Guida alla selezione professionale dei filtri di sicurezza nei sistemi di trattamento a membrana (II)

Sulla base delle caratteristiche di qualità dell'acqua dei diversi scenari di trattamento con membrana, vengono fornite soluzioni di selezione mirate, in linea con casi reali di ingegneria del settore, evitando la selezione cieca.

(I) Trattamento avanzato a membrana delle acque reflue del bestiame (ad esempio, riutilizzo RO delle acque reflue dei suini)

• Qualità dell'acqua influente: SS=5~10 mg/L, torbidità=1~3 NTU, pH=6.5~8,0, contenuto di cloruro=1000~3000 mg/L;

• Sistema a membrana: Membrana ad osmosi inversa RO (capacità di produzione 10~50 m³/h);

• Schema di selezione:
- Cartuccia filtrante: cartuccia filtrante in PP soffiato a fusione da 20-pollici, precisione di filtrazione 3μm, portata nominale singola 1,5~2,0 m³/h, quantità di cartuccia filtrante calcolata in base alla portata;
- Alloggiamento: alloggiamento in fibra di vetro FRP, pressione nominale 1,0 MPa, installazione verticale, ingresso inferiore, uscita superiore, dotato di manometro differenziale, porta di scarico e sfiato;
- Supplemento: se il SS dell'affluente è elevato, aggiungere una cartuccia pre-filtro da 10 μm (filtrazione a due-stadi) per prolungare la durata della cartuccia del filtro principale.

(II) Trattamento a membrana del concentrato di acque reflue per desolforazione delle centrali elettriche (concentrazione RO)

• Qualità dell'acqua influente: SS=3~8 mg/L, torbidità=1~2 NTU, pH=7.5~9,0, contenuto di ioni cloruro=3000~8000 mg/L, altamente corrosivo;

• Sistema a membrana: membrana RO ad alta-pressione (pressione operativa 0,8~1,2 MPa);

• Schema di selezione: - Cartuccia filtrante: cartuccia filtrante pieghettata in PP da 20-pollici, precisione di filtrazione 3μm, forte resistenza alla corrosione, elevata capacità di trattenere lo sporco; - Alloggiamento: alloggiamento in acciaio inossidabile 316L, pressione nominale 1,6 MPa, installazione verticale, dotato di dispositivo di bloccaggio della cartuccia del filtro per impedire l'allentamento della cartuccia del filtro sotto alta pressione; - Supplemento: l'alloggiamento deve essere trattato con misure anticorrosione e il differenziale di pressione della cartuccia del filtro deve essere controllato regolarmente e sostituito tempestivamente.

(III) Trattamento a membrana per il riutilizzo delle acque reflue municipali (sistema a doppia membrana UF+RO)

• Qualità dell'acqua influente: SS=1~5 mg/l, torbidità inferiore o uguale a 1NTU, pH=6.5~8,5, qualità dell'acqua relativamente stabile;

• Sistema a membrana: membrana per ultrafiltrazione UF (pre-filtro) + membrana per osmosi inversa RO (post-filtro), capacità di produzione 50~100m³/h;

• Schema di selezione: - prefiltro a membrana UF-: cartuccia filtrante soffiata da 20-PP fuso-, precisione di filtrazione 10μm, materiale guscio FRP, pressione nominale 0,6MPa; - Prefiltro a membrana RO-: cartuccia filtrante pieghettata in PP da 20 pollici, precisione di filtrazione 3 μm, materiale guscio in FRP, pressione nominale 1,0 MPa, più unità in parallelo; - Supplemento: Dotato di dispositivo automatico di scarico delle acque reflue per ridurre il carico di lavoro di manutenzione.

(IV) Trattamento con membrana dell'acqua potabile (preparazione dell'acqua pura RO)

• Qualità dell'acqua influente: SS inferiore o uguale a 1 mg/l, torbidità inferiore o uguale a 0,5 NTU, pH=6.5~7,5, privo di metalli pesanti e odori;

• Sistema a membrana: membrana ad osmosi inversa RO, capacità di produzione di acqua 5~20 m³/h;

• Schema di selezione:
- Cartuccia filtrante: cartuccia filtrante pieghettata in PTFE da 20 pollici, precisione di filtrazione 1 μm, nessuna lisciviazione, nessun odore, soddisfa gli standard dell'acqua potabile;
- Custodia: custodia in acciaio inossidabile 304, pressione nominale 1,0 MPa, installazione verticale, buona tenuta per evitare inquinamento secondario;
- Supplemento: sostituire regolarmente le cartucce filtranti e lavare il filtro dopo la sostituzione per garantire che l'effluente soddisfi gli standard.

