Метод нанофильтрации
Нанофильтрация воды занимает промежуточное положение между обратным осмосом и ультрафильтрацией, характеризуется низкой селективностью солей по одновалентным ионам и высокой селективностью по двух - и поливалентными ионами, для частичного обессоливания воды, с глубоким извлечением органических веществ.
Срок эксплуатации нанофильтрационных элементов 3 - 6 лет.
Технология нанофильтрации воды
Нанофильтрация воды позволяет полностью удалить из воды заряженные частицы, многовалентные ионы: марганец, железо, фосфаты, кальций, медь, магний, свинец, ртуть и другие тяжёлые металлы. Нанофильтрационные мембранные элементы очень чувствительны к хлору.
Установки нанофильтрации воды серии MWT используются для обессоливания, получения технической воды в промышленности для таких нужд, как:
- промывка оборудования;
- производство продукции, обработка технологических жидких сред в пищевой промышленности (вина, соки, молочная сыворотка и т.д.);
- технологических процессов в химической промышленности;
- в котельных и системах отопления, для снижения образования накипи, отложений;
- водоснабжение медицинских учреждений, фармацевтических компаниях, нефтеперерабатывающей промышленности;
- для очистки опасных для окружающей среды сточных вод промышленных производств;
- водоснабжение населенных пунктов;
- умягчение воды с повышенными показателями жесткости воды.
Сравнительные характеристики оборудования нанофильтрации "MWT NF"
|
Производитель мембранного элемента |
Диаметр |
Длина |
Рабочее давление, бар |
Площадь, м2 |
Производительность, м3/сутки |
|
Filmtec NF270-2540 |
50 |
1010 |
4,80 |
2,60 |
3,20 |
|
Filmtec NF270-4040 |
101 |
1010 |
4,80 |
7,60 |
9,50 |
|
Filmtec NF270-400 |
203 |
1010 |
4,80 |
37,00 |
55,60 |
|
Toray SU-610 |
101 |
1010 |
3,50 |
6,80 |
4,50 |
|
Toray SU-620 |
203 |
1010 |
3,50 |
28,00 |
18,00 |
|
Hydranautics ESNA1-4040 |
101 |
1010 |
5,20 |
7,90 |
8,00 |
|
Hydranautics ESNA1-LF |
203 |
1010 |
5,20 |
37,10 |
31,00 |
Селективность нанофильтрационных мембранных элементов
|
Ионы |
Степень извлечения загрязняющих веществ,% |
|
Ca |
94 |
|
Mg |
93 |
|
Fe (III) |
98 |
|
Al |
97 |
|
Сульфаты |
97 |
|
Фосфаты |
93 |
|
Бикарбонаты |
55 |
|
Силикаты |
90-95 |
|
Хлориды |
40-60 |
|
Общий органический углерод |
90 |
|
ХПК |
50-70 |
|
ПАВ (анионные и неионогенные) |
90-95 |
|
Цветность (красители) |
95 |
Таблица баромембранных процессов
|
Баромембранный процесс |
Размер, мкм |
Давление, бар |
Баромембранные элементы |
|
|
Материал |
Конфигурация |
|||
|
МФ |
3,0 – 0,02 |
< 2,0 |
Керамика, PP, ПВДФ, фторопласт, лавсан |
Трубчатые, половолоконные, рулонные, трубчатые |
|
УФ |
0,2 - 0,02 |
< 10 |
Керамика, полисульфон , ацетат целлюлозы, PP, ПВДФ |
Трубчатые, половолоконные, рулонные, трубчатые |
|
НФ |
0,01-0,001 |
6,0 – 37,0 |
Керамика, полисульфон , ацетат целюлозы |
Трубчатые, половолоконные, рулонные, трубчатые |
|
ОО |
0,001-0,0001 |
7,0 – 70,0 |
Полисульфон , ацетат целюлозы |
Половолоконные, рулонные, плоскорамные |
Гальваническое, пищевое, фармацевтическое производство
В производстве мембранных элементов нанофильтрации воды, применяются полимерные материалы обладающие химической, механической стойкостью, высокой селективностью по органическим соединениям, поливалентным, с высоким коэффициентом отбора воды, органического растворителя.
Три основных класса:
- сшитые силиконовые каучуки;
- полисульфоны, полиамиды;
- ПТИСП.
Нанофильтрация органических, неводных сред применяется для концентрации, с молекулярной массой от 200 до 1400 .
В процессе нанофильтрации выделяют из раствора компоненты, с использованием электронейтральных и заряженных пористых мембран.
Нанофильтрация воды в производстве растительного масла заменяет энергоемкий процесс дистилляционного выделения растворителя - гексана. Целесообразно применять нанофильтрацию на стадии предварительной концентрации растительного масла, с извлечением свободных жирных кислот, без использования органических растворителей.
Использованием нанофильтрации органических сред, в производстве лекарственных препаратов многостадийного химического синтеза. При смене растворителей проводят несколько процессов нанофильтрации, с удалением до 95% входящего органического растворителя.
Химия для нанофильтрации
При нанофильтрационной очистке воды снижается потребность в реагентах. Они уже не нужны, как при многих других методиках, для удаления из водного объёма сторонних примесей. Химия для нанофильтрации — это прежде всего соединения, которые используют для обслуживания фильтрующих мембран.
Востребованная группа таких реагентов используется для того, чтобы регенерировать и консервировать мембраны. При этом сами химические соединения могут различаться по функциям:
- Щелочная отмывка проводится с помощью гидроксида натрия, также возможно использование фосфонатов, поверхностно активных веществ. Цель состоит в том, чтобы удалить загрязнения органического и неорганического происхождения.
- Отмывка при помощи кислот также позволяет удалить различные загрязнения. Обычно растворы кислот подбирают таким образом, чтобы не допустить чрезмерного воздействия на материал мембраны.
- Другая группа реагентов — это биоциды. Такое название получила химия для нанофильтрации, основная цель которой — удалить плёнки биологического происхождения, продезинфицировать мембраны. Биоциды могут быть:
- окисляющими — как следует из названия, со свойствами окислителя, обычно производятся на основе кислот;
- неокисляющими — сложнее в производстве, выпускаются на основе одного или нескольких сложных органических соединений.
Один из ключевых ориентиров при подборе реагентов для нанофильтрации воды — это их экологическая безопасность. Подразумевается, что составы должны не только справиться со своими функциями (регенерация, консервация, дезинфекция), но и по возможности подвергнуться полному биологическому распаду в окружающей среде.
