Мембранні системи для підготовки води та очищення стічних вод
Мембранні технології застосовують у процесах, де необхідно ефективно відокремити забруднення, забезпечити потрібну якість води або селективно вилучити окремі компоненти з технологічного потоку.
Правильно підібрана технологія дає змогу повторно використовувати воду у виробництві, повертати цінні компоненти до технологічного циклу та готувати середовище до подальших стадій оброблення.
Основні напрями застосування мембранних систем
- підготовка технологічної води;
- очищення промислових стічних вод;
- повторне використання та рециркуляція води;
- концентрування та вилучення цінних компонентів із технологічних потоків;
- доочищення стічних вод перед скиданням або повторним використанням;
- очищення складних високозабруднених стічних вод і фільтратів, зокрема фільтратів полігонів та потоків після анаеробного зброджування;
- модернізація наявних технологічних процесів із впровадженням мембранних технологій для зменшення споживання енергії й реагентів та оптимізації експлуатаційних витрат.
Типові технологічні середовища
- промислові стічні води підприємств:
- молочної галузі;
- харчової промисловості;
- виробництва напоїв;
- металургійної промисловості;
- гірничодобувної галузі;
- фармацевтичної промисловості;
- нафтопереробної галузі;
- хімічної та нафтохімічної промисловості;
- целюлозно-паперової промисловості;
- комунальні стічні води;
- фільтрати полігонів;
- дигестат та інші потоки після анаеробного зброджування;
- технологічна вода;
- технологічні конденсати;
- потоки з високим вмістом органічних речовин;
- високомінералізовані потоки.
Мембранні технології, що застосовуються в системах ESMIL
Вибір мембранної технології залежить від складу та властивостей середовища, необхідної якості очищеної води, вимог до селективності розділення та цільових показників процесу. Залежно від конкретного застосування в системах ESMIL використовуються такі технології.
Мікрофільтрація (MF)
Мікрофільтрація забезпечує видалення завислих речовин, твердих частинок, бактерій та інших порівняно великих забруднень.
Технологію застосовують для підготовки води, очищення стічних вод і концентрування технологічних потоків, а також як стадію попереднього оброблення перед ультрафільтрацією, нанофільтрацією або зворотним осмосом.
Суперфільтрація та ультрафільтрація (SF/UF)
Суперфільтрація та ультрафільтрація дають змогу видаляти завислі речовини, колоїдні частинки, бактерії, більшість вірусів та органічні макромолекули. Ці технології відрізняються діапазоном розділення, тому конкретне рішення підбирають відповідно до складу середовища та вимог технологічного процесу.
SF та UF застосовують для підготовки води, концентрування окремих компонентів і доочищення стічних вод, а також як попередню стадію перед нанофільтрацією та зворотним осмосом.
Нанофільтрація (NF)
Нанофільтрація – це процес селективного мембранного розділення, який дає змогу видаляти частину розчинених солей, органічних сполук і барвників, зберігаючи у потоці окремі мінеральні компоненти.
У поєднанні з іншими мембранними процесами та за належного підбору робочих параметрів нанофільтрацію можна використовувати для вибіркового розділення, вилучення та концентрування цільових компонентів.
Основні сфери застосування NF – пом’якшення води, очищення промислових стічних вод, демінералізація технологічних потоків і вилучення цінних компонентів.
Зворотний осмос (RO)
Зворотний осмос забезпечує високоефективне видалення розчинених речовин, зокрема солей, важких металів та органічних сполук.
Технологію застосовують для отримання води високої якості, повторного використання води, концентрування технологічних потоків і зниження рівня їх мінералізації.
VSEP® – вібраційна мембранна фільтрація
Технологія VSEP® (Vibratory Shear Enhanced Processing) використовує вібрацію мембранного пакета для створення високих зсувних напружень поблизу поверхні мембрани. Це зменшує інтенсивність утворення шару забруднень і дає змогу підтримувати стабільну продуктивність фільтрації під час роботи зі складними середовищами.
У системах VSEP® можуть застосовуватися мембрани UF, NF або RO. Технологія призначена, зокрема, для оброблення складних стічних вод із високим вмістом завислих речовин, органічних сполук, жирів та олив.
Електродеіонізація (EDI)
Електродеіонізація забезпечує безперервне видалення іонізованих домішок із води за допомогою іонообмінних мембран, іонообмінних матеріалів та електричного поля.
Технологію найчастіше застосовують для фінішного доочищення пермеату після зворотного осмосу та отримання води дуже високої чистоти.
Спеціалізовані мембрани
Для середовищ зі складним складом, схильних до інтенсивного забруднення мембран, а також для процесів із підвищеними вимогами до хімічної, механічної або термічної стійкості ESMIL підбирає спеціалізовані мембранні матеріали.
Залежно від особливостей конкретного застосування використовуються:
- цвітеріонні мембрани;
- керамічні мембрани;
- мембрани з нержавної сталі;
- модифіковані ультрафільтраційні мембрани (UF).
Як ми проєктуємо мембранні системи
Кожен виробничий процес має власні технологічні умови, тому проєктування мембранної системи розпочинається з аналізу середовища та чіткого визначення цілей оброблення.
Особливу увагу фахівці ESMIL приділяють системам попереднього оброблення середовища (pretreatment). Саме правильно спроєктована попередня підготовка значною мірою визначає стабільність роботи мембранної установки, частоту її очищення, строк служби мембран та рівень експлуатаційних витрат.
На основі отриманих даних ми підбираємо мембранну технологію, конфігурацію системи та оптимальні робочі параметри. Такий підхід дає змогу врахувати реальні умови експлуатації, забезпечити необхідні технологічні показники та знайти оптимальний баланс між капітальними й експлуатаційними витратами.
Перевірка технології перед промисловим впровадженням
Склад і властивості технологічного середовища безпосередньо впливають на ефективність розділення, продуктивність мембран, їхню схильність до забруднення та необхідні режими очищення. Тому розроблення системи для складних промислових застосувань ми розпочинаємо з лабораторних досліджень і пілотних випробувань.
Випробування на реальному технологічному середовищі дають змогу:
- перевірити ефективність обраної технології;
- підтвердити необхідний ступінь розділення;
- визначити робочі параметри процесу;
- оцінити схильність мембран до забруднення;
- підібрати режими промивання та очищення;
- оптимізувати конфігурацію промислової установки.
Такий підхід знижує інвестиційні й технологічні ризики, підтверджує досяжність запланованих показників та дає змогу оптимізувати систему ще до її промислового впровадження.
Після підтвердження технологічного рішення ми переходимо до проєктування та виготовлення мембранної системи, адаптованої до вимог процесу й технічних умов конкретного об’єкта.
Етапи реалізації проєкту
ESMIL комплексно реалізує мембранні проєкти — від лабораторних досліджень і пілотних випробувань до введення установки в експлуатацію та подальшого технічного супроводу.
- Аналіз середовища та лабораторні дослідження
Визначаємо склад і характеристики технологічного середовища, формулюємо цілі оброблення та перевіряємо можливі технологічні рішення. - Пілотні випробування
Випробовуємо обрану технологію на реальному середовищі з використанням промислових мембранних модулів та визначаємо оптимальні робочі параметри. - Індивідуальне проєктування установки
Розробляємо технологічну схему та конфігурацію системи, визначаємо її робочі параметри, підбираємо обладнання для попереднього оброблення, засоби автоматизації та систему CIP. - Виготовлення системи
Виготовляємо комплексну мембранну установку в контейнерному або корпусному виконанні, на технологічній рамі чи для безпосереднього монтажу на об’єкті. - Інтеграція та введення в експлуатацію
Інтегруємо обладнання в технологічну схему підприємства, виконуємо пусконалагоджувальні роботи та оптимізуємо параметри системи в реальних умовах експлуатації. - Навчання персоналу та технічний супровід
Навчаємо персонал замовника правилам експлуатації системи та забезпечуємо подальшу технічну й сервісну підтримку.
Конфігурація мембранної системи
Кожну мембранну установку ESMIL проєктують як комплексне рішення, підготовлене до інтеграції в технологічний процес замовника.
Залежно від вимог конкретного застосування до складу системи можуть входити:
- обладнання для попереднього оброблення середовища;
- мембранні модулі;
- насосне обладнання;
- контрольно-вимірювальні прилади;
- система автоматичного керування;
- система безрозбірного хімічного очищення мембран (CIP);
- трубопроводи, арматура та інше допоміжне обладнання.
Мембранна система може бути виконана у форматі:
- контейнерного модуля;
- модуля у склопластиковому корпусі (GRP);
- установки на технологічній рамі (skid);
- комплекту обладнання для безпосереднього монтажу на об’єкті.
Конфігурацію та формат виконання підбираємо індивідуально — з урахуванням технічних умов об’єкта, доступної площі, особливостей інтеграції та вимог технологічного процесу.
Чому ESMIL
- власне виробництво обладнання;
- власна лабораторія та дослідно-конструкторський центр;
- лабораторні дослідження й пілотні випробування на реальному технологічному середовищі;
- індивідуальне проєктування відповідно до складу середовища та цілей процесу;
- розроблення комплексних систем попереднього оброблення;
- повний цикл реалізації проєкту — від досліджень до введення установки в експлуатацію;
- досвід реалізації мембранних проєктів для різних галузей промисловості;
- наявність ключових компонентів на складі;
- оперативне сервісне обслуговування та технічний супровід.