(I) Precauzioni pratiche (garantire una selezione efficace ed evitare guasti operativi)

Ciclo di sostituzione della cartuccia del filtro: in base al differenziale di pressione, la cartuccia del filtro deve essere sostituita quando il differenziale di pressione raggiunge 0,1~0,15 MPa. È severamente vietato il funzionamento con un differenziale di pressione eccessivo (altrimenti si verificheranno danni alla cartuccia del filtro e impurità che entreranno nel sistema a membrana). Con una qualità dell'acqua normale, il ciclo di sostituzione per le cartucce filtranti in PP fuso-soffiato è di 7~15 giorni, mentre per le cartucce filtranti pieghettate è di 15~30 giorni.

Requisiti di installazione: il filtro di sicurezza deve essere installato prima della pompa ad alta-pressione, a una distanza maggiore o uguale a 1 m dalla pompa ad alta-pressione per evitare l'impatto dell'acqua ad alta-pressione sulla cartuccia del filtro. Garantire una buona tenuta durante l'installazione per evitare perdite di acqua e aria. Lo sfiato deve essere ventilato regolarmente per prevenire il blocco dell'aria che porta a una filtrazione irregolare.

Coordinamento del pretrattamento: l'effetto di filtrazione del filtro di sicurezza dipende dal pretrattamento. È necessario garantire che il SS dell'effluente dopo la filtrazione con sabbia di quarzo e la sedimentazione per coagulazione sia inferiore o uguale a 5 mg/l; in caso contrario si verificherà un frequente intasamento della cartuccia filtrante, con conseguente aumento dei costi di manutenzione. Manutenzione e Gestione: Pulire regolarmente l'alloggiamento del filtro per rimuovere le impurità depositate sulla parete interna; le cartucce filtranti di ricambio devono essere sigillate e conservate per evitare umidità e contaminazione; cartucce filtranti di materiali diversi non devono essere mescolate per evitare conflitti di materiali che potrebbero portare alla lisciviazione.

(II) Idee sbagliate comuni (errori comuni nel settore, evitare rischi di selezione)

• Idea sbagliata 1: perseguire ciecamente cartucce filtranti ad alta-precisione. Conseguenze: le cartucce filtranti tendono a intasarsi, aumentando la frequenza di sostituzione e i costi di manutenzione; Approccio corretto: selezionare le cartucce in base alla dimensione dei pori del sistema a membrana, seguendo il principio di "adattamento adeguato, non perseguire ciecamente l'alta precisione".

• Idea sbagliata 2: il materiale della cartuccia del filtro è incompatibile con la qualità dell'acqua. Conseguenze: corrosione e danneggiamento della cartuccia filtrante, ingresso di impurità nel sistema a membrana, con conseguenti graffi e intasamenti della membrana; Approccio corretto: selezionare materiali per cartucce filtranti resistenti alla corrosione- in base al pH e al contenuto di ioni cloruro dell'affluente (ad esempio, utilizzare cartucce filtranti in acciaio inossidabile 316L per livelli elevati di ioni cloruro).

• Idea sbagliata 3: i calcoli della quantità della cartuccia filtrante non includono un margine di sicurezza. Conseguenze: quando il flusso fluttua, il carico dell'elemento filtrante diventa troppo elevato, riducendo l'efficienza della filtrazione. Pratica corretta: calcolare il numero di elementi filtranti in base a 1,2 volte la portata di progetto e riservare elementi filtranti di riserva.

• Idea sbagliata 4: la pressione nominale dell'alloggiamento è inferiore alla pressione operativa del sistema a membrana. Conseguenza: la perdita di sovrapressione dell'alloggiamento costituisce un pericolo per la sicurezza. Pratica corretta: la pressione nominale dell'alloggiamento deve essere maggiore o uguale a 1,25 volte la pressione operativa del sistema a membrana.

