Что такое нанофильтрация

Баромембранная очистка воды - один из самых широко применяемых методов фильтрации. Впервые мембранное разделение упоминается в 30-х годах 20 века. Эршлер и Мак-Бен использовали этот способ для фильтрации растворов электролитов. В 1967 году была создана первая промышленная опреснительная установка производительностью 150 м3/сутки. С совершенствованием технологий, появлением современных недорогих мембранных материалов нанофильтрация получила массовое применение.

Принцип и сферы применения установки нанофильтрации воды

Нанофильтрация - это баромембранное разделение жидкости мембраной с односторонней проницаемостью. Принцип действия системы нанофильтрации аналогичен обратному осмосу.

Вода подается под избыточным давлением на мембрану, задерживающую растворенные вещества. Поток обеспечивает удаление задержанных примесей с поверхности мембраны для нанофильтрации, полученный концентрат смывается в дренаж или поступает на повторную фильтрацию.

Метод нанофильтрации применяется:

1. Для умягчения воды из артезианских скважин.
2. Для предфильтрации морской воды.
3. Для получения концентрированных растворов в фармацевтической, парфюмерной и пищевой промышленности.
4. Для удаления солей жесткости из воды в системах отопления.
5. Для обезвоживания растворов органических и неорганических веществ в производстве ЛКМ и нефтепродуктов.
6. Технология нанофильтрации воды обеспечивает снижение содержания солей кальция и магния, эффективно удаляет соли тяжелых металлов, высокомолекулярные органические соединения.

Состав установок для нанофильтрации

Установки для нанофильтрации состоят из нескольких блоков:

1. Предфильтров. Устройства предназначены для удаления взвешенных частиц, активных окислителей, которые могут повредить мембрану.
2. Насоса. Агрегат предназначен для создания избыточного давления, необходимого для тока воды через мембрану. Насосы промышленных установок для нанофильтрации комплектуют датчиками и регуляторами для поддержания постоянного давления. При снижении его величины, падает производительность установки и эффективность фильтрации. Повышение давления может привести к разрыву мембраны.
3. Мембраны для нанофильтрации. Пленка из композитных материалов имеет одностороннюю проницаемость. Она обеспечивает задержку частиц и препятствует обратному току очищенной воды под действием осмотического давления.
4. Корпуса установки. Предназначен для размещения других частей фильтра. Материал выбирают в зависимости от величины рабочего давления, условий эксплуатации фильтра.

Особенности процесса нанофильтрации воды

Мембраны для нанофильтрации задерживают примеси диаметром от 1 нм, органические вещества с молекулярной массой 200-400. Мембранные элементы обладают высокой избирательностью к двух- и многовалентным ионам, они задерживают 86-92% магния и кальция, 80-90% сульфатов. Селективность к ионам натрия, хлора, других одновалентных элементов намного ниже и составляет от 5 %. Поэтому установки нанофильтрации очень часто применяются для получения питьевой воды. Давление, необходимое для фильтрации составляет 3,5-16 бар.

Мембраны для нанофильтрации

В установках для нанофильтрации применяют не пористые мембраны трубчатой, плоскорамной, половолоконной, рулонной и листовой конструкции. В производстве используются органические,неорганические и композитные материалы:

• Ацетаты целлюлозы. Синтетический материал, получаемый обработкой целлюлозы естественного происхождения. Мембраны из ацетатов целлюлозы отличает стойкость к воздействию окислителей, невысокой ценой. Применение этих элементов ограничивает низкая стойкость к биологическому заражению, невысокая избирательность, необходимость создания высокого давления. Кроме того, диацетат и триацетат целлюлозы может применяться при температуре не более 350 С. Для улучшения свойств мембран используются подложки из ПЭТФ или полипропилена.
• Полиимиды. Материал отличается стойкостью к высоким температурам (до +300 °С), механической прочностью, действию растворителей, слабых кислот.
• Полиэтилен и полипропилен. Полимерный материал, стойкий к химическому воздействию. Применяется для изготовления волокон и подложек мембран.
• Фторопласты. Материалы не подверженные биологическому заражению, стойкие к воздействию активных окислителей и высокой температуры. Применяются для изготовления пленок и полых волокон.

Все мембраны из органических полимеров состоят из нескольких слоев разных материалов. Селективность и производительностьопределяются проницаемостью и свойствами разделительного слоя, стойкость к химическому и температурному воздействию - характеристиками всех материалов.

Керамические мембраны для нанофильтрации

Самый распространенный неорганический материал для производства наномембран - керамика. Керамические мембраны для нанофильтрации отличаются:

• Стойкость к высокой и низкой температуре.
• Неподверженность биологическому заражению.
• Устойчивость ко всем химически агрессивным веществам.

Главным преимуществом керамических мембран является способность к регенерации. Материал хорошо переносит обеззараживание, чистку химическими реактивами. Керамика служит намного дольше полимерных композитов.

Главные критерии выбора мембран - производительность, требования к чистой воде, предполагаемый срок службы, количество и свойства примесей в исходной воде.

Нанофильтарция, ультрафильтрация и обратный осмос

Нанофильтры обеспечивают более тонкую очистку, чем установки микро и ультрафильтрации. Благодаря размерам пор, которые меньше в 35 раз, чем в установках ультрафильтрации, нанофильтры задерживают еще больше вредных примесей, пестицидов, вирусов и бактерий. Нанофильтрация является промежуточным звеном между ультрафильтрацией и обратным осмосом. Мембраны для нанофильтрации и обратного осмоса имеют одинаковую структуру. Однако, в отличие от обратного осмоса, установки нанофильтрации позволяют сохранить в очищенной воде полезные микро и макроэлементы.

Нанофильтрация эффективна для кондиционирования, смягчения, обесцвечивания воды, а также для удаления пестицидов, биологических загрязнений. При этом содержание гидрокарбонатов и хлоридов остается неизменным или снижается незначительно. Установки могут применяться для получения питьевой воды из любых источников. Нанофильтрация дешевле установок обратного осмоса, они пригодны для систем промышленной и бытовой водоподготовки. Узнать цену и купить установки нанофильтрации Вы у наших специалистов по телефону 8-499-391-39-59 или по электронной почте info@diasel.ru.