Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член

Сравнительные характеристики мембранных элементов

Основные сравнительные характеристики мембранных рулонных обратноосмотических элементов ведущих мировых производителей

 

Несмотря на то, что МП были открыты сравнительно давно (еще в 1748 году), настоящий прогресс в промышленном применении этих процессов связан с успехами в получении и переработке полимерных материалов в 60-70 годы ХХ века. Поэтому первые большие установки опреснения морской воды на основе обратноосмотических мембранных элементов появились только в середине 70-х годов ХХ века. И лишь совсем недавно, в середине 90-х годов, внедрение мембранных методов очистки воды стало носить поистине массовый характер.

Сегодня в условиях нехватки пресной воды в ряде государств и постоянно растущей потребности в очищенной воде со стороны промышленности основной областью применения МП стало получение питьевой и деминерализованной воды для промышленных нужд из различных по  водоисточников.

Из всех МП наиболее широко в настоящий момент применяется обратный осмос: 80 – 85 % всех приложений используют именно этот процесс. И лишь 15 – 20 % приходится на долю всех остальных МП, хотя их доля в последнее время неуклонно растет.

Обратный осмос является одним из наиболее перспективных и экономичных методов получения очищенной (умягченной и деминерализованной воды), а также более экологически чистым в сравнении с ионообменными или сорбционными технологиями.

В ряде случаев обратный осмос (удаление из воды таких загрязнений, как аммоний, фтор, литий, бор и т.п.) вообще является практически единственным экономически оправданным методом.

В течение более чем 30 лет производители непрерывно совершенствовали характеристики ОО мембран и элементов на их основе, постоянно повышая как производительность и селективность, так и стойкость к химическим реагентам и различным загрязнениям, а также улучшать их гидравлические характеристики. За это время в ходе острой конкуренции сформировался достаточно небольшой круг ведущих производителей мембранных элементов (см. диаграмму, с полным перечнем производителей можно ознакомиться на сайте: www.tcn.zaq.ne.jp/membrane/english/MembManufE.htm).

В данном обзоре мы хотели бы привести и сравнить основные характеристики современных ОО элементов ведущих производителей (американских и японских компаний, а также продукцию относительно новой  на этом рынке – корейской компании SAEHAN), которым принадлежит более 90% рынка всех мембран. Помимо этого мы хотели бы также обсудить дальнейшие тенденции в развитии рынка мембранных элементов.

В таблицах, приведенных ниже, указаны только характеристики стандартных ОО элементов номинальным диаметром 4 дюйма (100 мм) и 8 дюймов (200 мм) и номинальной длиной 40 дюймов (1016 мм), совместимых между собой по основным размерам. Все элементы диаметром 4 дюйма (100 мм) имеют выступающую пермеатную трубку с наружним диаметром 19 мм, элементы диаметром 8 дюймов (200 мм) – внутреннюю пермеатную трубку с диаметром 28,6 мм, элементы диаметром 8 дюймов (200 мм) с увеличенной поверхностью – внутреннюю пермеатную трубку с диаметром 38 мм.

Стоит также отметить, что основные характеристики элементов приведены при различных тестовых условиях, указанных в соответствующих каталогах.

Все данные, содержащиеся в таблицах, взяты из общедоступных источников (электронные каталоги и веб-сайты производителей).

Таблица 1 (подробнее)

Таблица 2 (подробнее)

Таблица 3 (подробнее)

Таблица 4 (подробнее)

Таблица 5 (подробнее)

Сравнивая основные характеристики мембранных элементов, приведенных в таблицах, можно сделать вывод, что однотипные мембранные элементы от различных производителей имеют, за редким исключением, довольно близкие характеристики. Этот факт, а также совместимость по геометрическим размерам делает их взаимозаменяемыми и позволяет конечному пользователю забыть о проблемах «совместимости» и выбора того или иного производителя. Следует также отметить, что главные улучшения характеристик мембран связаны со снижением рабочего давления (а значит и энергопотребления) при сохранении или повышении селективности, что особенно актуально при мембранном опреснении морских и высокосоленых вод. В частности, большая часть производителей (FilmTec, Hydranautics, TORAY) имеет в своем активе низконапорные мембраны для морских вод.

