Фильтры для очистки воды: обзор промышленных фильтров.

Фильтры для грубой очистки воды 

Фильтры для грубой очистки воды используются практически на всех предприятиях, использующих воду в своих технологических процессах. Также фильтры для грубой очистки воды устанавливаются в сетях водоснабжения и отопления для защиты котельного оборудования и водопроводных сетей от механического шлама.

Помимо этого, промышленные фильтры грубой очистки используются для очистки различных неагрессивных жидкостей, таких как масла, нефть, слабые растворы солей и др.

Применение промышленных фильтров для грубой очистки воды обусловлено наличием в воде большого количества растворенных и взвешенных примесей. К растворенным примесям относят свободный хлор, железо, кремний, аллюминий, органические соединения, минеральные соли.

Ко взвешенным примесям относят частицы размером более 0,1 мкм. Чаще всего это песок, глина, ил, крупные и мелкодисперсные частицы минерального и органического происхождения.

Фильтры грубой и тонкой очистки воды от различных примесей

Промышленные фильтры подразделяются на фильтры грубой и тонкой очистки.  В зависимости от задач подготовки воды для каждого конкретного производства подбирается свой тип фильтра.

К фильтрам грубой очистки относят:

• фильтры механической очистки воды
• грязевики-отстойники
• шламоуловители (шламоотводители) магнитные
• гидроциклоны и центрифуги

К фильтрам тонкой очистки относят:

• Осветлительные фильтры
• Обратноосмотические фильтры
• Ионообменные фильтры
• Фильтры обезжелезиватели

Фильтры грубой механической очистки относятся к фильтрам I ступени и применяются в качестве предварительной очистки воды (или другой жидкости), в том числе перед фильтрами тонкой очистки.

Фильтры тонкой очистки относятся к фильтрам II ступени. Они позволяют привести качество воды до требуемого по нормативу состояния под каждое конкретное производство.

Рассмотрим более подробно каждый тип промышленных фильтров для очистки воды.

1. Фильтры грубой механической очистки воды

К фильтрам для грубой механической очистки относятся чугунные и стальные грязевики у-образного типа. В зависимости от установленного внутри сетчатого элемента они очищают воду от механических примесей размером 0,6-1,4 мм.  Эти фильтры способны удалить только крупный шлам. Имеют небольшую грязевую камеру и нуждаются в периодической очистке.

При необходимости данный тип фильтров может быть снабжен магнитной вставкой, которая удаляет из воды коллоидные ферромагнитные примеси (окалину и ржавчину, отслаивающуюся со старых трубопроводов).

2. Грязевики-отстойники

К этому типу фильтров относятся все вертикальные грязевики, выполненные из чугуна или стали. В зависимости от модификации грязевика он может быть снабжен фильтрующей сеткой, фильтрующей корзинкой, наборными пластинами, картриджами и т.п. Тонкость фильтрации промышленного грязевика может отличаться в зависимости от установленного в корпусе фильтра сетчатого элемента. Наша компания выпускает фильтры с тонкостью фильтрации от 5 мкм до 1,2 мм.

Принцип действия грязевиков-отстойников основан на резком уменьшении скорости потока жидкости, попадающей в корпус фильтра. В результате более тяжелые частицы оседают на дно, а оставшиеся задерживаются фильтрующим элементом.

Необходимость очистки данных фильтров реже, чем у предыдущей группы.

3. Шламоуловители магнитные

Шламоуловители также относятся к категории фильтров-отстойников. Отличаются от них тем, что в составе фильтрующего элемента имеют магнитную систему, удаляющую ферромагнитные примеси. При помощи данного типа фильтров устраняется до 90% всех коллоидных примесей, содержащихся в воде.

4. Гидроциклоны и центрифуги

Гидроциклоны представляют собой вертикальные стальные конусные фильтры. Принцип действия гидроциклона основан на действии центробежных сил на частицы с различным удельным весом. Вместо сетчатого элемента в данном типе фильтров установлены различные модификации завихрителей. В результате движения потока жидкости по спирали с большой скоростью частицы с большим удельным весом концентрируются у стенок гидроциклона и разгружаются через выходной патрубок. Гидроциклоны позволяют удалять из потока жидкости шлам размером свыше 10 мкм.

Центрифуги предназначены для разделения сыпучих тел или жидкостей с различным удельным весом и отделения жидкостей от твёрдых тел посредством центробежной силы. Отличие центрифуги от гидроциклона заключается в том, что в гидроциклоне процесс движения жидкости происходит за счет тангенциального введения потока в корпус аппарата, а в центрифуге жидкость движется за счет вращения ее частей.

5. Осветлительные фильтры

Осветлительные вертикальные фильтры удаляют из воды взвешенные примеси разной степени дисперсности и применяются в схемах водоподготовительных установок электростан­ций и промышленных котельных.

Принцип действия осветлительного фильтра основан на пропуске воды через мельчайшие зерна фильтрующего материала (кварц, антрацит). Примеси в процессе фильтрации задерживаются на поверхности и в порах фильтрующего материала.

