Instalação de ultrafiltração de água. Ultrafiltração de águas residuais. Características da ultrafiltração de águas residuais

Não é nenhum segredo que você pode se livrar das impurezas mecânicas e dos sedimentos da água purificando-a. E quanto menores forem as partículas, mais difícil será removê-las. Não faz muito tempo, era impossível remover partículas coloidais sem o uso de reagentes coagulantes especiais, e a remoção mecânica de microrganismos parecia completamente impossível. Mas obrigado tecnologias modernas tudo mudou. Você aprenderá sobre o que é um sistema de ultrafiltração de água, suas características, vantagens e desvantagens em nosso artigo.

Neste artigo você aprenderá:

O que é um sistema de ultrafiltração de água

O que um sistema de ultrafiltração de água oferece?

Quais são as vantagens de um sistema de ultrafiltração de água?

Quais são as desvantagens de um sistema de ultrafiltração de água?

O que é um sistema de ultrafiltração de água?

A ultrafiltração de água é um método de purificação de água, que consiste em passar água através de uma membrana com poro de 0,002–0,1 mícron sob uma certa pressão. Os sistemas de ultrafiltração de água permitem eliminar partículas suspensas maiores que 0,01 mícron (impurezas coloidais, bactérias, vírus, macromoléculas orgânicas) de líquidos aquosos de sistemas de abastecimento de água municipais e locais ( poços artesianos, poços, etc. - como no caso do uso de filtros para purificar a água do ferro).

A ultrafiltração de água é um método eficaz, não muito caro e ecologicamente correto de purificação de impurezas mecânicas submicrométricas. Os sistemas modernos de ultrafiltração de água utilizam fibras que consistem em poros de aproximadamente 0,01 mícron de tamanho.

– o processo de separação da membrana, bem como a concentração de soluções. O procedimento de ultrafiltração é realizado sob a influência da diferença de pressão anterior e posterior à sua instalação. A ultrafiltração é semelhante aos sistemas Osmose Inversa, inclusive em termos de design de hardware. Mas os requisitos para a remoção da solução concentrada da superfície da membrana são muito maiores. O esquema do processo em consideração, relativamente falando, está entre a filtração mecânica e a osmose reversa.

A aplicabilidade dos sistemas de ultrafiltração é muito mais ampla do que os sistemas de osmose reversa e filtros de remoção de ferro, porque a ultrafiltração permite resolver a questão do fracionamento (remoção seletiva de partículas). A ultrafiltração é usada para separar sistemas nos quais massa molecular os componentes dissolvidos são muito maiores que o peso molecular do solvente.

Ao testar a água, um sistema de ultrafiltração é utilizado nos casos em que o peso molecular de pelo menos um componente da mistura é 500 ou mais. Juntamente com os sistemas de osmose reversa, o princípio operacional da ultrafiltração é baseado na diferença de pressão. O processo de ultrafiltração ocorre a uma pressão de 0,1–1 MPa. Você também pode usar um sistema de amaciamento de água - ele permite que você alcance a melhor composição deste líquido.

As desvantagens de um sistema de ultrafiltração de água incluem: pequena gama tecnológica, pois o procedimento só é possível se todas as condições forem rigorosamente observadas (pressão, temperatura, composição do solvente, etc.); a impossibilidade de uso prolongado de membranas (1–3 anos) devido à formação de sedimentos na superfície, bem como nos próprios poros, com o que as membranas ficam obstruídas e reestruturadas.

Comparada à ultrafiltração, a purificação da água a partir do ferro é um procedimento mais econômico. A membrana utilizada nos sistemas de ultrafiltração de água bloqueia a passagem de partículas sólidas, bactérias, vírus, endotoxinas, etc., resultando em uma pureza muito elevada do líquido resultante. Este procedimento é amplamente utilizado para fins de purificação preliminar de águas superficiais e marítimas, tratamento biológico de águas municipais Águas Residuais.

As membranas de fibra oca permitem a ultrafiltração de água das seguintes maneiras:

“Fluxo cruzado” – o líquido é dividido em filtrado e concentrado, que é escoado para o ralo;

“Beco sem saída” - o procedimento de filtração pelas fibras é interrompido por lavagens diretas e/ou reversas, o que ajuda a reduzir o consumo de água.

O que um sistema de ultrafiltração de água proporciona no processo de tratamento de água?

Esclarecimento de água

Quando um novo desenvolvimento de limpeza aparece água potável Os principais critérios de avaliação são: as características da amostra obtida e o montante de recursos despendidos nesse processo. O sistema de ultrafiltração de água é bastante compacto, não requer manutenção complexa e alto consumo de reagentes químicos, fazendo com que a água clarificada resultante tenha baixo custo e excelente qualidade. Com a ultrafiltração, o custo da água é diretamente afetado pela potência de instalação do sistema e pela qualidade da matéria-prima.

Pequenas instalações comerciais (produtividade inferior a 100 m 3 / h) permitem a obtenção de água clarificada, cujo custo é de 1,5–3,5 rublos / m 3. E os grandes (com produtividade superior a 100 m 3 / h) são um indicador semelhante, cujos valores não excedem 0,5–2,0 rublos / m 3.

Vamos considerar as vantagens do uso de membranas de ultrafiltração em comparação com tecnologias alternativas:

baixa pressão operacional (1–2 atm) e alta eficiência de filtração ultrafina;

reduzir em cinco vezes o custo da água produzida;

design compacto, permitindo ocupar três vezes menos espaço;

requer muito menos reagentes (mais de 10 vezes);

permite reduzir pela metade o consumo de água;

Requer metade dos custos de energia;

sistema de automação simples;

permite obter cem por cento de remoção de sólidos em suspensão;

desinfeta quase completamente (removendo 99,99% de bactérias e vírus);

clarifica a água (reduz a turbidez e a cor);

remove perfeitamente o ferro e o manganês dos líquidos;

remove o silício coloidal e matéria orgânica;

promove limpeza ultrafina (grau de filtração 0,01 mícron);

preserva a composição salina do líquido aquoso;

permite reduzir os custos de capital para a construção de um edifício para acomodar novos equipamentos.