Помимо этого практически все производители стремятся увеличить плотность упаковки мембранных элементов, т.е. увеличить рабочую поверхность и производительность элемента при сохранении его размеров, гидравлических и механических характеристик. Это позволяет снизить материалоемкость, а значит и стоимость  мембранной системы при одновременном повышении ее производительности.

Обратноосмотическая установка

Обратноосмотическая установка

Также существенно расширился рабочий диапазон рН, что позволяет проводить более жесткие и эффективные реагентные промывки без повреждения мембран и потери их характеристик, а значит и увеличить ресурс мембранных элементов.

Учитывая имеющиеся тенденции, можно ожидать, что в ближайшем будущем получат широкое распространение мембранные элементы больших диаметров (10, 12, 16 и более дюймов) и длин (60 дюймов) с огромной рабочей поверхностью. Например, компания Koch Membrane Systems является первой компанией, которая массово производит элементы диаметром вплоть до 18 дюймов и длиной 60 дюймов (торговая марка Magnum и MegaMagnum).

Также можно ожидать дальнейшего снижения рабочего давления  мембранных элементов при сохранении или повышении селективности. Например, компании Hydranautics и TORAY уже имеют в своем арсенале сверхнизконапорные ОО элементы с минимальной селективностью 99% при рабочем давлении ниже 7 бар, чего пока нет у других компаний. Компания GE Water вывела на рынок (пока только для бытовых и коммерческих применений) ОО мембраны сверхнизкого давления (4-5 бар) и средней селективности 95%, работающие от давления водопроводной сети.

Стоит также отметить, что продукция компании SAEHAN, несмотря на относительно недавний выход компании на мембранный рынок, по своим характеристикам практически ни в чем не уступает более старым и именитым производителям. Можно также ожидать появления на этом рынке китайских производителей с их сверхнизкими ценами, что может несколько повлиять на общий уровень цен на мембранные элементы.

Возможно, в ближайшем будущем достигнута давняя мечта всех производителей – хлоростойкие полиамидные обратноосмотические элементы с приемлемой для коммерческого применения ценой  и высокими значениями производительности и селективности. По крайней мере, многие производители давно ведут разработки в этой области, а уже упомянутые ранее компании Hydranautics и TORAY уже имеют в своем арсенале хлоростойкие нанофильтрационные мембраны из синтетических полимеров (полипиперазинамид, сульфированный полиэфирсульфон и др.).

Широкий спектр производимых мембранных элементов, позволяет их широко применять в  различных областях водоподготовки. Высокоселективные мембранные элементы с селективностью 99,2-99,7% широко применяются в схемах глубокой деминерализации воды, их применение дает возможность снизить общую минерализацию исходной питающей воды в 100-200 раз, и достигать электропроводности фильтрата 2,0-3,0 мкСм/см. Низконапорные и ультранизконапорные мембранные элементы обладают меньшей селективностью, но большей производительностью по фильтрату, что позволяет получать воду с большим содержанием микроэлементов в очищенной воде и широко применять такие мембранные элементы в области получения высококачественной питьевой воды, а также в пищевой промышленности. Нанофильтрационные мембранные элементы обладают более высокой производительностью, по сравнению с обратноосмотическими элементами,  а их селективность может значительно различаться. Так, например, селективности нанофильтрационных мембранных элементов производимых компанией DOW могут быть от 50,0 до 90,0%. Такой широкий диапазон мембран дает возможность выбора того или иного типа нанофильтрационных элементов для получения очищенной воды необходимого качества. Опреснение высокоминерализованных вод методом обратного осмоса с применением «морских» мембранных элементов позволяет получать  пресную воду для водоснабжения в одну ступень фильтрования, благодаря высокой плотности и селективности мембранного полотна. Такие системы дают возможность получать пресную питьевую воду из морской с минимальными затратами энергии.

Подводя итог нашему обзору, можно сказать, что прогресс в этой области идет стремительными темпами и мембранные методы разделения сегодня – это уже отлаженная и надежная технология для получения чистых продуктов в самых разных областях.

Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “Сантехника” за №6'2006

распечатать статью распечатать статью


Реклама
Реклама на нашем сайте
Яндекс цитирования

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте