Popularni Postovi

Izbor Urednika - 2019

Filteri. Moduli membranskih filtara

Godišnji obujam globalne prodaje membrana i membranske opreme nedavno je povećan za 10-12% i do početka XXI. Stoljeća. iznosio je preko 11 milijardi dolara.

To uključuje proizvode na bazi anorganskih membrana. Volumen njihove proizvodnje u 2003. godini iznosio je preko 230 milijuna dolara, a udio keramičkih membrana bio je oko 70 posto. Prodaja zamjenjivih membranskih filtarskih elemenata raste. Na primjer, u SAD-u godišnja potrošnja membranskih filtara samo za kućanske sustave prelazi 250 milijuna dolara.
prapovijest
U početku su se membranske tehnologije koristile samo u znanstvenim područjima, što je dovoljno tipično za proces uvođenja inovacija. Obujam njihove potrošnje bio je mali, cijena koštanja je visoka, krug potrošača je uski. Zatim se membranska tehnologija počela koristiti u svemirskim istraživanjima i obrambenoj industriji. Potrošnja se povećala, proizvodnja je postala više tehnološka, ​​trošak membrana se smanjio, i postalo je moguće koristiti ih u industrijama kao što su medicina, farmakologija, itd. Daljnji pad cijena membranskih materijala doveo je do povećanja proizvodnje tih proizvoda i početka korištenja u industrijama sa značajnim iznosom proizvodnja, na primjer, prehrambena industrija. A pogoršanje ekoloških problema i povećanje cijena energije omogućilo je korištenje membranskih tehnologija u obradi vode za energetske objekte, vodoopskrbu i čišćenje industrijskih i kućnih otpadnih voda.
materijali
Trošak membrane ovisi uglavnom o materijalu od kojeg je izrađen i složenosti procesa. Za finu filtraciju (ultrafiltracija, reverzna osmoza s niskim i visokim tlakom) uobičajeno se koriste membrane sljedećih materijala: mješavina celuloznog triacetata i celuloznog acetata (CTA), poliamida (tankoslojna polupropusna membrana - TLC), modificiranog polisulfona (SPSF).
CTA membrane su relativno jeftine i imaju visok specifičan kapacitet. Mogu raditi stabilno u rasponu od pH = 5,8, što u nekim slučajevima sužava opseg njihove uporabe. Upotrijebljeni materijal ima visoku otpornost na učinke nečistoća koje nastaju kloriranjem vode, što dovodi do upotrebe ovih membrana u obradi vode.
TLC membrane imaju niži specifični kapacitet i koriste se u širokom rasponu pH vrijednosti. Koriste se na raznim poljima, posebno za filtriranje pri niskim temperaturama i niskim tlakovima s pH vrijednosti većom od 9,0. Međutim, ova vrsta membrane je najskuplja.
Preporučljivo je koristiti SPSF membrane za omekšavanje vode s visokim pH ili visokim koncentracijama nitrata, u slučajevima kada se druge vrste membrana ne mogu nositi s pročišćavanjem vode.
Krajem sedamdesetih na zapadnom se tržištu pojavljuju keramičke ultrafiltracijske membrane na bazi karbida i oksida brojnih metala. Razlikuju se od polimernih membrana visokom kemijskom, mehaničkom i termičkom stabilnošću. Zadržavanje raširene uporabe keramičkih membrana uzrokovano je visokim troškovima (3-5 puta skuplji od polimernih). Stoga su danas dominantni položaji u mnogim područjima membranske filtracije polimerne membrane. Keramičke membrane se upotrebljavaju samo u onim područjima gdje ih se ne može izbjeći, na primjer u obradi određenih vrsta industrijskih otpadnih voda.
Svi ovi materijali koriste se za proizvodnju membrana raznih oblika - listova, presavijenih, valjanih i u obliku šupljih vlakana.Ovaj oblik je uglavnom određen nizom tehničkih zadataka, od kojih je glavni povećati područje filtracije kako bi se povećala učinkovitost membranskog elementa.
proizvođači