Осветлительные фильтры нуждаются в своевременно проведенной отмывке осветленной водой. Требует периодического отбора пробы воды для проверки качества ее осветления, а также контроля за разницей давлений либо объемом осветленной воды.

1 раз в год требует выгрузки фильтрующего материала и полной очистки внутренней поверхности корпуса от загрязнений и коррозии.

6. Обратноосмотические фильтры

Фильтры обратного осмоса способны очищать воду до параметров, заданных заказчиком. Помимо механических примесей они удаляют из воды бактерии, вирусы, пестициды, соли и другие минеральные и органические соединения.

Основной процесс очистки воды происходит сквозь тончайшую мембрану, работающую на молекулярном уровне. Диаметр пор промышленной мембраны составляет 0,0001 микрон. Через такие поры может пройти только молекула воды. Для того, чтобы отделить примеси необходимо создать определенное давление, которое продавит молекулы воды сквозь поры мембраны.

Очищенная вода собирается в специальном накопителе. Производительность установок обратного осмоса невелика, т.к. очистка идет на молекулярном уровне.

Чаще всего обратный осмос используется в пищевой и химической промышленности, в фармацевтике, на производствах секторов машиностроения, энергетики, микроэлектроники, а также для опреснения морской воды, и для нужд хозяйственно-бытового использования.

Чем выше производительность фильтра обратного осмоса, тем более сложную и объемную установку он собой представляет и тем выше ее стоимость.

Стандартная комплектация обратноосмотического промышленного фильтра состоит из:

• Предварительных фильтров очистки воды, удаляющих примеси размером до 5кмк
• Фильтрующего мембранного блока
• Насосного оборудования, обеспечивающего необходимый напор воды
• Обвязки установки
• Контрольно-измерительного и регулирующего оборудования
• Блока промывки

7. Ионообменные фильтры

Ионообменные фильтры предназначены для извлечения из воды различных ионов.  Наибольшую популярность ионообменные установки получили в качестве средства для умягчения воды. Также они используются для предварительной очистки воды в пищевой, химической, текстильной, фармацевтической, электронной промышленности, т.к. это единственный метод, дающий возможность выборочно извлекать из воды некоторые элементы.

Установки ионного обмена работают на принципе обмена между ионами, находящимися в растворе с ионами твердого тела (ионообменной смолы).

Ионообменные фильтры в упрощенном виде представляют собой:

• вертикальный корпус с активным слоем ионита, выполненный из нержавеющей стали или специального пластика
• дренажно-распределительную систему
• емкость для регенерации
• контрольно-управляющий блок

Рабочий цикл ионообменного фильтра состоит из 2-х этапов: извлечение ионов через активный слой загрузки (фильтрация) и регенерирующая промывка.

В качестве активной загрузки в процессах умягчения воды чаще всего используются натриевые ионообменные смолы. Регенерирующим компонентом для них является поваренная соль.

Для устранения из воды других компонентов используются более сложные комбинации ионообменных смол, чем для умягчения воды.

Ионообменные фильтры нуждаются в регулярном контроле показателей чистой воды, чтобы вовремя отследить необходимость запуска фильтра на регенерацию. В современных ионообменных установках этот процесс осуществляется автоматически.

Перед установкой ионного обмена обязательно ставится фильтр грубой очистки для удаления крупного механического шлама, способного вывести из строя электронный блок управления фильтром.

8. Фильтры обезжелезиватели

Фильтры обезжелезиватели предназначены для удаления из воды растворенного железа, которое невозможно уловить при помощи фильтров грубой очистки воды.

Принцип действия фильтров обезжелезивателей основан на окислении двухвалентного (растворенного) железа до трехвалентного (осадочного) с последующим его осаждением и фильтрацией. Процесс окисления может происходить методом аэрации либо посредством окисляющих компонентов в загрузке (фильтры засыпного типа). В данном случае фильтр требует регулярной замены фильтрующей загрузки на новую как только процесс окисления, идущий с ее помощью, перестанет происходить. Также фильтры обезжелезиватели засыпного типа требуют регулярной промывки фильтрующей среды, предназначенной для задержания окисленного железа. Промывка может быть выполнена в ручном либо автоматическом режиме и проводится достаточно часто, поэтому автоматический режим для таких фильтров предпочтительнее.

Фильтры обезжелезиватели состоят из:

• цилиндрического корпуса с обеспечивающими оптимальные гидравлические характеристики эллиптическим верхом и днищем
• фильтрующей засыпки
• аэрационной колонны (в случае использования аэрации)
• контрольно-управляющего блока
• дренажа

Фильтры обезжелезиватели могут комплектоваться дополнительными модулями для удаления органики, предотвращения размножения бактерий и биообрастаний в емкостях с подготовленной водой.

Промышленные фильтры для грубой очистки воды от механических примесей устанавливаются на любом производстве для защиты оборудования от поломок в результате попадания в него механических примесей, а также  в качестве фильтра предварительной очистки перед более тонкими системами очистки. Промышленные фильтры для очистки воды являются неотъемлемым звеном любой системы водоподготовки и водоочистки.