Desinfecção de água

A utilização de elementos padrão de um sistema de ultrafiltração de água permite eliminar 99,99% das bactérias e vírus, o que caracteriza este método como altamente tecnológico e eficaz. Em comparação com os métodos tradicionais de desinfecção (desinfecção ultravioleta, cloração, ozonização, dosagem de dióxido de cloro, etc.), a ultrafiltração promove a remoção física de microrganismos do líquido.

Isso se deve ao fato de que o tamanho dos poros da membrana usada no sistema de ultrafiltração é muito menor que o dos vírus e bactérias (vírus - 0,02-0,4 mícrons, bactérias - 0,4-1,0 mícrons, poro - 0,01 µm). Isto é, partículas de substâncias nocivas não podem vazar através desses pequenos orifícios na folha da membrana. Com a ultrafiltração, não há necessidade de cloração da água, e o procedimento de desinfecção é realizado antes do fornecimento da água para consumo.

Trabalhando com filtros de troca iônica

A utilização de filtros de troca iônica (especialmente no complexo energético e industrial) às vezes é acompanhada de algumas dificuldades. Durante o desenvolvimento de projetos de sistemas de filtragem de água, a estrutura granulométrica do líquido praticamente não é levada em consideração. Os filtros de pré-filtração de clarificação e microfiltração são eficazes para separar partículas suspensas cujo tamanho excede 1,0 mícron.

Partículas menores (0,1–1,0 µm) são bloqueadas usando resinas de troca iônica, mas o entupimento não pode ser evitado. O resultado é uma diminuição na dinâmica da troca iônica, bem como uma diminuição na eficácia dos efeitos das resinas. O processo pode ser evitado reduzindo a turbidez do líquido aquoso fonte abaixo de três unidades de turbidez nefelométrica (NTU). O uso de um sistema de ultrafiltração de água permite atingir uma turbidez de 0,1 NTU.

O processo de troca iônica pode ser complicado pelos colóides SiO 2 contidos no líquido aquoso (encontrados nas águas artesianas e fluviais). O início do processo de polimerização do SiO 2 (combinação de moléculas em longas cadeias) ocorre se o valor do pH for inferior a 7 (após a cationização do H). É muito difícil remover tais formações da superfície da resina: será necessária lavagem (longa e ineficaz) e restauração dos filtros de troca iônica.

Se você aplicar um sistema de ultrafiltração de água antes dos filtros especificados, poderá obter a remoção de 95% (em alguns casos mais de 98%) dos colóides SiO 2, evitando assim o “entupimento” dos trocadores de íons. As resinas também podem ficar “entupidas” devido ao aumento do número de bactérias, o que é muito importante para sistemas com áreas que não são tratadas com soluções químicas.

Há também casos em que válvulas, vedações e superfícies não tratadas que entram em contato com a água estão longe de atender às normas técnicas e sanitárias. A presença de certas condições nessas áreas (temperatura e nível de pH) tem um efeito positivo no aparecimento de microrganismos biológicos. O procedimento de ultrafiltração inibe significativamente o desenvolvimento deste processo na superfície da resina.

Trabalhando com filtros de osmose reversa

Para sistemas de osmose reversa, filtros de saco ou cartucho com classificação de filtração de 5 mícrons são geralmente usados como pré-filtros. Substituí-los por ultrafiltração reduzirá os custos operacionais, pois o tempo de uso aumentará.

Isto é explicado pela estabilização do índice SDI coloidal no nível 1-2 por novos módulos, o que reduzirá a frequência de lavagem e troca de membranas de osmose reversa.

Ao utilizar clarificadores e coagulantes na fase de pré-filtração da água antes da osmose reversa, deve-se selecionar cuidadosamente as substâncias que provocam processos de floculação e coagulação. A carga negativa das membranas de osmose reversa impossibilita o uso de floculantes catiônicos.

Floculantes aniônicos e não iônicos podem ser usados em doses mínimas. É muito difícil fazer a membrana voltar a funcionar depois de bloquear os poros com um floculante. Este problema não surge quando se utiliza um sistema de ultrafiltração de água.

Sistemas de ultrafiltração de água: vantagens e desvantagens

Vantagens da ultrafiltração:

O sistema de ultrafiltração é considerado o mais recente desenvolvimento, cujo interesse é cada vez maior não só pelos seus bons resultados de limpeza. As soluções em uma instalação de ultrafiltração não estão expostas a influências térmicas e químicas (em comparação com o procedimento de flotação de água), ou seja, com este método de purificação podem ser utilizadas soluções sensíveis à temperatura.

Os resultados de excelentes indicadores de eficiência e a energia gasta para obtê-los são verdadeiramente impressionantes (por exemplo, a destilação requer de 20 a 60% mais energia). A este respeito, a ultrafiltração é o método menos dispendioso. A sua utilização também permite obter um amolecimento altamente eficaz de líquidos aquosos.

Ao utilizar sistemas de ultrafiltração de água, é possível restaurar componentes valiosos contidos nas águas residuais (outros métodos são ineficazes para tais fins).

Os sistemas de ultrafiltração de água são equipados com membranas de material bastante durável, o que permite obter na saída uma solução de alta qualidade enriquecida com misturas. Aqui a qualidade dos equipamentos é condição fundamental. Os sistemas de ultrafiltração são amplamente utilizados para purificar águas naturais de baixa turbidez a partir de compostos orgânicos e microorganismos. Se houver contaminantes graves (bário, estrôncio, etc.), deverá ser utilizado um filtro de derivação.

Os sistemas de ultrafiltração são usados em vários campos. O método de limpeza de membrana considerado é o mais popular. Portanto, é utilizado após a utilização de filtros granulares e fibrosos.

O método de ultrafiltração permite separar a solução de fibras e partículas sólidas onde são utilizados sistemas de sorção e troca iônica.

A ultrafiltração de água também pode remover óleos da água. Para isso, também é utilizado um filtro AG, o que nem sempre é possível, pois opera em determinadas temperaturas.

Como qualquer projeto técnico, um sistema de ultrafiltração de água tem suas desvantagens. Estes incluem o acúmulo de sedimentos de hélio na superfície da membrana, o que impede maior filtração, uma vez que possui maior força de resistência hidráulica do que o tecido de ultrafiltração utilizado. Este fenômeno é chamado de polarização de concentração. A localização da concentração de sedimentos é determinada pelas propriedades físico-químicas da substância.

Existem as seguintes maneiras de resolver este problema:

fornecer a solução em modo pulsante por meio de uma bomba doseadora;

fornecer fluxo turbulento;

aumentar a taxa de fluxo do fluido de trabalho.

Como você pode perceber, o sistema de ultrafiltração de água possui características próprias, por isso é melhor recorrer a profissionais para selecioná-lo e instalá-lo. Existem muitas empresas no mercado russo que desenvolvem sistemas de tratamento de água. É muito difícil escolher um ou outro tipo de filtro de água sozinho, sem a ajuda de um profissional. E mais ainda, você não deve tentar instalar sozinho um sistema de tratamento de água, mesmo que tenha lido vários artigos na Internet e pareça que já descobriu.

É mais seguro contactar uma empresa instaladora de filtros que ofereça uma gama completa de serviços - consulta especializada, análise de água de poço ou poço, seleção de equipamentos adequados, entrega e ligação do sistema. Além disso, é importante que a empresa providencie a manutenção do filtro.

nossa empresa Biokit oferece uma ampla seleção de sistemas de osmose reversa, filtros de água e outros equipamentos que podem devolver a água da torneira às suas características naturais.

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Mayboroda A. B., Candidato em Ciências Químicas, Diretor Técnico, Fathercraft LLC

Katraeva I. V., Candidata em Ciências Técnicas, Professora Associada do Departamento de Ecologia e Gestão Ambiental e do Departamento de Abastecimento de Água e Saneamento, Universidade Estadual de Arquitetura e Engenharia Civil de Nizhny Novgorod (NNGASU)

Kolpakov M. V., Candidato em Ciências Técnicas, tecnólogo, Jurbi VoteTek LLC

O artigo apresenta os resultados de estudos sobre o pós-tratamento de águas residuais tratadas biologicamente a partir de íons fosfato e sólidos em suspensão utilizando ultrafiltração em combinação com coagulação. Para a ultrafiltração tangencial no modo “de fora para dentro”, foi utilizado um módulo de fibra oca da empresa russa Fathercraft LLC (Moscou) com membranas de fluoreto de polivinilideno (PVDF). A influência de parâmetros como pressão transmembrana e vazão da solução circulante no processo de filtração foi estudada. A pesquisa mostrou que a tecnologia proposta permite purificar quase completamente as águas residuais dos sólidos em suspensão e reduzir a concentração de fosfatos em 97%.

Palavras-chave: ultrafiltração, tratamento terciário de águas residuais, remoção de fosfato, remoção de sólidos suspensos

A entrada de quantidades excessivas de nutrientes (nitrogênio e fósforo) com águas residuais nas fontes de água superficiais leva à perturbação do estado dos ecossistemas aquáticos e ao desenvolvimento do processo de eutrofização dos corpos d'água. Para remover o excesso de fósforo de águas residuais que passaram por tratamento biológico profundo, o método físico-químico que utiliza vários coagulantes minerais é o mais utilizado. O precipitado contendo fosfatos é separado por sedimentação e filtração. A ultrafiltração proporciona um alto grau de purificação do filtrado e por isso é cada vez mais utilizada em esquemas tecnológicos de tratamento adicional de águas residuais.

No laboratório NNGASU, foram realizados estudos experimentais de pós-tratamento de águas residuais domésticas tratadas biologicamente após decantação secundária, utilizando tecnologia que incluía tratamento de reagentes e ultrafiltração com concentração da suspensão resultante. A utilização de membranas de ultrafiltração permite reter quase completamente as substâncias em suspensão e, como demonstraram testes anteriores, reduzir o número microbiano total na água tratada em 3-4 ordens de grandeza devido à retenção de bactérias, que, consequentemente, pode reduzir significativamente o consumo do reagente desinfetante. O diagrama e a aparência da instalação do laboratório são apresentados na Fig.

Arroz. 1. Aspecto e diagrama da instalação do laboratório: recipiente de 1 concentração; Bomba de 2 recirculações; Manômetro de 3 pressões; Medidor de vazão digital 4.9; Módulo de 5 membranas; Controlador de 6 automação; 7 bombas peristálticas com reverso; Sensor de 8 pressões; Filtrado de 10 capacidades.

A empresa russa Fazercraft LLC (Moscou) foi usada como módulo de membrana. Era um dispositivo com invólucro cilíndrico, dentro do qual era colocado um feixe de fibras ocas com parede porosa. Nas extremidades do aparelho, um feixe de fibras ocas foi fixado com composto epóxi. Especificações módulo de membrana são fornecidos na tabela. 1.

Tabela 1. Características técnicas do módulo de membrana

O hidroxicloreto de alumínio foi dosado nas águas residuais como coagulante, cuja dose em termos de Al2O3 foi de 20 mg/l. Para ajustar o pH, utilizou-se cal na dosagem de 2 mg CaO por 1 litro de água purificada. A suspensão resultante foi bombeada através de um circuito fechado através do revestimento do módulo de membrana usando uma bomba de circulação de vórtice, e o filtrado foi removido dos canais internos das fibras. Foi criado um vácuo na linha de filtrado por meio de uma bomba peristáltica, por meio da qual foi realizada a filtração. Durante o experimento, a pressão de filtração transmembrana (TMF f) foi alterada na faixa de 0,05÷0,25 bar. Após a adição do coagulante ao recipiente 1, a suspensão foi concentrada 20 vezes ao dia, em seguida o concentrado foi retirado do recipiente 1, uma nova porção de água do decantador secundário foi despejada nele e o processo de limpeza foi repetido.

