Мембраны для обратного осмоса

Под установкой обратного осмоса чаще всего подразумевают целый комплекс мероприятий по подготовке и очистке воды, поскольку к качеству воды, которая подается на системы обратного осмоса, предъявляются жесткие требования. Аппаратная реализация систем предварительной водоподготовки зависит от степени загрязненности и химического состава фильтруемой воды. Для того чтобы правильно подобрать подходящую установку обратного осмоса, предварительно берут пробы воды и проводят химический анализ. Мембранные системы обратного осмоса практически не могут функционировать, если подавать воду без предварительной очистки, так как поры мембран быстро забиваются различными примесями и нерастворенными частицами.

Наша компания располагает лабораторией для проведения химического анализа воды. Вы можете заказать его у нас, при этом, если потом вы будете заказывать у нас фильтровальную установку, стоимость анализа зачтется.

Мембранная установка обратного осмоса оснащается системой предварительной подготовки исходной воды, состав которой зависит от химического состава и степени загрязненности воды. Универсальных решений не существует, высокую эффективность обеспечивает только индивидуальный подход при подборе оборудования и мембран для обратного осмоса. Задачей является полное или частичное устранение твердых механических примесей фильтрами грубой очистки, а также удаление марганца, железа, солей жесткости и органических соединений, включая дехлорирование воды. Если необходимо, используют окислительные реагенты, флокулянты и коагулянты, продукты окисления удаляются с помощью фильтров засыпного типа.

При предварительной очистке распространено применение ионообменных технологий и специальных ингибиторов отложения солей на поверхность мембраны – антискалянтов и других ингибиторов солеотложения. Технология обратного осмоса исключает наличие бактерий и микроорганизмов в фильтруемой воде, поэтому воду подвергают бактерицидной обработке с помощью фиолетового излучения. Также в последнее время этот метод часто комбинируют с ультрафильтрацией воды, которая используется для предварительной очистки даже сильно загрязненной воды. Ультрафильтрационные системы построены на основе мембраны из капиллярных волокон, которые изготавливают из гидрофильного полиэфирсульфона.

Очистка мембранами для обратного осмоса с помощью ультрафильтрации значительно снижает мутность воды, индекс плотности ила, коллоидные частицы полностью устраняются из воды, а также уменьшается концентрация вирусов, и улучшаются потребительские свойства воды. Более того, ультрафильтрационные мембраны отличаются стойкостью к воздействию окислителей. Активный хлор, озон и другие сильные окислители воздействуют разрушающе на разделительные и поддерживающие слои мембраны обратного осмоса, что приводит к снижению механической прочности и селективности материала. Для удаления свободного хлора из мембран используют фильтры засыпного типа, в качестве загрузки используют активированный уголь.

Мембранная установка обратного осмоса разделяет поступающую воду на солевой концентрат и чистую воду. Если солевой раствор перенасыщен малорастворимыми солями кальция и магния, для стабилизации солей в растворе используют антискалянты (ингибиторы солеотложений), которые предотвращают выпадение осадка на поверхность мембран. Ингибитор не проникает сквозь мембрану, оставаясь вместе с солевым концентратом, который сбрасывается в дренаж. Использование реагентов для замедления солеотложения не заменяет блоки предварительной подготовки воды для систем обратного осмоса. В отдельных случаях, за счет использования антискалянтов можно снизить стоимость проекта, так как ингибиторы солеотложения частично смягчают воду, что позволяет исключить модуль умягчения воды. После предварительной подготовки вода передается в обратноосмотическую установку, где и происходит обратный осмос посредством фильтрации воды через специальную мембрану.

Состав системы, используемой при мембранной технологии:

• Умягчитель для удаления солей жесткости с автоуправлением непрерывного действия;
• Фильтр первичной механической очистки;
• Мембранная установка для обратного осмоса;
• Пропорциональная система подачи ингибитора отложения минеральных солей на поверхностей мембран (антискалянта);
• Автоматический каталитический фильтр для нейтрализации железа;
• Емкость для хранения и накопления очищенной воды;
• Фильтр ФСД для глубокого обессоливания;
• Насос для подачи отфильтрованной воды из емкости к потребителям;
• Угольный фильтр для удаления органики и дехлорирования.

Принцип работы мембранной технологии подготовки воды:

Под давлением 2,5-6 бар питательная вода подается на модуль предварительной подготовки и проходит грубую очистку с помощью специализированного фильтра (1). Здесь удаляются все твердые крупные частицы размером более 50 – 100 мкм. Затем жидкость проходит сквозь каталитический (2) или осветлительный фильтр для удаления взвесей и железа. Регенерация раствором соли NaCl производится с помощью ионообменногофильтра (3) в целях нейтрализации солей жесткости. Для улучшения органолептических показателей и дехлорирования применяют угольный фильтр (4).

Фильтры 4, 3, 2 изготовлены на основе армированных баллонов, укомплектованных электромеханическими блоками управления. По мембранной технологии они способны выполнить самые разные алгоритмы регенерации и фильтрации сред. Каждый баллон с центральным стояком оснащен фильтрующей средой: ионообменная смола, активированный уголь с гравийной подложкой или сорбент. Вода во входной порт поступает на слой ионообменной смолы или фильтрующий слой загрузки. Рекреация или фильтрация ионного обмена происходит во время прохождения воды, содержащей соли, сверху вниз через загрузку. Внутри центрального стояка в нижней части фильтра имеется щелевой водозаборник. Умягченная или очищенная вода проходит через стояк наверх, обратно, к выходному порту блока управления. Восстановление ионообменной среды или промывка обратным потоком производится с помощью раствора соли (NaCl). Основным сырьем для его приготовления служит специализированная таблетированная соль для водоумягчителей.

Обратноосмотическому мембранному блоку, расположенному после фильтров, предшествует пропорциональная дозирующая система с импульсным расходомером для подачи ингибитора отложения минеральных солей. Все составляющие блока предварительной подготовки — конструктивно законченные единицы.

В соответствии с мембранной технологией после первичной очистки вода поступает в обратноосмотический модуль — мембранную установку обратного осмоса. Он способствует понижению уровня электроповодности воды на 95-99% от изначального уровня в зависимости от типа используемых мембран. Иногда же необходима более высокая степень деминерализации. Для этого после первого обессоливания применяются ионообменные фильтры со смесью катионита в Н-форме и анионита в ОН-форме (фильтры смешанного действия ФСД), установки электродиализа. Реже используется еще одна ступень обратного. Контролирование степени обессоливания производится с помощью новейших средств измерения, которые отслеживают следующие параметры: электропроводности входной и обессоленной воды, температуры, давления и уровня потоков концентрата и фильтрата.

Установка обратноосмотических мембран в целях сбора отфильтрованной воды дополняется накопительной емкостью и насосом подачи воды из емкости, в которой имеется датчик уровня. Он необходим для обеспечения отключения насоса высокого давления обратноосмотического модуля для заполнении до верхнего уровня. Второй датчик отключает насос подачи очищенной воды чаши при понижении уровня воды в емкости.

Мембранная технология подразумевает дополнительную комплектацию в виде пульта контроля управления и управления.

На реальных объектах разные варианты систем подготовки воды выглядят следующим образом:

 

 

При реализации очищения воды нужно учитывать предписания надзорных и научных органов. К примеру, ГНУ ВНИИ пищевой биотехнологии рекомендует для пищевых продуктов использовать умягчение воды на основе мембранной технологии. В случае применения другой методики возможно попадание ингибитора солеотложений, который может ухудшить качество продукции. Кроме того, для многих пищевых продуктов требуется вода с фиксированным солевым составом, получаемого путем смешения в определенной пропорции вод, которые были очищены на установках обратного осмоса. Кроме того, возможна коррекция химсостава очищенной воды дозированием минерально-питьевых добавок.