U osnovi, globalno tržište membrana čine proizvodi poznatih tvrtki iz zapadnih zemalja i Japana. Do danas, ispuštanje membranskih materijala nije odvojeno u neovisnu industriju, njihovi proizvođači su dio tvrtki s opsežnijim asortimanom. Primjerice, Film Tec Corporation (SAD), vodeći proizvođač membrana obrnute osmoze, osnovan je 1977. godine, ali je već 1985. postao dio kemijske i farmaceutske tvrtke Dow Chemical. Trenutno se Film Tec specijalizirao za proizvodnju membranskih materijala za uporabu u industriji, komunalnom gospodarstvu i svakodnevnom životu.
Drugi veliki proizvođač membrana iz SAD-a je Osmonic. Tvrtka je započela s radom 1969. godine pokretanjem stroja za reverznu osmozu s tehnologijom Crossflow tangencijalnog protoka. Godine 2003. postao je i dio najveće svjetske koncerna - General Electric - i postao je poznat kao GE Osmonic. Danas se korporacija bavi opremom za pročišćavanje pitke vode, pročišćavanjem vode za kogeneraciju, kotlovnice i kotlovnice, kao i čišćenjem komunalnih otpadnih voda. Osim toga, tu je i tvrtka Osmonic Inc. (SAD), koja se bavi razvojem tehnologija za pročišćavanje vode, proizvodnjom desalinizirane vode i obradom otpadnih voda.
Drugi priznati lider u proizvodnji membrana za pročišćavanje vode je Hydranautics (SAD). Ta je tvrtka osnovana 1963. godine u Kaliforniji, a jedna od prvih (1970.) započela je proizvodnja membrana za reverznu osmozu. Godine 1987. tvrtka se spojila s korporacijom Nitto Denko (Japan), najvećim igračem na tržištu polimera. Danas, linija Hydranautics uključuje membrane za pitku vodu, vodu za toplinsku tehniku, obradu otpadnih voda i desalinizaciju morske vode. Tvrtka proizvodi valjane elemente reverzne osmoze povećane produktivnosti (ESPA i LFC serija) i selektivnosti (CPA serije).
Koch-Glitsch GmbH (Njemačka) i Koch Membrane Systems Inc. su nadaleko poznati u svijetu. (SAD). Njihove biljke proizvode tubularne i spiralne membrane od šupljih vlakana za reverznu osmozu.
Najveći proizvođači membrana na Dalekom istoku su već spomenuti Nitto Denko i Toray Inc. (Japan).
Napomena: posljednjih godina na tržištu su se pojavili pridošlice, koji su u određenoj mjeri istisnuli neke od vodećih igrača. Usredotočili su se na pitanje tehnološki jednostavnijih materijala - uglavnom za kućanske aparate. Ti proizvođači još nisu u mogućnosti proizvesti membrane, na primjer, za desalinizaciju morske vode ili za čišćenje otpadnih voda.
Glavne isporuke membrana u Rusiju provode se na račun proizvoda brojnih zapadnoeuropskih tvrtki, kao i proizvođača iz SAD-a.
U praksi se ne koriste same membrane, već membranski moduli koji su montirani u sustavima za pročišćavanje vode. Proizvođači ovih modula koriste vlastite proizvodne membrane ili ih kupuju od drugih proizvođača. Trenutno u svijetu postoji oko stotinu velikih proizvođača membranskih modula, a oko polovica ih proizvodi membrane.
U našoj zemlji postoje i prilično ozbiljni proizvođači polimernih membranskih materijala i modula. Među njima treba pripisati ZAO Vladipor (Vladimir), koji proizvodi široku paletu limenih i rolo membranskih elemenata. U proizvodnji zamjenjivog valjaka tvrtka koristi polimerne membrane izrađene od polisulfonamida.
Proizvodnja polisulfonskih membrana u obliku šupljih vlakana provodi GP VNIIPV (Mytishchi, Moskovska regija); Državni istraživački institut "Crystal" (Dzerzhinsk, Gorky Region) proizvodi tubularne membrane. Velik broj domaćih istraživačkih i proizvodnih tvrtki ovladao je proizvodnjom trakastih membrana. Keramičke membrane se proizvode u našoj zemlji.Primjerice, Keramikfilter () proizvodi cjevaste membrane tipa KMFE, te Ultrasov znanstveni i proizvodni centar - lima-keramika.
Među proizvođačima membranske opreme za obradu vode može se primijetiti, na primjer, "Median-Filter" i "Nacionalni vodni resursi" (oba) i tvrtka "Vladistat" (Vladimir).
Specifičnosti primjene
Tijekom rada membranskih modula postoji niz ograničenja koja su uzrokovana visokom osjetljivošću membrana na onečišćenje. Da bi se smanjio stupanj onečišćenja ispred membrane, instaliran je sustav za predobradu vode, a kako bi se spriječila kontaminacija, koriste se različite tehnike, na primjer, upotreba turbulirajućih mreža između membrana.
