Виды промышленных фильтров для очистки воды

В современном мире водопроводная вода редко оправдывает надежды потребителей. Проходя через системы водоснабжения, она обогащается множеством включений природного и антропогенного происхождения.

В промышленности существуют строгие нормативы, которые не позволяют применять такую жидкость в процессе производства. Поэтому фильтрующее оборудование является обязательной составляющей большинства предприятий.

В каких областях промышленности нужны системы фильтрации?

Фильтры для очистки необходимы в следующих отраслях:

пищевая промышленность (производство молочных продуктов, алкогольных напитков, хлебобулочных изделий);
фармацевтике;
нефтехимических, лакокрасочных, косметических предприятиях;
производстве бумаги, стекла, текстиля;
газовых и энергетических предприятий (ТЭЦ, АЭС, ГЭС)
тяжёлой промышленности.

А также системы для осветления вод активно используются в сельском хозяйстве, животноводстве, медицине, коммунальном водоснабжении.

Промышленная водоподготовка чаще всего включает в себя следующие стадии:

Грубая очистка. Удаление механических примесей с помощью дисковых, рукавных, сетчатых фильтров;
Фильтрация с помощью засыпной загрузки (сорбционных аппаратов);
Тонкая очистка. Выполняется посредством современных технологий – обратного осмоса, ультрафильтрации.

Водоочистную систему подбирают, основываясь на следующих показателях:

состав исходной воды;
необходимая производительность;
требуемый состав жидкости на выходе из системы;
рентабельность.

Виды оборудования для водяной фильтрации

В зависимости от вида отрасли в работе необходима вода разного качества. Также вид деятельности определяет и состав стоков, полученных в ходе процесса производства. Поэтому выбор фильтрующих элементов напрямую зависит от отрасли. Как правило, промышленные фильтры представляют собой комплекс элементов, предназначенных для:

обеззараживания;
удаления крупных частиц;
обезжелезивания;
умягчения;
удаление радиоактивных веществ и т.д.

Очистные системы могут различаться по:

пропускной способности,
принципу работы,
размерам,
цене,
мощности и т.д.

Поэтому цена на такое оборудование может сильно разниться в зависимости от масштабов и вида производства. Окончательная цена на промышленные фильтры устанавливается только после инженерных расчётов.

Механические

Механические фильтры - это наиболее просто устроенные системы. Предназначены для удаления из жидкости нерастворённых примесей:

песка;
ржавчины;
веществ, находящихся в воде во взвешенном состоянии;
окисла железа и меди.

К механическим очистителям относят:

сетчатые, мешочные, рукавные фильтры;
системы с засыпной загрузкой;
самопромывные станции.

Очищающими элементами служат решётки и различные засыпные загрузки, которые улавливают нежелательные компоненты из жидкости.

Сферы применения:

сельское хозяйство;
пищевые продукты;
нефтехимия;
парфюмерия;
металлургия;
изготовления текстильных, бумажных, стеклянных изделий;
фармацевтика;
теплоэнергетика.

Обезжелезиватели

Обезжелезиватели чаще всего используются для удаления из воды железа, марганца, сероводорода. Они являются неотъемлемой частью производства в фармакологии, химической и пищевой промышленности. Чаще всего в промышленных масштабах удаление из воды ионов железа происходит 3 способами:

Реагентное окисление. Используется при больших концентрациях железа, присутствии в растворах трудно окисляемых форм металлов. Окислители (коагулянты) - гипохлорит натрия, перманганат калия и т.д.
Напорная аэрация. Очистка жидкости от нежелательных включений методом воздействия на неё кислорода под давлением. Применяется в случаях, когда концентрация железа в воде не больше 2,5м г/л.
Безнапорная аэрация. Осуществляется путём обогащения воды воздухом без высокого давления.

Сорбционно-осветлительные устройства

Сорбционно-осветлительные фильтры используются на окончательном этапе водоподготовки. Представляют собой фильтрующее оборудование, способное:

улучшать запах, цвет, вкус воды;
извлекать из растворов вещества, находящиеся во взвешенном состоянии;
уменьшать концентрацию железа, марганца, сероводорода, фтора, пестицидов, хлорсодержащих соединений.