Funcionou em modo de filtração tangencial “de fora para dentro”. Esta organização do processo foi escolhida para garantir o funcionamento estável do filtro sob condições de alto teor de sólidos suspensos na água tratada. A circulação da suspensão pelo invólucro do aparelho permite evitar um fenômeno tão negativo como o entupimento das pontas das fibras com sedimentos de lodo, que se observa durante a filtração “de dentro para fora”. A filtração foi realizada 24 horas por dia em modo cíclico (Fig. 2) sob o controle de um controlador de automação. O tempo de filtração (tf) foi de 20 min, o tempo de lavagem (tf) com o filtrado foi de 1 min, durante o experimento a pressão de lavagem transmembrana (TMPp) foi 0,05-0,1 bar maior que TMPf, a velocidade do fluxo tangencial do a suspensão no invólucro do aparelho (peso) foi alterada variando de 0,04 a 0,8 m/s. A faixa de peso especificada corresponde à faixa de valores do critério de Reynolds de 68 a 1360, portanto, o fluxo de fluido no revestimento do módulo de membrana ocorreu em modo laminar.

Figura 2. Operação cíclica do módulo de membrana (temperatura do líquido: +20 °C, peso = 0,14 m/s, TMDf = 0,2 bar, tf = 20 min, TMDp = 0,3 bar, tp = 1 min)

A variação da pressão de filtração mostrou que o fluxo do filtrado J aumenta com o aumento da pressão transmembranar de 0,05 para 0,2 bar (Fig. 3). Um aumento adicional no valor de TMDf não leva a um aumento em J, o que provavelmente se deve ao fato de que com o aumento da pressão transmembrana o sedimento na membrana é compactado e sua resistência hidráulica específica aumenta.

Arroz. 3. Dependência do fluxo específico do filtrado da pressão de filtração transmembrana (temperatura do líquido +20 °C, peso = 0,47 m/s)

O aumento da concentração da fase sólida na solução recirculante teve pouco efeito na taxa de filtração. Testes mostraram que a concentração da suspensão purificada com liberação de 95% do líquido no filtrado leva a uma queda no desempenho do módulo de membrana em apenas 10% (Figura 4). É possível que o impacto negativo do espessamento da suspensão tenha sido compensado por um aumento na sua temperatura: normalmente por dia (tempo de processamento de uma porção de águas residuais) a sua temperatura aumentou cerca de 10 graus (de +15 oC a +25 oC).

Arroz. 4. Mudança no fluxo de filtrado durante o dia após o início do processamento da próxima porção de águas residuais (testes do quarto dia de vida)

A variação da vazão de recirculação mostrou que, a uma pressão de filtração transmembranar fixa (0,2 bar), a vazão do filtrado diminui com a diminuição da vazão tangencial (Fig. 5). Isso se deve ao aumento da espessura da camada de sedimentos na membrana com uma diminuição na vazão movendo-se paralelamente à superfície do filtro. A redução da velocidade leva a uma redução nos custos de energia para a circulação de líquidos, mas ao mesmo tempo aumenta a área de membrana necessária e os custos de capital para a fabricação da instalação. Como segue da Fig. 5, uma diminuição no peso de 0,8 para 0,04 m/s (20 vezes) leva apenas a uma queda dupla no fluxo do filtrado. Isto sugere que a velocidade de fluxo tangencial ideal está na região wt< 0,05 м/с.

Arroz. 5. Dependência do fluxo específico do filtrado da velocidade do fluxo tangencial (temperatura do líquido: +20 °C, TMDf = 0,2 bar)

Os testes de vida foram realizados durante 10 dias. O funcionamento do módulo de membrana foi estável, como pode ser visto na figura abaixo. 6. Com os parâmetros estabelecidos, a vazão específica do filtrado J foi em média de 65 l/h∙m2.

Arroz. 6. Operação do módulo de membrana com os seguintes parâmetros definidos: peso = 0,6 m/s, TMDf = 0,2 bar, TMDp = 0,25 bar.

A análise química da água purificada foi realizada em laboratório certificado. Os dados sobre a concentração de fosfatos na água original e purificada são apresentados na Fig. 7, análise química para outros componentes - na tabela. 2.

Arroz. 7. Concentração de fosfatos na água que entra no tratamento final e no filtrado

Tabela 2. Composição das águas residuais iniciais e do filtrado após tratamento com membrana (testes do terceiro dia de vida)

*antes de adicionar coagulante

Fornece remoção quase completa de substâncias suspensas na água. Apesar da alta concentração do coagulante, não foi observado nenhum vazamento de alumínio no filtrado: todo o alumínio na forma de hidróxido e outros compostos insolúveis foi retido pela membrana. Ao contrário do alumínio, o ferro foi removido em apenas 20%. O comportamento do ferro durante o pós-tratamento de águas residuais difere do seu comportamento durante a ultrafiltração de águas naturais (superficiais e subterrâneas). Nas águas naturais predomina o hidróxido férrico coloidal, que é efetivamente retido por uma membrana de PVDF. Aparentemente, nas águas residuais, o ferro está presente na forma de compostos com ácidos orgânicos, e sua hidrólise requer um aumento significativo do pH.

Conclusões:

Testes de laboratório demonstraram que a tecnologia que combina coagulação e ultrafiltração utilizando membranas de PVDF pode ser usada para um pós-tratamento eficaz de águas residuais após tratamento biológico. A retenção de sólidos suspensos pelo módulo de membrana foi > 93% e a retenção de fosfatos foi de 97%. A concentração de alumínio no filtrado não excedeu 0,04 mg/l.
Foi determinado o valor da pressão ótima de filtração transmembrana (0,2 bar), que corresponde ao fluxo máximo do filtrado.
Um aumento na vazão de recirculação (vazão tangencial) leva a um aumento na vazão do filtrado, porém, com base em considerações técnicas e econômicas, a região de baixos valores de velocidade de vazão tangencial (menos de 0,05 m/s) é de maior interesse .
O módulo de membrana estudado operou de forma estável por dez dias com seleção de 95% do líquido para o filtrado, enquanto a concentração de impurezas a serem removidas (substâncias em suspensão, fosfatos, etc.) não teve efeito significativo em seu desempenho.

