Промывка ультрафильтрационного модуля.
Общее описание процесса.

Системы ультрафильтрации

Описание последовательности обратной промывки.

По мере накопления твердых частиц на поверхности мембраны модуля HYDRAcap® пропорционально возрастает трансмембранное давление (ТМД). Во многих случаях скопившиеся твердые вещества или загрязнения можно удалить физическим и/или химическим путем. Процесс физического удаления загрязнений известен как обратная промывка. Обратная промывка – это многоступенчатый процесс, который может выполняться с применением или без применения химикатов (хлор, перекись водорода, гидроксид натрия или лимонная кислота). Очень часто рабочие характеристики всей системы непосредственно зависят от параметров циклов обратной промывки. Если какой-либо этап последовательности обратной промывки не оптимизирован или циклы обратной промывки проводятся недостаточно часто, трансмембранное давление (ТМД) возрастет. ТМД будет увеличиваться медленно в течение одной или двух недель (0,13 бар(2 ф/кв.д.) в неделю). Но после некоторого периода времени ТМД возрастает очень резко, обычно это происходит после того, как ТМД достигает 1 бар (15 ф/кв.д.) Для поддержания стабильной работы системы и обеспечения регенерации необходимо оптимизировать каждый из перечисленных ниже этапов обратной промывки:


  • Этап 1. Наддув воздуха
  • Этап 2. Прямая промывка
  • Этап 3. Обратная промывка вниз
  • Этап 4. Обратная промывка вверх
  • Этап 5. Очистка в щелочном растворе или наддув воздуха
  • Этап 6. Обратная промывка вверх

Наддув воздуха.

Несмотря на то, что наддув воздуха является одним из этапов обратной промывки, продолжительный контакт с воздухом нежелателен. Продолжительность контакта с воздухом определяется временем, необходимым для слива воды из коллектора исходной воды и увеличения давления в верхнем подающем коллекторе до 1 бара (15 ф/кв.д.) плюс 5 сек. время выдержки. Hydranautics определила, что использование не содержащего масел воздуха под давлением на различных этапах последовательности обратной промывки значительно повышает эффективность всего процесса обратной промывки. В некоторых системах не разрешается использовать воздух и в таких случаях читатель может не принимать во внимание сказанное выше. Следует отметить, что в конструкции систем, использующих наддув воздуха, должны быть предусмотрены меры против возникновения гидравлического удара.

Прямая промывка.

Для прямой промывки обычно используется исходная вода, хотя некоторые системы используют фильтрат с расходом не менее 40 галлон/мин на модуль, в результате чего очищаются загрязненные волокна и создается эффект сдвига, при котором удаляются загрязнения, осевшие на поверхности мембраны.

Обратная промывка вниз и обратная промывка вверх.

Этапы 3 и 4 в последовательности обратной промывки являются собственно «обратной промывкой». На этих двух этапах фильтрат закачивается под давлением со стороны выхода фильтрата и проникает при высокой интенсивности потока (175 –200 гфд) (галлон/фут2/день) через мембрану на сторону исходной воды, фактически являясь обратным рабочим потоком и удаляя загрязнения внутри мембраны. На третьем этапе смытые обратной промывкой загрязнения выходят через нижний впускной штуцер, а на этапе четыре – через верхний впускной штуцер.

Очистка в щелочном растворе.

Вымачивание происходит, когда химические реагенты вводятся в раствор фильтрата для обратной промывки. Такой тип обратной промывки обычно называется химически усиленной обратной промывкой (СЕВ). В течение некоторого времени допускается присутствие химического раствора, использовавшегося для обратной промывки, в неработающем модуле (модулях). При очень сильном загрязнении этап споласкивания модифицируется таким образом, что раствор, оставшийся в модуле способствует удалению загрязнений. Из верхнего подающего коллектора сливают воду и подают через него воздух, не содержащий масел, под давлением 1 бар (15 ф/кв.д.). Проходя внутрь модуля, воздух расширяет волокна (2 –3%), при этом осажденные загрязнения легко удаляются.

Обратная промывка вверх.

Последний этап в процессе обратной промывки является повторением четвертого этапа, но его продолжительность вдвое больше. Если при обратной промывке вводились химические реагенты, то может возникнуть необходимость удалить их, заменив этот этап комбинацией этапов 2 и 3, а затем в конце цикла провести финальную обратную промывку вверх. Остаточная концентрация химических веществ после СЕВ обычно достаточно мала, но в некоторых случаях требуется полное удаление любых остатков химикатов.

Продолжительность прямого фильтрования, объем воды для обратной промывки и интенсивность потока - все эти факторы оказывают влияние на регенерацию и размер системы. Идеальная система работала бы с большой интенсивностью потока, низкой частотой обратных промывок и минимальным потреблением фильтрата для обратной промывки. Оптимизация этапов обратной промывки позволяет приблизиться к идеальной системе. После оптимизации обратной промывки иногда возможно значительно увеличить продолжительность прямого фильтрования, интенсивность потока и таким образом повысить степень регенерации системы.

Оптимизация обратной промывки – повторяющийся процесс и может оказаться достаточно длительной процедурой. Чтобы определить оптимальную эффективность обратной промывки необходимо изменять много параметров. Но оптимальные параметры обратной промывки определяются для каждого конкретного местоположения, поэтому приведенная здесь информация является только общей стратегией оптимизации последовательности обратной промывки. Оптимизированные параметры обратной промывки, полученные в результате проведенных опытных исследований, следует использовать как отправную точку или пользоваться данными Таблицы-руководства Hydranautics по выбору технологической конструкции.

Проведение оптимизации обратной промывки требует выполнения следующих требований:

По крайней мере, на одном модуле в стойке должна быть прозрачная ПВХ трубка, соединяющая все впускные штуцеры и штуцеры фильтрата с их соответствующими коллекторами.

Возможность изменения параметров обратной промывки с помощью ПЛК или контроллера.

Непрерывная работа системы в течение не менее 12 час.

Рабочий цикл системы только в режиме подачи снизу.

Ниже описаны этапы оптимизации процесса обратной промывки, что в конечном итоге способствует повышению рабочих характеристик установки.

Предварительные установки.

Перед оптимизацией необходимо предварительно проследить рабочие характеристики процесса обратной промывки.

Сначала дайте система поработать 3 –4 часа, выполните обратную промывку и проконтролируйте цвет и наличие твердых частиц в прозрачном участке на каждой ПХВ трубке. Поскольку это качественный подход к оптимизации, необходимо создать точку отсчета или базовое значение для оттенков цвета и количества твердых веществ в конце (когда в трубке нет потока) каждого этапа процесса обратной промывки. Например, можно взять произвольную шкалу от 1 до 5 (1 соответствует отсутствию цвета/твердых частиц и 5 – очень насыщенный цвет и много твердых частиц) для показателей цвета и наличия твердых частиц. После каждой попытки оптимизации будет необходимо дать качественную оценку относительному уменьшению интенсивности цвета и содержания твердых частиц на каждом из этапов обратной промывки. Используя произвольную шкалу отметьте значение «прозрачности» для каждого этапа обратной промывки.

Рассчитайте ТМД через две минуты после цикла обратной промывки. Несмотря на то, что ТМД является количественным подходом к определению эффективности процесса обратной промывки, зачастую он является недостаточно точным, в таком коротком отрезке времени, для проведения необходимых корректировок для оптимизации параметров обратной промывки. Расчеты дают только справочную величину, хотя могут оказаться полезными для случаев сильного загрязнения.

Все публикации

Все публикации по ультрафильтрации

Вверх