Эффективны и рентабельны только при поступлении в систему предварительно очищенной жидкости.

Основным очищающим элементом оборудования служит засыпная загрузка (адсорбент):

алюмосиликаты;
активированный уголь;
силикагель;
гравий;
кальцит;
цеолиты;
кварцевый песок и т.п.

Принцип действия оборудования основан способности наполнителя вбирать в себя загрязняющие вещества с последующим его вымыванием в дренажный слой.

Умягчители

Процесс умягчения воды представляет собой уменьшение в ней концентрации солей магния и кальция. Особые требования к жесткости воды, как правило, требуют следующие виды отраслей:

производство текстиля, бумаги;
теплоэнергетика;
химическая промышленность;
фармацевтика;
металлургия.

Для удаления солей магния и кальция используют реагентные и безреагентные методы. Реагентные методы подразумевают использование в процессе смягчения определённых веществ, позволяющих вступать в реакцию с солями жёсткости и образовать осадок или заменить их на более «безобидные» ионы. Реагентами могут служить:

известь;
соли бария;
сода.

Чаще всего для смягчения воды используют метод ионного обмена. Фильтр работает следующим образом:

вода, проходя через ионообменную смолу (засыпку);
отдаёт ионы магния и кальция;
забирает ионы натрия.

Тем самым жидкость становится более мягкой.

К безреагентным способам уменьшения жёсткости относят:

термический метод (кипячение);
воздействие ультразвуком, магнитным полем.

Тонкой фильтрации мембранного типа

Наибольшее распространение среди мембранных фильтров получили устройства, работающие по принципу обратного осмоса и ультрафильтрации. Высокая степень очистки и небольшие затраты на обслуживание позволяют применять мембранные фильтры на различных производствах:

химической;
пищевой;
медицине;
фармакологии.

Основным очищаемым элементом служит полупроницаемая целлюлозная или полиамидная мембрана, пропускающая через себя только молекулы определённых размеров.

Как только пропускная способность мембраны уменьшается на 10-15%, её промывают специальным реагентом, который выбирается в зависимости от вида загрязнителя. Системы ультрафильтрации воды задерживают в порах очищающего материала молекулы, размером 5-200 нм.

Они способны удалить из растворов:

микроорганизмы,
марганец,
кремний,
железо.

Ультрафильтровальный аппарат в отличие от обратноосмотического, оставляет солевой состав неизменным. Нередко используется в качестве предварительного этапа водоподготовки, предшествуя обратноосмотическим мембранам и умягчителям. Широкое распространение ультрафильтровальные установки получили в:

пищевой промышленности;
теплоэнергетике;
подготовке воды для центрального водоснабжения;
очистке сточных вод.

Обратноосмотические устройства способны задерживать вещества, величиной до 0,1-1 нм. Они удаляют из растворов до 97-99% включений, в число которых входят:

пестициды;
металлы;
соли;
бактерии;
нефтепродукты.

Устройства, работающие по типу обратного осмоса, являются одними из наиболее совершенных. Выполняют глубокую очистку и обессоливание растворов. Поэтому вода, поступающая в данную систему, должна пройти предварительную очистку. Области применения систем обратного осмоса:

научные лаборатории;
водоподготовка для ЖКХ;
ГЭС, АЭС, ТЭЦ;
пищевая, химическая промышленность.

Морская вода, прошедшая очистку с помощью мембранного фильтра обратноосмотического типа, становится пригодной для питья и технических нужд.

Комплексного очищения

Комплексные фильтры используется, когда в воде содержится целый ряд нежелательных включений:

металлы,
нитраты,
соли жёсткости,
органические загрязнители,
сульфаты и т.д.

Чаще всего применяются для очистки воды для нужд производства. Внутри системы находится комплексный фильтрующий материал, состоящий, как правило, из сорбционной и ионообменной загрузки. Это позволяет проводить все этапы очистки внутри одного оборудования.