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Um método que vem ganhando cada vez mais popularidade na área de combate a microrganismos. Eficiente e método complexo desinfecção da água.

A ultrafiltração para desinfecção da água é relativa nova maneira, já que é conhecido há muito tempo. Apenas outros métodos - a desinfecção da água reagente e alguns métodos físicos de desinfecção da água são mais antigos. Mas também menos perfeito – sob alguns pontos de vista. Vamos começar com a definição.

A ultrafiltração é um método de purificação de água, desinfecção simultânea sem reagentes e clarificação da água. A ultrafiltração remove impurezas insolúveis da água.

O princípio da ultrafiltração em geral

O princípio da tecnologia de ultrafiltração é que a água é forçada através de uma barreira semipermeável sob uma certa pressão. Os buracos na barreira são menores em tamanho do que os vírus e outros contaminantes insolúveis. Conseqüentemente, tudo que é maior que vírus é eliminado.

Além disso, não devemos esquecer que o tratamento da água com radiação ultravioleta requer um preparo especial da água - o que não pode ser realizado na desinfecção por ultrafiltração.

O grau de filtração nas unidades de ultrafiltração varia. Isso varia de 0,01 mícron (dez milésimos de milímetro) a 0,001 mícron. Este indicador deve ser esclarecido no momento da compra. Portanto, se o fabricante afirma que a ultrafiltração que oferece remove todos os vírus da água e o tamanho dos poros é de 0,01 mícron, isso não é verdade. Existem também vírus menores. São necessários diâmetros de aproximadamente 0,005 mícrons para remover completamente os vírus.

Ou seja, a ultrafiltração é um método exclusivamente físico de purificação da água, sem o uso constante de reagentes químicos.

Além disso, se o fabricante disser que possui uma membrana de microfiltração (por exemplo, uma membrana de trilha) e remove vírus e esporos bacterianos, isso não é verdade. Porque os buracos na membrana de microfiltração são MAIORES que os esporos bacterianos e vírus. Os esporos bacterianos são removidos em uma membrana de ultrafiltração. E completamente.

Assim, a tecnologia de ultrafiltração desinfecta a água de forma mais eficaz do que a radiação ultravioleta. Além disso, para tratar água por ultrafiltração, não há necessidade de pré-condicionar seriamente a água. Um pré-filtro de 30 mícrons para purificação mecânica da água é suficiente.

A grande vantagem da tecnologia de ultrafiltração é que ela é uma tecnologia abrangente. E se a desinfecção química e a luz ultravioleta são responsáveis pela desinfecção e, até certo ponto, pela adesão das partículas, então a tecnologia de ultrafiltração, além da desinfecção, desempenha a função de clarificar a água. Ou seja, antes da limpeza a água estava turva e com bactérias, e depois estava límpida e desinfetada.

Existem dois grandes grupos de dispositivos de ultrafiltração.

Primeiro grupo - sistemas de bebida, que são instalados embaixo da pia da cozinha. A velocidade de purificação da água usando um sistema de ultrafiltração doméstico é geralmente de 2 a 3 litros por minuto, mas pode ser maior. Ou seja, a água é preparada na quantidade necessária para beber e cozinhar. Na maioria das vezes, os sistemas de bebida baseados em ultrafiltração são projetados como sistemas de osmose reversa de vários estágios. Os mesmos frascos, só que em vez de uma membrana de osmose existe uma membrana de ultrafiltração. E não há tanque de armazenamento.

Ou seja, o dispositivo não consiste em uma membrana de ultrafiltração nua, mas também em vários estágios de pré-purificação da água (na maioria das vezes). Ou seja, um sistema de ultrafiltração doméstico remove não apenas bactérias e vírus, mas também impurezas mecânicas, cloro e compostos orgânicos de cloro.

As membranas de ultrafiltração para sistemas de bebida podem ser cerâmicas ou orgânicas. Na maioria das vezes, eles são organizados de acordo com o tipo de fibras ocas, dentro das quais flui a água suja e a filtração ocorre de dentro para fora. As membranas cerâmicas são mais duráveis. Porém, ambos possuem recursos próprios, após os quais precisam ser substituídos. Também é necessário ficar atento ao indicador de recursos na hora de escolher um dispositivo.

Segundo grupo - sistemas de ultrafiltração de alta capacidade- a partir de 500 litros por hora. Esses sistemas são projetados para purificação de água para todo o país, casa de campo, apartamento, restaurante, produção. As instalações de ultrafiltração industrial podem ser organizadas como fibras ocas ou como bobinas espirais.

A ultrafiltração para uma casa ou apartamento pode ser usada não apenas para uma casa ou apartamento. Água limpa e desinfetada é necessária para muitas indústrias - para produção, para instituições médicas, para piscinas e assim por diante. Em qualquer um destes casos, são utilizados módulos de membrana quase idênticos.

É importante que o principal elemento de trabalho do aparelho de ultrafiltração - a membrana de ultrafiltração - exija desinfecção periódica. Se não for cerâmica. As bactérias adoram o material com que a membrana é feita e começam a comê-la. Bem, primeiro a membrana se transforma em microfiltração e depois em filtro mecânico regular.

Para evitar que isso aconteça, é necessária a desinfecção regular da membrana. A frequência da desinfecção das membranas é calculada por especialistas com base na análise bacteriana da água. A membrana cerâmica pode durar quase para sempre, pois não pode ser danificada por bactérias e pode ser facilmente lavada com detergentes agressivos. detergentes. Portanto, se possível, é melhor usar membranas cerâmicas de ultrafiltração.

