Модульные системы мембранной фильтрации “PALL ARIA“

 

Модульные системы мембранной фильтрации Pall Aria®

Мембранные системы для производства воды питьевого качества

Модульные системы мембранной фильтрации воды Pall Aria® предназначены для производства воды питьевого качества, отвечающим самым строгим современным стандартам качества. В системах используются уникальные фильтрационные модули на основе полых волокон, которые позволяют очистить воды из поверхностных и подземных водоисточников от практически любых загрязняющих агентов:

• Взвешенных веществ;
• Бактерий;
• Вирусов;
• Металлов;
• Солей тяжелых металлов;
• Органических загрязнений.

Высокая производительность фильтрующей системы обеспечивается за счет применения высокопроницаемых половолоконных мембран “Mikroza”. Площадь активной фильтрующей поверхности каждого половолоконного модуля достигает 50 м2. Специально разработанная серия простых и надежных по конструкции и управлению мембранных модулей. Их основные преимущества:

 

• Прочность и высокий ресурс половолоконных мембран;
• Удобство в управлении;
• Непосредственное фильтрование поверхностных вод без необходимости предварительной коагуляции воды;
• Уникальная система очистки фильтровальных модулей методом воздушного скрубинга;
• Сочетание высокой эффективности с высокой экономичностью;
• Высокая стойкость к хлорсодержащим реагентам и другим химическим соединениям, применяемым при водоподготовке;
• Незначительные эксплуатационные расходы;
• Простая сборка оборудования за счет модульности;
• Компактность;
• Соответствие всем стандартам качества и безопасности.

Мембранная фильтрация – это процесс происходящий под давлением с использованием полупроницаемой мембраны для отделения твердых частиц из жидкостей. В системах Pall Aria® используются микро- или ультрафильтрационные мембраны , на которых твердые частицы задерживаются , а вода и растворимые примеси проходят насквозь в виде фильтрата или фильтрованной воды.
Задержанные частицы методом обратной промывки выводятся из фильтрующей системы. Степень очистки и размер задерживаемых твердых частиц зависит от размера пор мембраны и целостности уплотнений. Мембраны “Mikroza”, благодаря мельчайшим порам и абсолютно непроницаемым уплотнениям, практически полностью задерживают коллоидные частицы сульфата алюминия, бактерии, вирусы и пр.

Мембранные системы микрофильтрации воды Pall Aria предназначены для подготовки высококачественного фильтрата из исходной воды с высокой мутностью или содержанием твердых примесей из следующих источников:

• Поверхностные водоисточники.
• Доочистка сточных вод. 
• Поверхностные воды после коагулирования и осветления.
• Шахтные воды.
• Грунтовые воды, содержащие железо, марганец и мышьяк.
• Технологические воды станций водоподготовки.
• Морская вода, подготавливаемая для дальнейшего опреснения в обратноосмотических установках.

Мембранные системы фильтрации для подготовки высококачественной питьевой воды

Очистка грунтовых вод
Снижение мутности и удаление патогенных микроорганизмов из грунтовых вод;
Удаление железа и марганца после предварительного окисления;
Удаление мышьяка после коагуляции.

Очистка поверхностных вод
Снижение мутности и удаление патогенных микроорганизмов из исходной воды поверхностных водоисточников;
Удаление органических примесей после предварительной коагуляции для улучшения обеззараживающего эффекта и улучшения органолептических свойств воды.

Очистка технологических вод
Удаление взвешенных веществ и коэффициента плотности (SDI) перед обратноосмотической очисткой;
Удаление бактерий, патогенных микроорганизмов и твердых взвешенных частиц.

Указания по применению

Параметры	Грунтовые воды		Поверхностные воды		Стоки
	Сообщаются с поверхностн. водами	С повышен. содержанием Fe и Mn	С низким ООУ или мутностью	С высоким ООУ или мутностью
Загрязнители	Мутность и патогенные микроорганизмы	Fe и Mn	Мутность и патогенные микроорганизмы	Мутность и патогенные микроорганизмы	Взвешенные и патогенные микроорганиз-мы
Предочистка	Не требуется	Окисление и осаждение	Очистка сетчатым фильтром	Очистка сетчатым фильтром, окисление или коагуляция	Обеззаражива-ние и очистка сетчатым фильтром
Качество фильтрован-ной воды	Мутн. <0,05 ntu Giardia и Crypto не определяются	Мутн.<0,05 ntu Fe и Mn .<0,05 мг/дм3	Мутн. <0,05 ntu Giardia и Crypto не определяются	Мутн. <0,05 ntu Удаление до 60% ООУ	SDI ≤3 Мутн. <0,05 ntu

Мембранные модульные конструкции

Максимально гибкие и удобные в эксплуатации модульные фильтрационные системы Pall Aria® предназначены для водоподготовки. Разработано несколько стандартных вариантов установок, собираемых из модулей на общей раме.

