Ультрафильтрация в водоочистке

Как все мембранные технологии, процесс ультрафильтрации состоит в пропускании исходной воды через мембрану под давлением. Однако давление, необходимое для ультрафильтрации значительно ниже давления, необходимого для нанофильтрации и обратного осмоса.

Ультрафильтрационная мембрана задерживает коллоидные частицы, бактерии, вирусы и высокомолекулярные органические соединения, но пропускает молекулы растворенных солей.

Наиболее распространенными ультрафильтрационными мембранами являются мембраны из полисульфона и полиэфирсульфона. Последними технологическими разработками являются полиэфирсульфоновые мембраны, гидродинамическое сопротивление которых ниже 1 атм и, следовательно, рабочее давление ниже 1 атм.

Мембранный ультрафильтрационный модуль состоит из тонких капилляров, стенками которых являются ультрафильтрационные мембраны. Исходная вода поступает внутрь капилляра. Способные проникать через мембрану частицы и молекулы воды проходят через стенки капилляра, а более крупные частицы остаются внутри капилляра.

В процессе фильтрации поры мембраны загрязняются отложениями сконцентрированных примесей. Поэтому требуется регулярная промывка мембран обратным током - потоком очищенной воды. При обратной промывке обычно требуется давление, превышающее рабочее давление. Это создает опасность сжимания и разрушения капиллярной структуры модуля.

Использование мембранного модуля, состоящего из многокапиллярных сегментов, позволяет решить проблему разрушения капилляров в процессе обратной промывки. Несколько капилляров встроены в прочную матрицу, которая фиксирует капилляры и предотвращает их сжимание.

В компании "Осмос" для производства ультрафильтрационных установок используются многокапиллярные мембранные модули, работающие на низком давлении.

Типичное применение ультрафильтрации - отделение макромолекулярных компонентов от раствора, что необходимо

• для очистки воды в случаях, когда минеральный состав исходной воды сбалансирован и не требует коррекции;
• в молочной промышленности (обработка молока, сыворотки, производство сыра);
• в пищевой промышленности (извлечение крахмала и белков);
• в нефтяной промышленности (разделение эмульсий масла в воде, фракционирование);
• в фармацевтической промышленности (извлечение ферментов, антибиотиков);
• в других отраслях промышленности.

Ультрафильтрация также часто используется в комбинации с другими методами:

1. флоккуляция + ультрафильтрация

Добавление флоккулянта перед ультрафильтрацией позволяет укрупнить трудноудаляемые небольшие органические молекулы (танины, гуминовые, фульвокислоты), придающие воде желтоватый оттенок. В составе комплексов с флоккулянтами эти соединения успешно задерживаются ультрафильтрационной мембраной.

2. активированный уголь + ультрафильтрация

Комбинация ультрафильтрации с активированным углем позволяет удалить, кроме высокомолекулярных органических соединений, низкомолекулярные органическиесоединения, газы, пестициды. Однако при большом содержании низкомолекулярных рганических веществ поры угля очень быстро забиваются и необходима частая замена фильтрующего материала.

3. ультрафильтрация + нанофильтрация / обратный осмос

В такой последовательности ультрафильтрация служит предочисткой перед более тонкими методами, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики нанофильтрационных и обратноосмотических мембран.