Ipak, sve membrane u procesu rada, prije ili kasnije, "začepe" i izgube sposobnost filtriranja. Za daljnje rukovanje moraju se ili očistiti ili zamijeniti. Na temelju ove situacije, proizvođači membranske tehnologije specijaliziraju se za proizvodnju reagensa i opreme za restauraciju membrana ili u proizvodnju zamjenjivih filtarskih elemenata.
Općenito, zamjenjivi elementi se koriste u sustavima za naknadnu obradu u kućanstvu, u lokalnim postrojenjima za pročišćavanje vode, a velike stanice za opskrbu vodom i industrijska postrojenja osiguravaju obnovu membranskih modula. Za proizvođače i trgovačke organizacije poželjno je raditi s zamjenjivim membranskim elementima.
Kvaliteta i cijene
Kvaliteta membrana određena je ne samo hidrauličkim svojstvima, mehaničkom, toplinskom i kemijskom otpornošću, većim performansama i selektivnošću, već i najvažnijom sposobnošću da se ti parametri održavaju stalnim tijekom cijelog životnog vijeka. Postoje određeni parametri kvalitete u proizvodnji membranskih modula.
Moduli bi također trebali imati brojna svojstva: lako zamjenjive u sustavima za čišćenje, trajnost kućišta, hermetičko pričvršćivanje, veliku površinu filtriranja, osiguravanje potrebne brzine filtriranja i odsustvo zona stagnacije.
Praksa pokazuje da na početku rada parametri mogu biti isti za membrane širokog raspona proizvođača. No, za proizvodnju trajnih membrana s karakteristikama najboljih uzoraka za cijeli život, a ne od svih proizvođača. Čak i značajno smanjenje cijena membranskih modula ne može nadoknaditi pogoršanje njihove kvalitete.
Cijene membrana i membranskih modula na ruskom tržištu diktiraju vodeći svjetski proizvođači, iako na njih utječe njegova specifičnost.
Zbog činjenice da je vijek trajanja membranskog filtarskog elementa mali u usporedbi s vijekom upotrebe druge opreme za filtriranje, njihove su cijene nešto precijenjene.
Specifičnosti tržišta
Tržište membranskih materijala je vrlo dinamično. Sa sve većim brojem operativnih membranskih postrojenja, obujam prodaje membranskih filtarskih elemenata raste. Postoje mnoge tvrtke koje se bave opskrbom, ugradnjom i puštanjem u rad opreme za filtriranje. U velikoj većini takva oprema kupuje se po narudžbi i praktički se ne skladišti u skladištu.
Istovremeno, za neprekidnu opskrbu potrošača zamjenjivim membranskim modulima s kratkim vijekom trajanja potrebna su stalna predstavništva trgovačkih organizacija s vlastitim skladišnim prostorima. Prije nekoliko godina na tržištu su postojale određene poteškoće s redovitim isporukama potrošnog materijala i zamjenjivih membranskih modula. Ali sada je uspostavljen sustav usluga, koji osigurava povremenu zamjenu otpadnih predmeta.
Osim toga, za rusko tržište karakterizira značajka povezana s prodajom zamjenjivih elemenata koji ne zahtijevaju specijalističku uslugu.Riječ je o filterima za reverznu osmozu za kućno pročišćavanje pitke vode. Ove biljke koriste membrane s kapacitetom od 150-250 l / dan. Očigledno je da su perspektive razvoja ovog tržišta membranskog tržišta vrlo velike, budući da je svaka obitelj potencijalni kupac takvih proizvoda.
Kao što je već spomenuto, proizvodnja izravno membrana i membranskih modula uglavnom je koncentrirana u SAD-u, zapadnoj Europi i Japanu. Oni čine više od 90% proizvodnje. Istovremeno, ove regije troše oko 75% proizvodnje.
Rusko tržište je mnogo skromnije, ali njegovi razvojni izgledi nisu loši. Nažalost, faktori koji ograničavaju potražnju za membranskom opremom uključuju relativno niske prihode masovnog potrošača, koji ponekad jednostavno odbijaju sustave za pročišćavanje vode.

Pogledajte videozapis: Ceramic Hollow Fiber Membrane Filtration (Studeni 2019).

Загрузка...

Ostavite Komentar