Модель	Макс. кол-во фильтр. модулей	Производительностьсть     м3/час	Габариты Д х Ш х В   м
АР– 1	2	0,7 – 5,7	1,8 х 0,9 х 3,0
АР– 2	8	2,3 – 11,4	2,4 х 1,2 х 3,0
АР– 3	10	5,7 – 45,4	2,9 х 2,1 х 3,1
АР– 3х	20	5,7 – 45,4	2,7 х 5,7 х 3,3
АР– 4	36	11,4 – 79,5	3,3 х 6,3 х 3,3
АР– 6	60	45,4 – 159	5,8 х 5,2 х 3,3

Дополнительное и вспомогательное оборудование:

• Модем для обеспечения удаленного доступа;
• Устройство для автоматического дистанционного сообщения о нештатной ситуации;
• Персональный компьютер для оборудования рабочего места оператора и сбора данных;
• Мутномеры исходной и фильтрованной воды;
• Дозаторы оксидантов; 
• Воздушные компрессоры;
• Системы химической промывки EFM;
• Дозаторы дезинфектантов; 
• Емкости и дозаторы коагулянтов и реагентов СІР очистки мембран.

Компоновка типового мембранного модуля производительностью 1900 м3/сутки.

Вспомогательное оборудование, расширяющее возможности установки поставляется и монтируется на отдельных рамах. Система управления каждого агрегата может интегрироваться в общую систему управления, чем и обеспечивается автоматизация всей установки.

Стандартные компоненты системы

• Стандартный мембранный модуль Pall Aria АР может содержать: 
• от 1 до 60 мембранных фильтрующих модулей, 
• емкость, 
• насос исходной воды и СІР-промывки, 
• емкость и насос обратной промывки, 
• запорную арматуру, 
• приборы контроля и управления, 
• программно-логический контроллер, 
• опционное оборудование: компрессор, система подачи реагентов предварительного окисления и пр.

Комплектация типовой водоочистной системы
микро-ультрафильтрации PALL Aria

• Предфильтр с насосом подачи исходной воды
• Блок модулей с арматурой и приборами
• Резервуар для фильтрата и насос для обратной промывки

Условия эксплуатации:

• Максимальное давление воды на фильтрацию: 3 атм.
• Максимальная рабочая температура: + 40 ºС,
• Минимальная рабочая температура: + 1 ºС.

Фильтровальные модули с половолоконными мембранами “Mikroza®”

• Материал мембран: PVDF (поливинилидефторид);
• Размер пор: 0,1 мкм – микрофильтрация
• 0,01 мкм – ультрафильтрация
• Внутренний и внешний диаметр волокон: 1,3 / 0,7 мм;
• Площадь активной (фильтрующей) поверхности модуля: 50 м2;
• Размеры модуля (Д х Ш): 0,152 х 2,0 м;
• Корпус: поливинилхлорид или ABS-пластик (акрилонитрилбутадиенстирол);
• Прокладки: EPDM (этиленпропиленовый каучук);
• Герметик: силиконовый, эпооксидный или уретановый.

Рабочие режимы микрофильтрационной (ультрафильтрационной) установки

В обычных условиях исходная вода под давлением, обеспечиваемым насосом системы, проходит через мембраны и таким образом фильтруется. Через определенные промежутки времени, зависящие от качества исходной воды, фильтрующие модули промываются обратным потоком. Этот полностью автоматический процесс промывки обратным потоком предусмотрен в самой системе микрофильтрации Pall Aria и не требует дополнительного оборудования.

Рабочий режим системы микрофильтрации воды Pall Aria™ Multirack включает следующие основные фазы:

Фильтрация:
Исходная вода через коллектор подается к фильтрующим модулям. Небольшая порция фильтрата отводится в это время в бак промывки обратным потоком, что необходимо для промывки модулей обратным потоком с воздушным скрубингом.
Благодаря избыточному давлению вода проходит сквозь толщу стенок полых волокон и попадает в их центральные каналы.

 

Профильтрованная вода выходит в верхней части модулей и поступает в бак фильтрата.
Постоянство потока фильтрата обеспечивается за счет управления подачей воды. В процессе фильтрации сопротивление мембран потоку постепенно возрастает. Для поддержания установленной производительности по фильтрату давление, обеспечиваемое питающим насосом, автоматически увеличивается. Близкое к постоянному рециркуляционное соотношение поддерживается с помощью ручной арматуры.

