НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СВЕРХТОНКОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

921

Тонкая и сверхтонкая очистка воды от механических включений требуется во многих отраслях промышленности и муниципальном водоснабжении. Фильтры должны обеспечивать высокое качество и надежность фильтрации при низких финансовых и трудозатратах. Особо трудно добиться приемлемой стоимости очищенной воды при необходимости фильтрации значительных объемов, измеряемых сотнями и тысячами кубических метров в час.

СЕТОЧНЫЕ ФИЛЬТРЫ
Вода фильтруется через сетки, блоки сеток различной конструкции. Достоинством сеточных фильтров является возможность построения автоматических самопромывающихся систем фильтрации.

Для промывки сеток используются различные технологии, определяющие не только эффективность очистки, но и рейтинг фильтрации:

Устаревшие технологии очистки сеток противотоком в силу технических ограничений имеют предельный рейтинг фильтрации 50-100 мкм. Причем количество и природа загрязнений существенно влияют на качество и надежность работы фильтра. Такие фильтры могут работать только на очень простых загрязнениях вроде песка.

Современные автоматические многослойные сеточные фильтры, использующие технологию фокусированной промывки ("вакуумный сканер"), позволяют строить высокопроизводительные и надежные системы тонкой фильтрации. В этих фильтрах используются многослойные (до 4-х слоев) плетеные сетки из нержавеющей стали. При использовании сеток специального плетения ("голландская вязь") удается достичь рейтингов фильтрации до 10 мкм

Таким образом, задача очистки воды от механических загрязнений при рейтингах фильтрации грубее 10 мкм легко решается применением автоматических фильтров с фокусированной промывкой. Применение других технологий в диапазоне рейтингов фильтрации 10-500 мкм ни технически, ни экономически не обоснованно.
При необходимости получить рейтинги фильтрации тоньше 10 мкм традиционно используются песчано-гравийные, картриджные и мешочные фильтры.

ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНЫЕ ФИЛЬТРЫ
Представляют собой емкость, засыпанную песком и гравием, через которые фильтруется вода.

Однако технологии свойственно очень много недостатков:

Недопустимо высокие потери воды на промывку.

Неизбежное попадание фильтрующей среды (частиц песка) в контур чистой воды. Это совершенно неприемлемо для ряда применений.

Высокое давление воды, необходимое для вспучивания песчано-гравийной смеси при промывке.

Склонность фильтров к забиваниям липкими и волокнистыми загрязнениями.

Значительные финансовые и трудовые затраты на замену фильтрующей среды.

Очень большие габариты.

Сложность построения надежных систем автоматической очистки. Если физические характеристики загрязнений (удельный вес, размеры) соизмеримы с характеристиками засыпного материала, то очистить фильтр не представляется возможным.

Единственное достоинство таких фильтров - возможность достижения тонких рейтингов фильтрации до 1-2 мкм.
Неоднократные попытки устранения этих недостатков не привели к заметным результатам.

КАРТРИДЖНЫЕ ФИЛЬТРЫ
Технология объемной фильтрации. Как правило, фильтрующий элемент представляет собой достаточно толстый слой полипропиленовых волокон. Возможно применение в одном картридже нескольких слоев с разными рейтингами, для усиления эффекта объемной фильтрации. Обеспечивают очень тонкие рейтинги фильтрации вплоть до 0,3 мкм.

Промывка для повторного использования картриджа принципиально невозможна. Как следствие - высокие расходы на замену картриджей.

Невозможность автоматизации.

Картриджные фильтры не могут обеспечить большой единичной производительности.

МЕШОЧНЫЕ ФИЛЬТРЫ
Технология поверхностной фильтрации. Обеспечивают достаточно тонкие рейтинги фильтрации до 1 мкм. Мешок из фильтрующего материала может быть очищен и повторно использован (порядка 3-4 раз). Однако эти технологии не позволяют создавать автоматические самопромывные фильтры. Как следствие - высокие эксплуатационные расходы на стирку и замену мешков.
Мешочные фильтры не могут обеспечить большой единичной производительности.

Применение песчано-гравийных, картриджных и мешочных фильтров для создания систем фильтрации высокой производительности являлось до недавнего времени вынужденной мерой в силу отсутствия альтернатив.

Однако на сегодняшний день существует и доступна технология построения самопромывающихся кассетных ниточных фильтров, которая позволяет качественно и высоконадежно задерживать загрязнения до 2 мкм. Появление таких фильтров существенно сужает область применения картриджных и мешочных фильтров, а песчано-гравийные фильтры переводит в разряд технического анахронизма.

САМОПРОМЫВАЮЩИЕСЯ КАССЕТНЫЕ НИТОЧНЫЕ ФИЛЬТРЫ
Рассмотрим технологию, разработанную израильской фирмой "AMIAD Filtration Systems". Ее ключевым элементом является использование специальной пластиковой кассеты (1) с намотанной на нее полипропиленовой нитью (2). Размер кассеты - примерно 100x 60 мм. Длина нити - примерно 5 км. Нить наматывается на кассету с переменным усилием для создания условий возникновения объемной фильтрации. Т.е. верхние слои нити фильтруют относительно крупные загрязнения, а нижние слои фильтруют самые тонкие загрязнения. Загрязнения распределяются по размеру в слое полипропиленовой нити. Это приводит к значительному увеличению эффективности работы кассеты.
На качество фильтрации в значительной степени влияет "эффект подслоя" (жидкость фильтруется не только нитками кассеты, но и образующимся на них "фильтровальным пирогом" состоящим из уже задержанных загрязнений). Это приводит к тому, что фильтр задерживает большую часть загрязнений с размерами существенно меньшими рейтинга фильтрации кассеты.
На пластиковой основе кассеты сформированы канавки (3) для отвода очищенной воды через специальные порты (4) в торце кассеты.
Кассеты собираются на специальную основу в виде трубы - фильтрующий барабан (5). Кассеты образуют ряды (6), расположенные по радиусу на основе в виде многолучевой звезды.
В одном фильтре может содержаться несколько фильтрующих барабанов. Несмотря на малые размеры кассеты, суммарная эффективная площадь фильтрующих барабанов может достигать десятков квадратных метров! Например, ниточный автоматический фильтр "AMIAD - AMF2" имеет площадь кассет 37 м², а производительность до 320 м³/ч.
Загрязненная вода поступает в камеру, в которой расположены фильтрующие барабаны, проходит через нити кассеты, очищается и отводится через центральную трубу барабанов.
Загрязнения накапливаются с наружной стороны кассеты. Как только возникнет необходимость промывки (по перепаду давления и/или по таймеру), фильтр прекращает подачу воды потребителю и включается система очистки. Система очистки содержит насос высокого давления и специальную размывочную форсунку (6), которая перемещается по направляющей (7) вдоль ряда кассет и размывает накопившиеся загрязнения. Струи чистой воды под высоким давлением подаются на кассету, заставляют нити вибрировать, что вызывает отделение загрязнений. При этом в центральную трубу барабана подается вода для создания подпора, облегчающего вынос отделившихся загрязнений. После очистки одного ряда кассет фильтрующий барабан проворачивается на шаг, и цикл повторяется до полной промывки всех кассет барабана. Операция промывки на самых мощных фильтрах длится порядка 10 минут.
Технология позволяет создавать полностью автоматические высокопроизводительные фильтрующие системы в диапазоне рейтингов фильтрации от 2 до 20 мкм и производительности, достигающей сотен кубических метров воды в час. При этом не требуется никаких расходных материалов, ручной промывки и ежедневного обслуживания. Фильтры требуют только профилактических работ раз в шесть месяцев и замены комплекта кассет раз в несколько лет. Это определяет область применения кассетных ниточных фильтров:

Водозаборы. Технология обеспечивает 100% механическое отфильтровывание микроорганизмов не уничтожаемых ни хлором, ни озоном, ни ультрафиолетом (например, Giardia lamblia, Criptosporidium parvum).

Чистые оборотные циклы.

Системы обезжелезивания. Упрощенно схема выглядит так: Удалить растворенное в воде двухвалентное железо можно, предварительно окислив его до трехвалентного. Это легко сделать с помощью аэрации. Однако трехвалентное нерастворимое в воде железо выпадает в виде коллоидной взвеси, которую ранее удаляли только с применением химических методов (флокуляции-коагуляции), что сильно удорожало процесс, требовало химикатов и значительных площадей. Но выпадающую коллоидную взвесь легко удалить с помощью механической фильтрации с рейтингом в 2-3 мкм. Самопромывающиеся ниточные фильтры эффективно решают эту задачу.

Подготовка воды для дальнейшей очистки на системах обратного осмоса и нано- фильтрации. Ресурс и качество работы мембранных установок существенно зависят от качества исходной воды. Недостаточная предварительная очистка влечет необходимость частых химических промывок мембран. Использование картриджных и мешочных фильтров для предварительной очистки возможно, но экономически значительно менее эффективно, по сравнению с автоматическими самопромывающимися фильтрами. Особенно это заметно при большой производительности мембранных установок.

Технологические процессы в химическом и полупроводниковом производстве, часто требующие большого количества свободной от механических загрязнений воды.

Пищевая промышленность. Прежде всего, производство напитков.

Таким образом, появление принципиально новой технологии самопромывающихся кассетных ниточных фильтров дает возможность решать также задачи, которые раньше невозможно было решать с помощью механической фильтрации. Стало возможным в ряде применений отказаться от химической обработки, использования отстойников и т.п., что позволяет существенно сократить производственные площади, приводит к значительной экономии средств, улучшает экологические показатели. По материалам компании "Эвита-Сервис"

Найдите все свои архитектурные решения через TRUBA.ua: Нажмите здесь чтобы зарегистрироваться. Вы производитель и хотите наладить контакт с клиентами? Кликните сюда.

Автор

ОВВК (ОТОПЛЕНИЕ. ВОДОСНАБЖЕНИЕ. ВЕНТИЛЯЦИЯ кондиционеры.) Журнал

+380 44 501 XX XX +380 44 501 8736

+380 44 501 XX XX +380 44 541 1347

Издатель

ОВВК (ОТОПЛЕНИЕ. ВОДОСНАБЖЕНИЕ. ВЕНТИЛЯЦИЯ кондиционеры.) Журнал