• Idea errata 5: trascurare il drenaggio e lo sfiato del filtro di sicurezza. Conseguenza: le impurità si accumulano e gli intasamenti d'aria portano ad una filtrazione irregolare e al sovraccarico di alcuni elementi filtranti. Pratica corretta: scaricare e sfiatare regolarmente il filtro per garantire il normale funzionamento.

Caso 1: sistema di riciclaggio RO delle acque reflue di un allevamento di suini su larga scala-(capacità di produzione 30 m³/h)

• Qualità dell'acqua influente: SS=8mg/L, torbidità=2NTU, pH=7.0~7,5, contenuto di ioni cloruro=2000mg/L;

• Schema di selezione: il filtro di sicurezza utilizza un alloggiamento in FRP (φ400 mm, pressione nominale 1,0 MPa), installazione verticale, ingresso inferiore, uscita superiore; l'elemento filtrante utilizza un elemento filtrante in PP soffiato a fusione da 20- pollici (precisione di filtrazione 3μm), portata nominale per elemento singolo 1,5 m³/h, quantità calcolata dell'elemento filtrante=30÷1,5×1.2=24 elementi, selezione effettiva di 24 elementi; dotato di manometro differenziale, uscita di scarico e uscita di sfiato.

• Risultati operativi: il ciclo di sostituzione della cartuccia filtrante è di 10-12 giorni; la pressione differenziale è stabile a 0,05-0,08 MPa; Il funzionamento della membrana RO è stabile, il ciclo di pulizia è esteso a 3 mesi, non si sono verificati graffi sulla membrana o problemi di intasamento e l'acqua prodotta soddisfa gli standard per il riutilizzo.

Caso 2: Sistema di concentrazione RO del concentrato delle acque reflue di desolforazione della centrale elettrica (capacità di produzione 40 m³/h)

• Qualità dell'acqua influente: SS=6 mg/L, torbidità=1.5 NTU, pH=8.0~8,5, contenuto di ioni cloruro=6000 mg/L;

• Schema di selezione: il filtro di sicurezza utilizza un alloggiamento in acciaio inossidabile 316L (φ500 mm, pressione nominale 1,6 MPa), installazione verticale; la cartuccia filtrante utilizza cartucce filtranti pieghettate in PP da 20 pollici (precisione di filtrazione 3μm), portata nominale a cartuccia singola 2,0 m³/h, numero calcolato di cartucce filtranti=40 ÷ 2,0 × 1.2=24 cartucce, selezione effettiva di 24 cartucce; dotato di dispositivo pressa cartuccia filtrante e dispositivo di riflusso automatico.

• Risultati operativi: il ciclo di sostituzione della cartuccia filtrante è di 15-20 giorni; la pressione differenziale è stabile a 0,06-0,09 MPa; La pressione operativa della membrana RO è stabile, la concentrazione del concentrato soddisfa gli standard e non sono stati osservati graffi o corrosione della membrana.

La logica fondamentale per la scelta di un filtro di sicurezza per il trattamento a membrana è "l'idoneità al sistema a membrana, l'idoneità alla qualità dell'acqua influente e l'idoneità alle condizioni operative". Non è necessario perseguire configurazioni-di fascia alta; l'attenzione dovrebbe essere posta su "abbinamento preciso, stabilità e affidabilità, funzionamento e manutenzione convenienti".

La selezione dovrebbe seguire tre fasi fondamentali: in primo luogo, chiarire la qualità dell'acqua influente, i parametri del sistema a membrana e le condizioni operative; quindi, determinare la cartuccia del filtro (precisione, materiale, specifiche), l'alloggiamento (materiale, pressione nominale, struttura) e le specifiche (numero di cartucce del filtro, diametro del filtro); infine, ottimizzare la selezione in base allo scenario specifico, evitando le insidie ​​​​comuni.

Una selezione adeguata non solo protegge efficacemente gli elementi della membrana e prolunga la durata della membrana, ma riduce anche i costi operativi e di manutenzione e garantisce un funzionamento stabile del sistema a membrana. Si tratta di un passaggio cruciale per l’implementazione di successo dei progetti di trattamento delle membrane e richiede adattamenti flessibili basati sulle condizioni ingegneristiche effettive, evitando l’applicazione cieca di soluzioni standard.