Воздушный скрубинг и промывка обратным потоком

Фильтрующие мембраны периодически очищаются от твердых отложений с помощью запускаемой автоматически по времени промывки обратным потоком с воздушным скрубингом.
При этом фильтрат, отбираемый из одного блока фильтрующих модулей, продавливается через мембраны модулей другого блока в обратном направлении – со стороны фильтрата. Одновременно с потоком воды во входные порты модуля подается воздух для усиления эффективности промывок. Воздух колеблет волокна, освобождая их от частиц скопившихся на волокнах.

Для завершения процесса осуществляется ополаскивание прямым потоком, при котором внешняя сторона фильтрующих волокон (т.е. со стороны подачи) интенсивно омывается фильтруемой исходной водой. Данный поток выходит из фильтрующего модуля через дополнительный рециркуляционный порт на слив. При этом, с фильтрующих волокон смывается отложения удаленные с модуля. Такая эффективная очищаемость модулей позволяет использовать в рабочем процессе минимальное количество промывочных реагентов.

Химическая очистка

Кроме механических очисток в процессе работы системы для восстановления исходной эффективности фильтрации необходимы регулярные химические очистки мембран.
Периодичность таких очисток и применение щелочного или кислотного очистителя зависят от типа загрязнений. Химическая очистка начинается и завершается воздушным скрубингом и ополаскиванием. Это необходимо для исключения возможности загрязнения фильтрата.

Легкая очистка для поддержания пропускной способности системы называется химической промывкой EFM.
Такая промывка теплым щелочным раствором может проводиться достаточно часто, длится около 40 минут и обеспечивает дезинфекцию системы.

Периодически может требоваться более эффективная химическая очистка – CIP очистка оборудования без его разборки. Она включает проведение обработки раствором кислоты сразу после щелочной очистки и завершается воздушным скрубингом. Такая очистка полностью восстанавливает исходные фильтрующие характеристики мембран. Полная продолжительность CIP – приблизительно 6 часов.
Вода, используемая для приготовления промывочных раствор, обычно подогревается до температуры +31 ÷ +38 ºС.
Обычно CIP должна проводиться чаще раз в квартал или же при ежегодном обслуживании системы.

Мембранный блок производительностью 250 м³/час

Предварительная подготовка фильтруемой воды
Для предотвращения засорения и для защиты от возможных повреждений мембранных волокон, необходимо предусматривать установку предварительных фильтров с рейтингом фильтрации 400 мкм, на линии подачи фильтруемой воды.

Требования к температурному режиму
Минимально возможная температура в помещении с блоком мембранной фильтрации + 5 ºС.

Ссылка для скачивания 

Системы мембранного осмоса

Явление обратного осмоса заключается в перетекании разделенных мембраной солевых растворов со стороны с меньшей концентрацией солей на сторону с большей концентрацией.

Технология обратного осмоса может обеспечить следующую эффективность очистки:

	Одноступенчатая  очистка	Двухступенчатая  очистка
Моновалентные ионы:	96—98 %	> 99,5 %
Поливалентные ионы:	98—99,5 %	> 99,9 %
Аммиак при pH = 6,5:	95 %	> 99,5 %
Органические высокомолекулярные соединения	99—99,8 %	> 99,9 %

Благодаря своей эффективности очистки обратный осмос наиболее широко применяется в следующих областях:

• Очистка фильтрата свалок.
• Очистка промышленных стоков.
• Регенерация жидкостей из технологических, промывочных и сточных вод.
• Опреснение морской воды для производства питьевой воды.
• Производство высокочистой воды (например для фармацевтической и микроэлектронной промышленности).
• Концентрирование продуктов и технических жидкостей и соков.
• Доочистка питьевой воды или доведения до нормативных характеристик качественных показателей питьевой воды.

Строение обратноосмотических мембран

Структура мембран состоит из трех слоев:

• полиэстеровая основа,
• микропористый полисульфоновый промежуточный слой,
• верхний сверхтонкий полиамидный барьерный слой.

 

Обратноосмотические модули со спиральной намоткой мембраны (SWRO)

Представляют собой тонкую, намотанную в спираль пленку из отрицательно заряженного составного полиамида. Они помещаются в серийные стеклопластиковые корпуса.

Спиральная мембрана имеет строение листа, – два тонких слоя мембраны разделены материалом, образующим канал сбора пермеата (отфильтрованной воды). С трех краев лист герметизирован, четвертый край открытый – для выхода пермеата. К этому листу добавлена разделительная прокладка, используемая в качестве канала от стороны подачи исходной воды до стороны концентрата. Несколько таких наборов или листов намотаны вокруг центральной пластиковой трубы пермеата. В трубе имеются отверстия для сбора пермеата из нескольких листовых наборов. Типичный промышленный элемент со спиральными мембранами имеет около 100 см в длину и 20 или 40 см в диаметре. Поток исходной воды со стороны подачи проходит через элемент в продольном направлении параллельно поверхности мембран к стороне концентрата. Сетчатая разделительная прокладка турбулизирует поток и снижает концентрационную поляризацию. Пермеат попадает в коллектор пермеата и выводится из корпуса одним потоком.

