Reverzná osmóza, nanofiltrácia, ultrafiltrácia a mikrofiltrácia pre procesnú vodu, deionizovanú vodu, ultračistú vodu a opätovné využitie vody.
Nechajte si navrhnúť membránovú stanicu
Maksim Neubauer
Vedúci oddelenia medzinárodného projektového rozvoja
Čo sú membránové procesy v úprave vody?
Membránové procesy sú fyzikálne separačné procesy používané pri priemyselnej úprave vody a čistenie odpadových vôd. V závislosti od typu membrány a separačných vlastností je možné z vody zachytiť častice, koloidy, mikroorganizmy, organické zlúčeniny alebo rozpustené soli.
Pri membránovej filtrácii preteká voda cez selektívnu membránu. To, ktoré látky sa zachytia, závisí od veľkosti pórov, štruktúry membrány, náboja, prevádzkového tlaku a vlastností látok obsiahnutých v vode.
Mikrofiltrácia a ultrafiltrácia odstraňujú najmä častice, tuhé látky, koloidy, makromolekuly a mikroorganizmy. Pomocou nanofiltrácie a reverznej osmózy je možné ďalej zadržať rozpustené ióny, látky spôsobujúce tvrdosť a soli.
Membránové procesy oddeľujú zložky vody na základe ich veľkosti, náboja alebo rozpustnosti. Mikrofiltrácia a ultrafiltrácia odstraňujú predovšetkým nerozpustené látky a koloidy, zatiaľ čo nanofiltrácia a reverzná osmóza dokážu zadržať aj rozpustené ióny a soli.
Aké membránové procesy existujú?
Voľba medzi mikrofiltráciou, ultrafiltráciou, nanofiltráciou a reverznou osmózou závisí od toho, ktoré látky sa majú zadržať a aká kvalita vody je požadovaná v permeáte.
mikrofiltrácia
Mikrofiltrácia slúži najmä na odstraňovanie suspendovaných látok, častíc a mikroorganizmov z procesných a odpadových vôd.
- Oddelenie tuhých látok
- čistenie odpadových vôd
- Úprava procesnej vody
- Ošetrenie emulziou
- Predúprava ďalších membránových stupňov
ultrafiltrácia
Ultrafiltrácia oddeľuje jemnejšie častice, koloidy, makromolekuly a mikroorganizmy. Často sa používa ako predúprava pred reverznej osmózou alebo nanofiltráciou.
- Predúprava RO a NF
- Opätovné použitie vody
- procesná voda
- čistenie odpadových vôd
- Odstraňovanie koloidov a biologického zaťaženia
nanofiltrácia
Nanofiltrácia sa z hľadiska svojej separačnej schopnosti nachádza medzi ultrafiltráciou a reverznej osmózou. Je vhodná najmä na selektívne zadržiavanie viacvalentných iónov, látiek zodpovedných za tvrdosť a väčších rozpustených organických molekúl.
- zmäkčenie
- Čiastočné odsolovanie
- Redukcia síranov
- Selektívna separácia iónov
- Opätovné použitie vody
- Organické oddeľovanie látok
reverzná osmóza
Reversná osmóza umožňuje v podstate úplné zadržanie rozpustených solí, iónov a ďalších rozpustených zložiek vody a využíva sa na odsolovanie, prípravu procesnej vody a opätovné využitie vody.
- Odsolovanie
- Výroba procesnej vody
- VE voda
- čistá voda
- Recyklácia odpadových vôd
- Opätovné použitie vody
Technické porovnanie RO, NF, UF a MF
Štyri membránové procesy sa od seba líšia predovšetkým svojimi separačnými vlastnosťami a skupinami látok, ktoré daná membrána zadržiava.
| Postup | Typická úloha na delenie | Typické zadržané látky | Typické použitie |
|---|---|---|---|
| MF | Oddelenie tuhých látok a častíc | Častice, suspendované látky a mikroorganizmy | Odpadová voda, procesná voda a predfiltrácia |
| UF | Separácia koloidov a makromolekúl | Koloidy, najjemnejšie tuhé častice, makromolekuly a mikroorganizmy | Predúprava RO a opätovné využitie vody |
| NF | Selektívne čiastočné odsoľovanie | Viacvalentné ióny, látky spôsobujúce tvrdosť a väčšie rozpustené organické molekuly | Zmäkčovanie, redukcia síranov a čiastočné odsoľovanie |
| RO | Rozsiahla odsolovanie | Rozpustené soli, ióny a mnohé ďalšie rozpustené zložky vody | Deionizovaná voda, ultračistá voda a recyklácia vody |
To, aký membránový proces sa použije, nezávisí len od požadovanej kvality vody. Rozhodujúce sú okrem toho aj zloženie surovej vody, riziko zanášania a usadzovania vodného kameňa, prietok, požadovaná výťažnosť, kvalita permeátu a spracovanie alebo likvidácia vzniknutého koncentrátu.
Naše membránové zariadenia na priemyselnú úpravu vody a čistenie odpadových vôd
Spoločnosť ALMAWATECH ponúka membránové zariadenia na odsoľovanie, čiastočné odsoľovanie, oddeľovanie tuhých látok, výrobu deionizovanej vody a recykláciu vody. Membránové procesy, predúprava a prevádzkové podmienky sa prispôsobujú konkrétnemu projektu na základe analýzy vody, prietoku a požadovanej kvality permeátu.
Proces ALMA OSMO
Systém ALMA OSMO Process je plne automatizovaná priemyselná reverzná osmóza určená na úpravu procesnej vody a predčistených odpadových vôd. V závislosti od konkrétneho projektu môže byť vyhotovená aj ako nanofiltračná stanica.
Jednostupňové alebo viacstupňové koncepcie zariadení, ako aj predúpravy, ako je zmäkčovanie, ultrafiltrácia a dávkovanie antiskalantov, je možné integrovať do celkového zariadenia .
- Recyklácia procesnej vody
- Opätovné využitie odpadových vôd
- Opätovné použitie vody
- Odsolovanie
- Nanofiltrácia a čiastočná demineralizácia
- Viacstupňové systémy reverznej osmózy
- Stupne koncentrátu alebo permeátu
ALMA OSMO VE
Zariadenie ALMA OSMO VE je určené na výrobu plne demineralizovanej vody a ultračistej vody pre priemyselné výrobné procesy.
V závislosti od požadovanej kvality vody je možné kombinovať reverznú osmózu so zmäkčovaním, UV žiarením, iónovou výmenou, zmiešaným lôžkom alebo EDI.
- VE voda
- čistá voda
- Voda na napájanie kotla
- Výrobná voda
- Aplikácie v farmaceutickom a elektronickom priemysle
- Citlivé priemyselné procesy
ALMA MEM MF/UF
ALMA MEM MF/UF je modulárne mikrofiltračné alebo ultrafiltračné zariadenie určené pre priemyselné procesné a odpadové vody.
V závislosti od úlohy separácie sa používajú keramické alebo organické membrány. Systém môže byť vyhotovený ako zariadenie typu cross-flow alebo dead-end a môže slúžiť ako predúprava pre systémy RO alebo NF.
- Oddelenie tuhých látok
- Odstraňovanie koloidov
- procesná voda
- čistenie odpadových vôd
- Opätovné použitie vody
- Predúprava pred RO alebo NF
- Cross-Flow alebo Dead-End
ALMA BHU BiosS-Treat
Systém ALMA BHU BiosS-Treat je integrovaný systém úpravy vody pre veľké prietoky. Koncepcia zariadenia kombinuje viacero fáz úpravy až po záverečnú reverznej osmózy.
Tento postup je vhodný najmä na získavanie technickej a prevádzkovej vody z povrchových vôd, riečnej vody alebo vhodných priemyselných vodných tokov.
- Veľké zariadenia na opätovné využitie vody
- Povrchové a riečne vody
- Získavanie procesnej vody
- chladiaca voda
- Voda na napájanie kotla
- Biologicky aktivovaná filtrácia
- reverzná osmóza
Nechajte si navrhnúť membránovú inštaláciu:
Maksim Neubauer
Vedúci oddelenia medzinárodného projektového rozvoja
Ktorý produkt spoločnosti ALMAWATECH je vhodný pre ktorú aplikáciu?
Výber vhodného membránového zariadenia závisí od kvality surovej vody, požadovanej kvality permeátu, prietoku a úlohy separácie. Nasledujúci prehľad uvádza typické prípady použitia a systémy ALMAWATECH, ktoré sa na ne často hodia.
| východisková situácia | Často vhodné riešenie |
|---|---|
| Získavanie procesnej vody z predčistených odpadových vôd | Proces ALMA OSMO |
| Znížiť vysokú vodivosť alebo obsah soli | Proces ALMA OSMO |
| Cielené znižovanie tvrdosti alebo viacvalentných iónov | Proces ALMA OSMO ako nanofiltrácia |
| Výroba deionizovanej vody alebo ultračistej vody | ALMA OSMO VE |
| Odstránenie častíc a koloidov pred reverznou osmózou | ALMA MEM UF |
| Separácia tuhých látok alebo emulzií pomocou membrány | ALMA MEM MF/UF |
| Veľký prietok povrchovej vody pre procesnú vodu | ALMA BHU BiosS-Treat |
| Opätovné využitie vody s viacerými stupňami úpravy | ALMA OSMO Process alebo ALMA BHU BiosS-Treat |
Prečo je predúprava v membránových zariadeniach taká dôležitá?
Membrány citlivo reagujú na častice, látky spôsobujúce tvrdosť, organické znečistenia, biologickú aktivitu a ťažko rozpustné soli. Vhodná predúprava je preto rozhodujúca pre stabilnú a ekonomickú prevádzku.
Čo znižuje vhodná predúprava?
- Nánosy
- Škálovanie
- Ucpanie membrány
- Potreba čistenia
- Frekvencia CIP
- Opotrebenie membrány
- Prerušenia prevádzky
Typické postupy predúpravy
- preosievanie
- mikrofiltrácia
- ultrafiltrácia
- zmäkčenie
- Zrážanie a flokulácia
- biofiltrácia
- aktívne uhlie
- Úprava pH
- Dávkovanie antiscalantu
Predúprava sa prispôsobuje konkrétnemu projektu s ohľadom na surovú vodu, membránový proces a požadovanú výťažnosť. Cieľom je minimalizovať zanášanie a usadzovanie vodného kameňa, vytvoriť stabilné prevádzkové podmienky a maximalizovať životnosť membrán.
Kombinácia reverznej osmózy s ultrafiltráciou
Často používanou kombináciou postupov v priemyselných zariadeniach na opätovné využitie vody je spojenie ultrafiltrácie s následnou reverznou osmózou.
Úloha ultrafiltrácie
Predchádzajúci krok: ultrafiltrácia najskôr odstraňuje častice, koloidy a mikroorganizmy a tým znižuje obsah tuhých látok a koloidov v nasledujúcom membránovom stupni.
Úloha reverznej osmózy
Následný proces ALMA OSMO Process následne redukuje rozpustené soli, ióny a ďalšie rozpustené zložky vody a vytvára permeát určený na opätovné použitie.
Typické využitie permeátu
Opätovné využitie vody pomocou membránových technológií
Membránové procesy sú kľúčovou súčasťou priemyselných koncepcií opätovného využívania vody. V závislosti od kvality surovej vody je možné kombinovať biologické, chemicko-fyzikálne a membránové procesy s cieľom opätovne využiť upravenú odpadovú vodu ako technickú alebo prevádzkovú vodu.
Biologická predúprava + UF + RO
V prípade priemyselných odpadových vôd s organickým zaťažením sa môže najskôr vykonať biologické čistenie. Následná ultrafiltrácia odstraňuje tuhé látky a koloidy, a až potom reverzná osmóza znižuje obsah rozpustených solí.
Chemicko-fyzikálna predúprava + NF / RO
V prípade iných vodných tokov je možné ako predúpravu použiť zrážanie, flokuláciu, filtráciu alebo zmäkčenie. Následne sa čiastočné, resp. úplné odsolovanie vykonáva pomocou nanofiltrácie alebo reverznej osmózy.
Referencie pre membránové zariadenia
3M, Burgkirchen, Nemecko
Viacstupňová membránová jednotka ako pilotná inštalácia integrovaná do kontajnera s technickým zariadením s výkonom 2 m³/h.
EEW, Helmstedt, Nemecko
Recyklácia vody z chladiacej veže pomocou ultrafiltrácie a reverznej osmózy s prietokom 25 m³/h.
NBG Fiber, Gmünd, Rakúsko
Zariadenie na výrobu ultračistej vody s zmäkčovaním, reverznou osmózou, membránovým odplyňovaním a EDI s výkonom 2 m³/h.
Nemecké centrum pre letectvo a kozmonautiku
Zariadenie na reverznú osmózu s výkonom 10 m³/h pre výskumnú stanicu GARS O’Higgins v Antarktíde.
Deaxo, Drážďany, Nemecko
Redundantne konštruovaná systém reverznej osmózy s UV dezinfekciou a zmiešaným lôžkovým filtrom.
Typické priemyselné aplikácie
Membránové procesy sa využívajú v mnohých priemyselných odvetviach, ak ide o úpravu procesnej vody, opätovné využitie odpadovej vody alebo zabezpečenie požadovanej kvality vody pre výrobné procesy .
Chemický priemysel
Odsolovanie, opätovné využitie vody a úprava procesných a odpadových vôd.
Kovopriemysel a priemysel povrchových úprav
Odsolovanie, recyklácia a odstraňovanie častíc a rozpustených látok.
Potravinársky a nápojový priemysel
Procesná voda, čistiaca voda a opätovné využitie vody.
Farmaceutický a kozmetický priemysel
Výroba procesnej vody a vody najvyššej čistoty v stanovených kvalitných triedach.
Energetika a technika elektrární
Deionizovaná voda, napájacia voda pre kotly a úprava vody z obehového systému.
Papierenský a celulózový priemysel
Opätovné využitie vody, úprava procesnej vody a odsoľovanie.
Elektronický a high-tech priemysel
Voda s nízkymi obsahmi nečistôt a ultračistá voda pre citlivé výrobné procesy.
Recyklácia a likvidácia odpadu
Čistenie komplexných tokov odpadových vôd a spätné získavanie využiteľných frakcií vody.
Aké údaje potrebujeme na dimenzovanie membránového zariadenia?
Na výber a dimenzovanie systému reverznej osmózy, nanofiltrácie, ultrafiltrácie alebo mikrofiltrácie potrebujeme, okrem prietoku najmä relevantnú analýzu vody a údaje o požadovanej kvalite permeátu.
Typické konštrukčné údaje
- Priemerný prietok
- Maximálny prietok
- teplota
- hodnota pH
- vodivosť
- TDS
- Vápnik
- Horčík
- Sodík
- Chlorid
- Sulfát
- Hydrogénuhličitan / alkalita
- silikát
- Železo
- Mangán
- Bárium
- Stroncium
- CSB
- TOC
- obsah tuhých látok
- zakalenie
- SDI
- Požadovaná kvalita permeátu
- Požadovaný výnos
- Existujúca predúprava
- Plánované využitie permeátu
Pri dimenzovaní membránového zariadenia nie sú rozhodujúce len objemový prietok a požadovaná kvalita permeátu. Obzvlášť dôležité sú soľná matica, látky spôsobujúce tvrdosť, obsah organických látok, tuhé častice, ako aj náchylnosť surovej vody k znečisteniu a usadzovaniu vodného kameňa.
Ktorý membránový systém je vhodný pre vašu vodu?
Zašlite nám výsledky analýzy vody, údaje o prietoku a požadovanú kvalitu permeátu. Naši technici na základe týchto údajov posúdia, ktorý membránový proces alebo aká kombinácia procesov je pre vašu aplikáciu technicky a ekonomicky vhodná.
V závislosti od kvality vody môže byť vhodným riešením aj kombinácia viacerých membránových procesov alebo dodatočných fáz predúpravy.
Nechajte si navrhnúť membránovú stanicuProjektovanie a výstavba membránovej prevádzky
Technická dokumentácia a technické listy k našim membránovým zariadeniam
Fotografie membránových zariadení
Často kladené otázky týkajúce sa membránových zariadení
Ktorý membránový systém je vhodný pre moju vodu?
Výber vhodného membránového postupu závisí od zložiek vody a požadovanej kvality výstupnej vody. Na odstraňovanie tuhých látok a koloidov sa často používa mikrofiltrácia alebo ultrafiltrácia. Na čiastočné odsolovanie a selektívne oddeľovanie iónov môže byť vhodná nanofiltrácia, zatiaľ čo reverzná osmóza sa používa v prípadoch, keď je potrebné rozsiahle odsolovanie.
Na spoľahlivý výber sú potrebné najmä analýza vody, prietok, požadovaný výťažok a cieľová kvalita.
Kedy je nanofiltrácia vhodnejšia ako reverzná osmóza?
Nanofiltrácia môže byť vhodná v prípade, že nie je potrebné úplné odsolenie a cieľom je selektívne znížiť obsah viacvalentných iónov, látok spôsobujúcich tvrdosť alebo určitých väčších rozpustených organických látok.
Typickými aplikáciami sú zmäkčovanie, čiastočná demineralizácia a redukcia obsahu síranov. Na výrazné zníženie celkového obsahu solí je však spravidla vhodnejšia reverzná osmóza.
Je možné integrovať membránovú jednotku do existujúceho systému úpravy vody?
Áno. Membránové stupne sa často dajú integrovať do existujúcich zariadení na úpravu vody a čistenie odpadových vôd. Typickými príkladmi sú ultrafiltrácia pred existujúcim systémom reverznej osmózy, dodatočný stupeň reverznej osmózy na zlepšenie kvality permeátu alebo stupeň nanofiltrácie na selektívne čiastočné odsolovanie.
Rozhodujúce sú existujúca predúprava, hydraulické rezervy a kvalita prívodnej vody.
Aký výťažok môže dosiahnuť zariadenie na reverznú osmózu?
Dosiahnuteľná výťažnosť závisí od konkrétneho projektu a ovplyvňujú ju okrem iného obsah soli, látky spôsobujúce tvrdosť, silikáty, náchylnosť k usadzovaniu vodného kameňa, teplota a zapojenie zariadenia. Pre priemyselné zariadenia preto nemá zmysel uvádzať paušálnu hodnotu.
Pri dimenzovaní sa zvolí technicky a ekonomicky primeraný výťažok tak, aby bolo dosiahnuté rovnovážne súlad medzi zaťažením membrány, množstvom koncentrátu a prevádzkovou stabilitou.
Ako je možné obmedziť zanášanie v membránových zariadeniach?
Nánosy sa obmedzujú predovšetkým vhodnou predúpravou, správnym výberom membrány a kontrolovanými prevádzkovými podmienkami. V závislosti od kvality vody môže byť napríklad potrebná filtrácia, ultrafiltrácia, aktívne uhlie, biologická úprava alebo chemicko-fyzikálna predúprava.
Okrem toho je dôležité monitorovať tlak, prietok a kvalitu permeátu, ako aj čistenie membrán podľa potreby.
Ako sa zabraňuje usadzovaniu vodného kameňa pri reverznej osmóze a nanofiltrácii?
K usadzovaniu vodného kameňa dochádza, keď ťažko rozpustné soli v koncentráte prekročia svoju hranicu rozpustnosti. Toto riziko sa pri projektovaní posudzuje na základe analýzy vody a plánovanej výťažnosti.
Medzi možné opatrenia patrí zmäkčovanie, úprava pH, dávkovanie antiskalantu, prispôsobená miera spätného získavania a prípadne aj ďalšie etapy predúpravy.
Čo sa stane s koncentrátom z zariadenia na reverznú osmózu?
Koncentrát vznikajúci pri RO alebo NF obsahuje zadržané soli a zložky vody vo zvýšenej koncentrácii. V závislosti od miesta a zloženia môže byť vypúšťaný, ďalej spracovávaný alebo vedený do ďalšieho stupňa koncentrácie.
Spracovanie koncentrátu by sa malo zohľadniť už pri projektovaní zariadenia, keďže môže výrazne ovplyvniť celkovú hospodárnosť koncepcie opätovného využívania vody.
Je možné použiť systém reverznej osmózy na recykláciu vody?
Áno. Reverzná osmóza je bežne používaný postup v priemyselných zariadeniach na opätovné využitie vody, ak je po predúprave potrebné znížiť najmä obsah rozpustených solí a iónov.
Vytvorený permeát sa môže v závislosti od požadovanej kvality použiť napríklad ako procesná voda, voda na čistenie, chladiaca voda alebo napájacia voda do kotla.
Kedy je vhodné použiť ultrafiltráciu pred reverznou osmózou?
Ultrafiltrácia je užitočná najmä vtedy, ak prívodná voda obsahuje častice, koloidy alebo zvýšenú mikrobiologickú záťaž. Stabilizuje kvalitu vody pred reverznou osmózou a tým môže znížiť riziko zanášania systému reverznej osmózy.
Pre priemyselné zariadenia na opätovné využitie vody je preto kombinácia UF a RO často technicky vhodným riešením.
Ako sa pomocou membránovej technológie vyrába deionizovaná voda alebo ultračistá voda?
V prípade vody pre elektrárne sa na výrazné zníženie obsahu rozpustených solí často najskôr používa reverzná osmóza. Ak je potrebná ešte nižšia vodivosť, môže nasledovať dodatočná fáza čistenia.
Na tento účel je možné v závislosti od požiadaviek na kvalitu použiť napríklad iónové výmenníky alebo EDI.
Naše membránové zariadenia
ALMA MEM MF/UF
Mikrofiltračné a ultrafiltračné zariadenie s organickými alebo keramickými membránami na úpravu odpadových vôd a procesných vôd.
ALMA OSMO VE
Kompaktné a modulárne zariadenia na reverznú osmózu s organickými membránami na výrobu ultračistej vody pre kritické výrobné procesy.
Proces ALMA OSMO
Invertná osmóza, v prípade potreby vo viacfázovom prevedení, na úpravu odpadových vôd a procesnej vody na vnútropodnikové opätovné použitie.
ALMA BHU BiosS-Treat
Patentovaná technológia BiosS-Treat kombinuje fázu zrážania pomocou biologicky aktívneho uhlíka (
) s následnou biologicky aktívnou filtráciou a reverznou osmózou.
Kedykoľvek sa na nás môžete obrátiť!
Maksim Neubauer
Vedúci oddelenia medzinárodného projektového rozvoja