Мембранный картридж обратного осмоса

Что такое мембранная фильтрация и как она работает?
Мембранная фильтрация — это процесс очистки воды, который очищает нефильтрованную воду, пропуская ее через пористую или полупроницаемую мембрану. Эта мембрана работает как сетчатая дверь, которая пропускает молекулы воздуха, блокируя при этом вредителей и все, что больше, чем отверстия в сетчатой ​​дверце. Точно так же мембрана фильтра блокирует прохождение через нее ионов, нежелательных молекул и более крупных частиц в воде (в зависимости от размера пор мембраны) и пропускает молекулы воды.

Наиболее распространенными вариантами мембран на рынке являются мембраны обратного осмоса (RO), мембраны ультрафильтрации (UF) и мембраны нанофильтрации (NF), причем все они подходят к мембранной фильтрации немного по-разному.
Обратный осмос оказывает давление на полупроницаемую мембрану, улавливая растворенные неорганические соединения и позволяя молекулам воды проходить через нее. Он разделяет воду на два пути.
Ультрафильтрация не отделяет воду, как мембрана обратного осмоса. Это просто фильтр тонкой очистки от твердых частиц или осадка. При механической фильтрации частицы размером до 0,025 микрон не могут пройти через ультрафильтрационную мембрану.
Мембранная технология нанофильтрации работает аналогично обратному осмосу, за исключением того, что фильтрация не такая качественная.

Почему предварительная фильтрация важна для мембраны обратного осмоса?
Мембраны RO-фильтров невероятно деликатны. Они подвержены повреждению крупными частицами, микробами и другими загрязнениями и примесями. Это означает, что если исходная вода, поступающая в системы обратного осмоса, не фильтруется или не «процеживается» для удаления осадка до того, как достигнет мембраны, песок, грязь, ржавчина, ил и другие частицы могут разрушить ее или нанести дорогостоящий ущерб.
Когда мембрана повреждена, может потребоваться увеличение приложенного давления, что увеличивает затраты на электроэнергию. Дополнительные затраты могут возникнуть из-за частой уборки, использования химикатов, труда и простоев. Кроме того, недостаточно предварительно отфильтрованная или непрофильтрованная вода может привести к чрезмерному образованию накипи и загрязнению мембраны, что приведет к неудовлетворительному производству воды, дорогостоящим и преждевременным заменам, а также незапланированным простоям производства. К счастью, оптимальная предварительная фильтрация поможет вам избежать подобных ситуаций.
Предварительная фильтрация — это жизненно важный шаг по обеспечению безопасности и защитному обслуживанию для защиты ваших мембран обратного осмоса. Вероятно, именно поэтому Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) требует предварительной фильтрации обратного осмоса в пищевой промышленности и производстве напитков, а также в процессах, в которых используется вода для инъекций, например, в фармацевтическом производстве.

Предварительная фильтрация может применяться к каждой мембранной установке или системе мембранной фильтрации. Но как именно предварительная фильтрация помогает защитить мембраны?
Предварительная фильтрация защищает мембрану фильтра от накипи и загрязнения.
Предварительная фильтрация является наиболее важной частью бесперебойной работы установки обратного осмоса – после мембран обратного осмоса. Этот жизненно важный процесс помогает предотвратить образование накипи и загрязнение мембраны, тем самым поддерживая ее производительность и эффективность, а также продлевая срок ее службы.
Загрязнение мембраны является широко распространенной проблемой в RO-фильтрах. Это часто начинается, когда нежелательные материалы в питательной воде осаждаются, откладываются и накапливаются на поверхности мембраны или в порах мембраны, постепенно закупоривая поры и уменьшая поток воды по всему блоку.

Загрязнения, загрязняющие мембрану обратного осмоса, можно разделить на следующие категории:
Частицы/накипь (глина, ил, частицы, кальций, магний, барий, алюмосиликаты)
Биологический/Микробиологический (бактерии, слизь, водоросли)
Органические (масло, н-гексан, гуминовая кислота, флювовая кислота, белок)
Другие материалы (коагулянты, моющие средства, биоциды)
Последствия загрязнения мембраны обычно включают плохое качество воды, резкие запахи, плесень и скопление твердых частиц по краям мембраны. Способность фильтров предварительной очистки отфильтровывать взвешенные частицы, коллоиды и более крупные органические вещества, вызывающие окрашивание, помогает определить производительность и долговечность любого оборудования обратного осмоса и, в частности, высокопроизводительных установок.

Предварительная фильтрация удаляет бактерии, предотвращая биозагрязнение мембран.
Биологическое обрастание происходит, когда микроорганизмы, растения, водоросли или другие биологические загрязнители размножаются на поверхностях и порах фильтрующих мембран или в них. Эти биологические загрязнения имеют тенденцию процветать в теплых средах с низкими скоростями потока. Они могут прикрепляться к мембране и размножаться, выделяя защитное вещество, известное как внеклеточное полимерное вещество (ЭПС).
В совокупности микроорганизмы и ЭПС образуют слизистый слой геля, известный как биопленка. Биопленка обладает особыми химическими свойствами, которые делают ее устойчивой к стандартным методам очистки, таким как обратная промывка или применение биоцидов, таких как хлор.
Исправить биозагрязнение мембран может быть непросто. В некоторых случаях им может потребоваться замена. Со временем биозагрязненная мембрана будет ограничивать поток воды с одной стороны мембраны на другую, на это указывает более значительный перепад давления между сырьем и концентратом, снижение потока через мембрану, большее потребление давления и более высокая энергия. расходы.
Размер бактерий варьируется от 0,2 до 2 микрон в ширину или диаметр и от 1 до 10 микрон в длину для несферических видов, поэтому 1-микронный предварительный фильтр удалит большинство бактерий и цист в воды, где биообрастание является проблемой.

Предварительная фильтрация защищает мембрану фильтра от хлора и других токсичных химикатов.
Мембраны обратного осмоса подвержены повреждению не только из-за отложений в исходной воде. Эти мембраны также уязвимы к воздействию свободного хлора. Хлор является сильным окислителем и разрушает химические связи полимерных мембран, что может привести к снижению производительности из-за деградации мембраны. Было обнаружено, что длительное воздействие хлора влияет на физические и химические свойства мембраны более серьезно, чем увеличение концентрации хлора.

Предварительная фильтрация снижает эксплуатационные расходы системы.
Правильная предварительная обработка предотвращает засорение и образование накипи на мембранах, а также биологическое обрастание. В результате вы можете сэкономить на эксплуатационных расходах системы, поскольку для очистки требуется меньше химикатов. Предварительная фильтрация также снижает количество энергии, потребляемой системой обратного осмоса, и продлевает срок службы мембраны. Чем лучше исходная вода предварительно фильтруется, тем лучше она предотвращает образование биопленки на мембране обратного осмоса.

Предварительная фильтрация продлевает срок службы мембраны
Мембрана обратного осмоса, которая полностью защищена от микробов и повреждающих частиц углерода, обычно служит до двух лет, а мембрана, которая загрязняется в течение года, может указывать на некачественную предварительную фильтрацию или отсутствие предварительной фильтрации.