  

Обратноосмотический модуль производительностью 160 м³/час

Применение мембранной технологии предъявляет высокие требования к соблюдению заложенных в проекте норм технологического режима, аналитического контроля и правил промывки. Первым условием надежной работы систем мембранной очистки является постоянный расход воды, выражаемый в литрах на квадратный метр площади мембраны в сутки (ЛМС). Также очень важно постоянно в процессе эксплуатации контролировать давление и расход воды через мембранную систему, поскольку именно эти два параметра определяют соблюдение условий постоянства технологического режима и отражают все отклонения от него. Необходимо постоянно отслеживать характеристики очищенной воды на выходе из системы очистки. Качественный контроль состоит из действий, направленных на соблюдение всех отмеченных выше условий работы мембранной системы. Температура - очень важный фактор, определяющий вязкость воды и, как следствие, скорость ее фильтрации через мембрану. Промывка мембран отфильтрованной водой и химическими реагентами является неотъемлемой частью устранении загрязнения и предотвращения отложений на мембранах.

Ссылка для скачивания 

Диск – трубчатая DT – технология (обратный осмос)

Применяется для:

• Очищение и умягчение грунтовых вод, особенно содержащих опасные загрязнения.
• Опреснение морской воды на борту судов, курортах или на нефтедобывающих платформах.
• Фильтрация и очистка сточных вод свалок твердых бытовых отходов.
• Фильтрация и умягчение поверхностных вод.
• Обработка промышленных стоков до уровня безопасного сброса в естественные водоемы или с целью их повторного использования.
• Обработка сбросовых вод при продувке градирен. 

Палл Ариа использует принцип обратного осмоса для молекулярного разделения, опреснения и очистки жидкостей. Его успех заключается в уникальной конструкции мембранных дисков, обеспечивающих фильтрацию в тангенциальном режиме и
собранных в тубу, что существенно улучшает работу мембран. Он работает эффективно и экономично при высокой концентрации механических примесей (до 2500 мг/дм3), обеспечивая высокий процент выходаочищенной воды без риска отложений органического и неорганического происхождений, которые обычно присущи обратноосмотическим системам. Обеспечивает удаление органические и
неорганические загрязнения, включая тяжелые металлы и аммиак, и даже концентрации опасные веществ снижаются до минимальных значений.

Наиболее эффективен при очистке грунтовых вод, особенно содержащих опасные загрязнения, обработку промышленных стоков до уровня соответствия безопасному сбросу в природные водоемы или до уровня пригодности к повторному использованию, обработку сточных вод свалок твердых бытовых отходов и опреснение морской воды.

Параметры	Вход	Выход
рН	7,0	6,4
БПК,                                   мгО2/дм3	1100	4,5
ХПК,                                    мгО2/дм3	660	< 20
Общая минерализация,  мг/дм3	2500	10
Фенолы,                             мг/дм3	1000	< 10
Марганец                            мг/дм3	4,2	< 0,010
Азот аммонийный            мг/дм3	70	0,57
Железо                                мг/дм3	82	0,081

Конструкция DT модуля
Туба из мембранных дисков располагается внутри корпуса. Мембранный разделитель
(который формирует открытый канал исходной воды) и коллектор пермеата сконструированны как составные части гидродиска. Стандартный гидродиск, из ABS, покрывает поверхность мембранной подушки без оказания давления на поверхность мембраны. Кольцевое уплотнение круглого сечения разделяет чистую и исходную воду в центре диска. Исходная вода следуя над поверхностями мембран, изменяет направление потока на 180°, значительно понижает концентрационную поляризацию и образование биопленки, а значит минимизируют органические и неорганические отложения на мембране. Пермеат выводится из внутренного слоя мембранных подушек в коллектор с минимальным сопротивлением.

Спецификация DT модуля

• Материал гидродисков: ABS (сополимер акрил нитрил бутадиен стирол)
• Площадь мембранной поверхности 1 м пог. модуля: 7,65 м2
• Длина модуля: 1 м
• Рабочее давление, до: 120 бар
• Пропускная способность по исходной воде: 250-1500 л/час
• Внутренний диаметр корпуса: 202 мм
• Рабочая температура: до 450 ºС

 Ссылка для скачивания