Микрофильтрация
Описание технологического процесса микрофильтрации
Микрофильтрация это мембранная технология аналогичная обычному фильтрованию на сетчатых фильтрах и ФОВ с механической загрузкой. Диаметр пор мембранных элементов микрофильтрации (МФ) лежит в пределах от 10 до 0,1 мкм, соответственно данную технологию применяют с целью извлечения из жидкости дисперсных частиц и эмульгированных веществ.
Просеивание или типичная поверхностная фильтрация — это термин, используемый для описания операции с мембраной, поры которой меньше, чем частицы, подлежащие разделению. Если поры мембраны больше, то частицы могут проникать в мембранную фазу. Тем не менее, они все еще могут быть отделены от жидкой фазы, если они взаимодействуют с внутренней поверхностью мембраны и, наконец, могут быть адсорбированы. В данном случае используется термин — глубинная фильтрация, поскольку эффект фильтрации имеет место по всей мембранной фазе. Динамическая микрофильтрация отделяет частицы микронного размера от жидких и газообразных сред.
Типичные области применения микрофильтрации: отделение бактерий, кишечной палочки, дрожжей, эмульгированных масел и жиров, а также отделение частиц и мелкодисперсной взвеси от производственных процессов. Микрофильтрация обычно осуществляется как в тангенциальном режиме, так и в режиме тупиковой фильтрации. При тангенциальной микрофильтрации вода течет по поверхности мембраны, и лишь небольшая часть жидкости проходит через мембрану в пермеат. Концентрат циркулирует по контуру установки для непрерывного снижения концентрационной поляризации и, таким образом, используется для очистки мембраны. По этой причине фильтрация с поперечным потоком предпочтительно применяется для фильтрации жидкостей с высокой концентрацией твердых частиц. Линейная скорость потока в трубчатых мембранных модулях варьируются до 6 м/с.
При тупиковой микрофильтрации вода течет перпендикулярно поверхности мембраны, при этом взвешенные вещества накапливаются на поверхности мембраны и образуют осадок. Затем осадок в модуле микрофильтрации уплотняется в течение всего цикла фильтрации, что приводит к снижению расхода пермеата. Мембраны при тупиковом режиме должны регулярно очищаться путем обратной промывки, в том числе с использованием химических или механических методов очистки.
Наиболее важным применением микрофильтрации является фильтрация водных растворов, а именно очистка питьевой воды и напитков. В пищевом производстве применяют микрофильтрацию пива и вина, а также переработку молока и сыворотки. В биотехнологии микрофильтрация используется для удержания биомассы из ферментационных бульонов. Наиболее важной операцией микрофильтрации в металлообрабатывающей промышленности является разделение масла и воды.
Микрофильтрационные элементы производят из различных органических соединений — полимерные мембраны и неорганических материалов — керамические мембраны. Технологии производства мембранных элементов для процесса микрофильтрации:
-
Спекание керамики и оксидного покрытия ZnO2, Tio2, ZrO2;
-
Обработка ультразвуком полимерного полотна — трековые мембраны;
-
Фазовое разделение, в ходе которого полимерный материал переводят из раствора или расплава в твердое состояние;
-
Технология золь-гель в производстве МФ мембран обоих типов.
Керамические мембраны обладают рядом преимуществ: износостойкость, термостойкость и возможность работы с агрессивными средами — pH от 0 до 14 единиц. Размер пор керамических МФ мембран легко подвергается контролю в ходе производственного процесса, следовательно распределение пор по диаметрам очень точное.
Полимерные микрофильтрационные мембранные элементы могут быть как гидрофильными, так и гидрофобными. Органические соединения, применяемые в серийном производстве мембран для микро- ультрафильтрации представлены далее.
Полимеры для производства гидрофильных мембран микрофильтрации:
-
Поликарбонаты;
-
Полисульфон (ПС) / полиэфирсульфон (ПЭС);
-
Полиимид (ПИ) / полиэфиримид (ПЭИ);
-
Алифатический полиамид.
Полимеры для производства гидрофобных мембран микрофильтрации:
-
Полипропилен (ПП);
-
Политетрафторэтилен (ПТФЭ);
Очистка сточных вод — установка микрофильтрации
Технологическая схема очистки сточных вод промышленного предприятия: Е – накопительные емкости и усреднители сточных вод; Р1 – реактор коррекции pH; Р2 – реактор восстановления шестивалентного хрома; Н – насосы; Д/НД – системы дозирования реагентов; ЭФ – электрофлотатор; МФ – установка микрофильтрации; ФП – камерный фильтр-пресс
Использование микрофильтрации в различных отраслях промышленности — стерилизация и очистка лекарственных веществ и суспензий в фармацевтическом производстве. Микрофильтрацию использую в качестве первой ступени на станция подготовки ультрачистой воды (УЧВ) для производства микроэлектроники и полупроводниковых приборов. Сегодня микрофильтрация также представлена в биотехнологической отрасли. В биотехнологической отрасли микрофильтрация показывает значительную эффективность при концентрировании клеточного материала, а также выделения плазмы из клеток крови. В очистке сточных вод гальванического производства микрофильтрация надежно заменяет механическую фильтрацию для тонкой очистки воды перед сорбцией и дальнейшим обессоливании на установках обратного осмоса для повторного использования — рециклинга воды в технологическом процессе.
Система микрофильтрации с расходом по фильтрату 5 м3/час
Наша группа компаний производит системы микрофильтрации на базе модулей объединенных в кластеры производительностью 0,5 — 50 м3/ч по пермеату, которые соответствуют всем нормативным требования СанПиН и НДТ РАВВ для промышленной водоочистки и водоподготовки. Технология позволяет достичь высокой степени очистки сточных вод от тяжелых металлов до остаточных концентраций 0,1-0,05 мг/л и нефтепродуктов до остаточной концентрации< 0,05 мг/л.