Caso contrário, você precisará comparar as membranas orgânicas disponíveis entre si. E escolha a membrana mais produtiva e durável. Mesmo que seja mais caro, é mais lucrativo adquirir um que dure mais. Desta forma os custos económicos são muito mais baixos.

Portanto, a ultrafiltração é uma forma econômica e confiável de desinfetar a água.

Com base em materiais Seleção de filtros de água: http://voda.blox.ua/2008/06/Kak-vybrat-filtr-dlya-vody-20.html

30 12 730 3050/1000/2400 Defesa Aérea-UF-40 40 16 920 3400/1000/2400 Defesa Aérea-UF-50 50 20 1110 4050/1300/2400 Defesa Aérea-UF-60 60 24 1300 4400/1300/2400 Defesa Aérea-UF-70 70 28 1520 4750/1300/2400 Defesa Aérea-UF-80 80 32 1710 5100/1300/2400 Defesa Aérea-UF-90 90 36 1910 5400/1300/2400

Modelos de equipamentos

Finalidade da ultrafiltração de água

A ultrafiltração de água é usada para purificar líquidos de proteínas e compostos orgânicos de alto peso molecular. As instalações são capazes de reter parcialmente vírus e bactérias. É realizada a limpeza de impurezas mecânicas finamente dispersas.

As capacidades bastante amplas do método determinam sua ampla demanda em vários setores:

preparação de água de alimentação em instalações de amaciamento e osmose reversa (caldeiras, caldeiras, equipamentos de troca de carrocerias);
purificação do fluxo de água de fontes abertas de bactérias e vírus (preparação de água potável e de processo);
tratamento de águas residuais industriais.

A fase final do pós-tratamento após instalações de tratamento biológico.

Composição das unidades de ultrafiltração da série PVO-UF

Equipamento básico:	Equipamento
	01	02
Pré-filtro mecânico, 300 mícrons;	●	●	●
Dosagem de coagulante
Misturador estático;
Capacidade de contato;
Módulos de ultrafiltração;
Sistema automático de lavagem de membranas;
Estações de dosagem de reagentes de lavagem CEB
Bomba de retrolavagem;
Proteção da bomba contra operação em modo de funcionamento a seco;
Medidores de pressão de entrada e de trabalho com enchimento hidráulico;

Medidores visuais de vazão de água purificada e de enxágue;
Sistema para ajuste de parâmetros operacionais;
Sistema de atraso e partida suave da bomba;
Tubulações de trabalho em PVC-U / polipropileno;
Estrutura de aço com revestimento em pó;
Estrutura em aço inoxidável;
Válvulas de diafragma para controle de vazão;
Válvulas elétricas com acionamento manual para controle de vazão;
Estação dosadora de hipoclorito;
Painel para amostragem de água;
Sistema de controle automático da instalação baseado em controlador;
Gabinete de controle com painel de controle;
Controle de frequência de equipamentos de bombeamento;
Contador de produção de permeado;
Conjunto de sensores (funcionamento a seco, pressão de permeado, pressão diferencial no módulo, flutuador para o tanque)

Opções (a pedido):	Equipamento
	01	02	03
Sistema de controle avançado baseado em controlador industrial;		●
Sistema preparação preliminar fonte de água antes da instalação da ultrafiltração;
Despachar o processo de controle do equipamento com saída para o computador de um engenheiro de processo ou operador;
Recipientes com água limpa e/ou para enxágue;
Bomba de alimentação em aço inoxidável;
Reserva de equipamentos principais;
Sistema de descarga CIP;
Estação de dosagem para ajuste do nível de pH;
Unidade de adsorção;
Garantia estendida - 5 anos.

Projeto de módulos de ultrafiltração de água:

Como funciona a ultrafiltração

A ultrafiltração como classe refere-se a processos de separação de baromembranas. A força atuante é a diferença de pressão nos diferentes lados da partição do filtro (membrana).

Para evitar falhas rápidas no equipamento, a água que entra deve ser pré-tratada para remover pequenas impurezas mecânicas. Esta função é executada por um “filtro de sujeira” mecânico.

Se necessário, reagentes auxiliares - coagulantes e floculantes - são adicionados à linha de entrada. Com a ajuda deles, é possível reter partículas cujos tamanhos são menores que o diâmetro dos poros da membrana. A adição de reagentes à corrente provoca a formação de pequenos flocos. Impurezas coloidais e orgânicas que precisam ser removidas são fixadas na superfície dos flocos resultantes.

Periodicamente, para restabelecer o funcionamento da instalação, o módulo filtrante deve ser lavado. É realizado pelo fluxo reverso da água do coletor de permeado.

Quando se formam precipitados químicos fortes, são utilizados reagentes adicionais (ácido, alcalino ou hipoclorito de sódio). A solução de lavagem passa pela parte externa das fibras, lavando todos os contaminantes acumulados na linha de drenagem.

Projeto da unidade de ultrafiltração

O elemento principal de uma instalação de ultrafiltração é o módulo de filtro. Instalação de ultrafiltração implementada pela empresa, os módulos são fabricados com tecnologia Multibore®.

Um fluxo de água passa por um feixe de fibras multicanais. As fibras são feitas de poliéstersulfona. Uma característica especial deste material é a presença de pequenos poros estruturais com diâmetro de até 0,02 mícrons. Na verdade, as paredes das fibras são um filtro feito de uma membrana semipermeável.

O layout do módulo fornece orientação fluxo de entradaágua dentro do feixe de fibras. O processo de filtração ocorre de dentro para fora. Os contaminantes presos permanecem dentro dos canais. A água limpa (permeada) sai pelas paredes e é retirada da caixa.

