку службы мембран делают Fluimac (Италия) и AlphaDynamic (Греция). Но ведь это бюджетные бренды класса "B". 

Производители дорогих насосов класса "А" дают гораздо более скромные оценки срока службы диафрагм. Между тем по опыту можем сказать, что по надежности и долговечности насосы и мембраны производителей класса "А" сильно превосходят насосы производителей класса "B". Отсюда можно сделать вывод, что к заявлениям итальянских и греческих производителей следует относиться критически. 

В качестве базового ориентира мы предлагаем взять данные японской фирмы Yamada. Они единственные, кто дает подробную информацию о ресурсе мембран с разбивкой по материалам. 

Также предлагаем взять на заметку, что если есть потребность в очень долговечной PTFE мембране, то следует предпочесть мембраны фирмы Garlock. Правда и стоят такие мембраны в разы дороже. 

 

 

Формованные PTFE мембраны

 

Формованные мембраны соединяют воедино слой материала PTFE и каучуковую подложку (обычно EPDM). Такие мембраны в теории имеют бОльший ресурс, однако у них есть свои недостатки - меньшая производительность и повышенный расход воздуха. Их производят Graco, Versa-Matic, Wilden, Yamada, YTS, AlphaDynamic, Garlock.

 

 

Немного о ценах

 

В стоимости диафрагм можно выделить такие закономерности.

Европейцы имеют выгодные цены на PTFE, но прочие мембраны (Hytrel, Santoprene, NBR) у европейских производителей прилично дороже американских. 

Американцы, японцы имеют выгодные цены на почти все мембраны, кроме PTFE. Американский PTFE самый дорогой. Мы считает, что это неслучайно, он действительно имеет гораздо больший ресурс по сравнению с европейским. 

 

 

Подведем краткие итоги:

 

1. В качестве базовых цифр ресурса мембран пневматических насосов рекомендуем основываться на данных японской компании Yamada. 

- Каучуковые мембраны из Neoprene, NBR имеют ресурс 10 миллионов циклов.

- Фторкаучуковые мембраны (Viton) имеют ресурс 3 миллиона циклов.

- Термопластовые мембраны Santoprene, Hytrel имеют ресурс 15 миллионов циклов.

- Фторопластовые мембраны из PTFE (Teflon) имеют различный ресурс в зависимости от типоразмера насоса:

           30 млн. циклов для самых маленьких насосов с присоединением 1/4",

           10 млн. циклов для небольших насосов с присоединением 3/8, 1/2",

            3 млн. циклов для средних и больших насосов с присоединением от 1 до 3".

2. Мембраны из американского PTFE лучше прочих по долговечности. Для прочих материалов нет особой разницы в долговечности в зависимости от страны происхождения.

3. Если необходима PTFE мембрана с особо высоким ресурсом, то выбор следует остановить на Garlock One-Up (правда и заплатить за такую мембрану придется в несколько раз дороже).

4. Чтобы продлить срок службы мембран, учитывайте рекомендации, которые мы даем выше.

zenova.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *