При проектировании крупных станций обессоливания и установок для коммунального водоснабжения огромное значение имеют затраты на производство 1 кубометра очищенной воды. Зачастую желание снизить затраты на всех ступенях очистки приводит к применению самых бюджетных расходных материалов, доступных на рынке. Нередко такой подход, наоборот, приводит к увеличению операционных затрат, поскольку обратноосмотические мембраны не защищены должным образом, что сокращает интервал между регенерациями и в целом срок их службы. В данном исследовании мы на конкретном примере провели оценку эффективности различных фильтрующих элементов, что помогло нам разработать оптимальную конструкцию элемента для поддержания низкого значения коллоидного индекса и добиться максимального срока службы мембран обратного осмоса.

Выбор стадий предварительной очистки будет различаться в зависимости от качества исходной воды, но по стандарту перед установкой обратного осмоса всегда устанавливаются глубинные картриджи. И только картриджи с настоящей градиентной структурой надежно защитят мембраны от загрязнений и продлят срок службы.

Стандартный выбор для защиты обратноосмотических мембран - картридж из термоскрепленного полипропилена, изготовленный по технологии Spunbond или Meltblown с рейтингом 5 мкм. К сожалению, установка элемента номиналом 5 мкм не дает никакого представления о его эффективности и возможном сроке службы. Первостепенной задачей для нас было проведение оценке эффективности применяемого заказчиком элемента. Результаты были впечатляющими, но они не удивили нас.

График наглядно демонстрирует разницу в эффективности задержания частиц размером 5 мкм для картриджа другого поставщика, которая оказалась на уровне 20%, по сравнению с эффективностью 96% для картриджа Amazon Supagard того же рейтинга фильтрации. Это доказывает насколько важно выбрать действительно эффективный фильтр, а не полагаться только на указанный рейтинг фильтрации.

Если номинальный рейтинг фильтрации элемента указан без привязки к эффективности, то, по большому счету, это ничего не значит.

К сожалению, для многих технологических процессов рейтинг фильтра вписан в Стандартную Операционную Процедуру без привязки к эффективности. Это может привести к значительным отличиям в эффективности фильтрации при переходе на фильтры другого производителя и часто сопровождается утверждением "фильтр забивается слишком быстро". В реальности же ранее был установлен фильтр с низкой эффективностью и никто не знает какой у него рейтинг на самом деле.

В данном случае для корректной работы мембран необходимым условием было поддержание стабильного значения коллоидного индекса SDI на уровне менее 2,5 ед. С элементами текущего поставщика это значение иногда превышало 5 ед. Нашей целью было добиться необходимого значения индекса с увеличеним срока службы картриджей.

Конструкция фильтрующего элемента является основой для достижения высокой грязеемкости и длительного срока службы. По-настоящему градиентная структура элемента позволяет использовать максимум площади фильтрующей поверхности. Мы провели аутопсию одного из использованных картриджей, чтобы выяснить насколько глубоко загрязнения проникали в структуру элемента. Анализ показал, что значительная доля загрязнений скапливалась на поверхности элемента и не проникала внутрь. Нашей целью стало увеличение эффективности фильтрации с одновременной модификацией поверхности элемента, чтобы позволить загрязнениям проникать внутрь и использовать всю глубину элемента.

В течение трех месяцев было изготовлено и опробовано несколько различных образцов. Отработанные фильтры были возвращены в нашу лабораторию для проведения аутопсии. Анализ элементов в сочетании с параметрами, собранными во время процесса фильтрации легли в основу дальнейшей разработки.

Типовая конфигурация корпусов

В итоге картридж SupaGard позволил достичь стабильного значения коллоидного индекса на уровне 2.5 ед., и как правило даже ниже 2,0 ед., а также продемонстрировал существенно более высокий срок службы и эффективность фильтрации.

Фильтрация только поверхностью

SupaGard: Фильтрация по всей глубине

Данное исследование показывает насколько важно уделить внимание именно параметрам техпроцесса, а не просто ориентироваться на рейтинг фильтрации. Применение фильтрующих элементов с по-настоящему градиентной структурой позволяет достичь максимальной эффективности фильтрации, а значит, лучшей защиты мембран обратного осмоса и максимального срока службы самих картриджей.

При расчете операционных затрат предприятия (OPEX) стоит учесть фактор риска установки дешевых, но малоэффективных элементов. Это приведет к значительному увеличению затрат по сравнению с установкой более качественных элементов с оптимальным соотношением цена/эффективность.

Для случаев, где проблемой может стать биообрастание элементов у нас есть специальная серия противомикробных картриджей, а также предотвращающих рост водорослей - серия KilBac®