Composição de uma unidade de ultrafiltração

Dependendo das condições de operação, dos requisitos de qualidade da água purificada e do nível de automação exigido, a composição dos principais elementos estruturais pode variar ligeiramente. A versão básica e padrão tem a seguinte composição:

bloco de módulos de filtro;
bloco reagente (dosagem de soluções coagulantes e floculantes);
pré-filtro;
unidade de lavagem automática;
unidade de controle automático;
tubulações e acessórios para tubulações.

Adicionalmente, a pedido do cliente, ou se necessário, o equipamento da instalação pode ser ampliado. Além disso, a composição inclui:

tanque de armazenamento para coleta de filtrado;
bomba injetora na linha de entrada;
equipamentos de controle e medição (o número e a finalidade funcional dos dispositivos determinam o grau de automação do sistema).

A vantagem da ultrafiltração

Produção na Federação Russa.
. Pagamento parcelado.
. Possibilidade de utilização em sistemas complexos de purificação de água.
. Frete grátis.
. Ampla gama de modelos.
. Longo período de operação.
. Garantia de 5 anos.
. Compacidade.
. Possibilidade de automação total.
. Design modular, possibilidade de aumento de produtividade.
. Baixo consumo de energia.
. Baixo consumo de água.
. 100% de remoção de sólidos suspensos.
. Removendo bactérias e vírus da água.
. Purificação de água com alta turbidez e cor.
. Remoção de compostos orgânicos de alto peso molecular.
. Integração com sistemas de controle existentes.
. O mais alto nível de purificação entre todas as tecnologias de clarificação.
. Testes preliminares individuais (testes piloto).

A eficácia dos equipamentos oferecidos pela SPC Promvodochistka é confirmada pelos resultados do seu trabalho grande quantidade implementou e opera com sucesso instalações em toda a Rússia.

Opções de layout tecnológico

As instalações de ultrafiltração da SPC PromVodOchistka podem ser utilizadas em processos tecnológicos de complexidade variada. Dependendo da qualidade da água recebida, o layout das etapas do processo de purificação pode ser realizado de diversas maneiras:

Opção 1:

limpeza mecânica áspera;
ultrafiltração.

É usado para purificar a água proveniente de um poço. O fluxo de entrada é caracterizado por um alto teor de sólidos suspensos, enquanto outros parâmetros estão dentro dos limites normais.

opção 2:

limpeza mecânica áspera;
filtração mecânica através de uma camada de material inerte;
ultrafiltração;
filtração através de uma camada de material de sorção.

Um esquema semelhante é usado no tratamento de água com alto teor de compostos de ferro, sólidos em suspensão e alta turbidez. É usado para purificar a água retirada de fontes abertas de captação de água.

opção 3

limpeza mecânica áspera;
ultrafiltração;
amaciamento da água.

A principal área de aplicação é a água de fontes superficiais com alto teor de sais de magnésio e cálcio.

opção 4

limpeza mecânica áspera;
ultrafiltração;
filtração através de uma camada de material de sorção;
tratamento em unidades de osmose reversa.

O objetivo principal é o tratamento de águas com alto teor de íons de metais pesados e que superem os indicadores organolépticos regulamentados. Ao mesmo tempo, pode ser realizada a remoção de sólidos suspensos, sais de ferro, cálcio e magnésio.

As possibilidades de utilização de instalações de ultrafiltração não se limitam às opções acima. Ao entrar em contato com o SPC PromVodOchistka, especialistas do departamento de design irão ajudá-lo a selecionar todo o ciclo tecnológico de tratamento com equipamentos de membrana para quaisquer condições.

A ultrafiltração é um processo de membrana que ocupa uma posição intermediária entre a microfiltração e a nanofiltração. As membranas para ultrafiltração têm tamanhos de poros de 0,05 mícrons (o tamanho mínimo dos poros das membranas de microfiltração) a 10 nm (o tamanho máximo dos poros das membranas de nanofiltração).

A principal área de aplicação da ultrafiltração é a separação de substâncias macromoleculares de soluções, enquanto o limite mínimo de solutos liberados corresponde a massas moleculares de vários milhares de Daltons. Para a separação de compostos orgânicos dissolvidos com peso molecular de várias centenas a vários milhares de Daltons ( Sim) utiliza um processo de membrana - nanofiltração. As membranas de ultrafiltração são porosas, portanto a retenção de partículas é determinada principalmente pela forma e tamanho dos poros. O transporte de solvente neste caso é diretamente proporcional à pressão aplicada. Com micro e ultrafiltração, ocorrem os mesmos fenômenos de membrana e o mesmo princípio de separação é produzido.

No entanto, as membranas de ultrafiltração, diferentemente das membranas de microfiltração, possuem uma estrutura assimétrica. Neste caso, a resistência hidrodinâmica é determinada por uma pequena fração da espessura total da membrana para ultrafiltração de água, enquanto na microfiltração, aparentemente, toda a espessura da membrana contribui para a resistência hidrodinâmica. A espessura da camada superior da membrana de ultrafiltração não é, via de regra, superior a 1 mícron.

Seção transversal da membrana de polissulfona de ultrafiltração sob um microscópio eletrônico (x 10.000)

Aplicação industrial tecnologias de ultrafiltração - fracionamento de macromoléculas: moléculas grandes são retidas pela membrana, enquanto moléculas pequenas, juntamente com moléculas de solvente, passam livremente pela membrana. Para selecionar membranas de ultrafiltração, os fabricantes usam o conceito de “ponto de corte” de peso molecular. Porém, além do peso molecular, a seletividade das membranas de ultrafiltração é significativamente influenciada pelo fenômeno da polarização da concentração. Por exemplo, uma membrana de ultrafiltração com corte de 40 KSim completamente permeável ao citocromo com peso molecular de 14,4 KSim. Além disso, numa mistura de citocromo e albumina (67 KSim) tanto a albumina quanto uma porção significativa do citocromo serão retidas. A razão para este fenômeno é a polarização da concentração. A membrana é impermeável à albumina, que forma uma camada adicional na superfície da membrana que atua como uma membrana dinâmica que retém o citocromo. Vários solutos, como macromoléculas lineares (polietilenoglicol, dextrano, etc.) ou proteínas globulares, afetam significativamente as características de corte da membrana durante a ultrafiltração. Portanto, ao apoiar membranas de ultrafiltração para diversos processos tecnológicos, é necessário levar em consideração a influência da polarização da concentração e da distribuição dos pesos moleculares, característica da maioria dos polímeros.

A ultrafiltração é amplamente utilizada na indústria e em laboratórios para resolver problemas associados à separação de compostos de alto e baixo peso molecular. Isto é tratamento de águas residuais empresas industriais, separação e concentração de produtos em alimentos e produção de laticínios, extração de compostos de alto peso molecular (HMCs) em química e industria têxtil, metalurgia, na indústria do couro, bem como na produção de papel.

Para resolver os problemas existentes no tratamento de águas residuais de metais pesados para baixas concentrações de concentrações máximas permitidas, foram criadas várias instalações de tratamento modernas que permitem a purificação de água industrial de sólidos suspensos, metais pesados, produtos petrolíferos, surfactantes sintéticos (surfactantes) e outros Substâncias nocivas. A operação das estações de tratamento baseia-se em novas tecnologias de purificação de água: eletroflotação e ultrafiltração.

Esquema tecnológico para tratamento de águas residuais por ultrafiltração

Acima está um esquema tecnológico para tratamento de águas residuais da produção galvânica com posterior lançamento de água purificada na rede de esgoto, ou abastecimento a uma instalação de osmose reversa para dessalinização na criação de um abastecimento de água reciclada para o empreendimento. Este sistema limpeza industrialágua é recomendada para uso no projeto de novas instalações de tratamento ou na reconstrução de sistemas de tratamento de águas residuais existentes para melhorar seu segurança ambiental e eficiência económica.

Uma tecnologia semelhante de purificação de água foi implementada com sucesso em várias instalações de tratamento de indústrias de galvanoplastia na Federação Russa. A tecnologia prevê o tratamento de águas residuais ácido-base e contendo cromo em cadeias tecnológicas independentes. A tecnologia fornece purificação profunda de águas residuais de metais pesados até um nível de 0,005 mg/l, sólidos suspensos e produtos petrolíferos até um nível de 0,01-0,05 mg/l. Recomendado para instalações de tratamento recém-construídas em regiões com padrões rigorosos de MPC.

Instalação de ultrafiltraçãoà base de cerâmica com produtividade de 2,5 m 3 / hora

As tecnologias apresentadas encontraram aplicação em instalações modulares, modulares em bloco e pré-fabricadas. Várias modificações de plantas modulares foram desenvolvidas dependendo da composição das águas residuais e das condições climáticas.

As estações modulares de purificação de água com capacidade de 0,1 a 50 m 3 /h atendem aos modernos padrões de higiene e são projetadas para purificação de água industrial de acordo com os requisitos de concentrações máximas permitidas para reservatórios pesqueiros.

A ultrafiltração é um processo de membrana localizado entre a microfiltração e a nanofiltração. As membranas de ultrafiltração têm um diâmetro de poro de 0,005-0,2 mícrons e permitem a retenção de partículas coloidais e altamente dispersas, macromoléculas com um limite de peso molecular inferior de até vários milhares, microrganismos e algas. É apresentada uma tabela comparativa das capacidades de filtragem de vários processos de membrana (a tabela foi preparada por especialistas da Universidade Técnica Química Russa D.I. Mendeleev).

A ultrafiltração é forçar o líquido através de uma membrana semipermeável, que é permeável a íons e pequenas moléculas e, ao mesmo tempo, impermeável a partículas coloidais e macromoléculas. A ultrafiltração de soluções contendo moléculas BMC (sistemas altamente dispersos), em contraste com a ultrafiltração de sóis, é chamada de filtração molecular. A ultrafiltração pode ser considerada como hiperfiltração, onde a membrana permite a passagem apenas de moléculas de solvente, ou como diálise sob pressão. No primeiro caso, o processo de membrana é geralmente denominado osmose reversa.

Características de algumas membranas de ultrafiltração

Empresa- fabricante (um país)	Marca da membrana	Materiais membranas	Trabalhando pressão, MPa	Permeabilidade G· 10 3, m 3 /(m 2 horas)	Substâncias detidas		Seletividade %
Empresa- fabricante (um país)	Marca da membrana	Materiais membranas	Trabalhando pressão, MPa	Permeabilidade G· 10 3, m 3 /(m 2 horas)	molecular peso	Nome	Seletividade %
"Amico" (EUA)		Polieletrólito complexo				Rafinose
						Mioglobina
						Dextrano T10
						Albume
						Quimotripsinogênio
						Aldolaza


						Apoferritina
						Globulina 19S
"Millipore" (EUA)




"Deitsel" (Japão)		Copolímeros acrilonitrila

As membranas para ultrafiltração são geralmente feitas na forma de cartuchos cilíndricos ou placas de materiais inorgânicos microporosos, mas na maioria das vezes de polímeros sintéticos (poliamidas, polissulfonas, polietersulfonas, PVDF etc.). O tamanho máximo das partículas moleculares (partículas) que passam pela membrana varia de vários mícrons a centésimos de mícrons. A seletividade (capacidade de separação) das membranas depende de suas propriedades físico-químicas e estrutura, da composição do meio filtrado, pressão, temperatura e outros fatores.

A ultrafiltração como método de purificação de água, concentração de águas residuais e/ou fracionamento de BMCs e sistemas multicomponentes é amplamente utilizada na produção industrial. Os ultrafiltros são utilizados para purificar água de poluentes iônicos e não iônicos, solventes orgânicos, óleo diesel e óleos, separação de misturas de proteínas (extração de fosfolipídios de concentrado de fosfatídeo), produção de vitaminas e enzimas. A ultrafiltração é utilizada para análises microbiológicas e de dispersão, bem como para análise da poluição do ar e da água proveniente de resíduos domésticos e industriais.

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