Ultrafiltration vs filtration multimédia avant RO: Guide de prétraitement de l'acheteur

Présentation

La filtration multimédia peut être une option pratique de prétraitement RO pour l'eau relativement stable avec une charge en suspension et colloïdale gérable, une capacité suffisante de lavage du dos et un programme chimique bien contrôlé. L'ultrafiltration est souvent le candidat le plus fort lorsque la source est variable, lorsqu'une barrière membranaire définie aux particules et aux colloïdes est précieuse, ou lorsque les eaux usées traitées et les eaux de surface difficiles rendent le contrôle de l'encrassement des RO plus exigeant.

Aucune des deux options n'est automatiquement meilleure. L'UF ajoute l'intégrité de la membrane, le lavage à dos, le lavage à dos amélioré chimiquement et la gestion des concentrés. La filtration multimédia utilise un principe de filtration en profondeur plus simple, mais sa qualité de filtrat peut changer avec les conditions d'eau brute, l'état du milieu, la charge du filtre, la coagulation et les performances de lavage arrière.

Plus important encore, ni l'UF ni la filtration des médias ne résolvent tous les problèmes de prétraitement RO. La dureté dissoute, la silice, le baryum, le strontium, l'alcalinité, les organiques dissous, les oxydants, l'huile, la croissance microbiologique, la chimie du fer et du manganèse et les coagulants incompatibles peuvent nécessiter des contrôles distincts. La bonne sélection est donc basée sur la conception complète de l'eau d'alimentation et du RO, et non sur la turbidité seule.

La réponse directe

Liste restreinte filtration multimédia lorsque:

• la turbidité source-eau et la charge des particules sont relativement stables;
• la coagulation en amont, la clarification ou tout autre contrôle des solides est fiable;
• les exigences de qualité d'alimentation du fournisseur de RO peuvent être satisfaites dans toute l'enveloppe d'exploitation;
• l'eau de lavage arrière et la manutention des déchets sont disponibles;
• le projet favorise une étape de filtration de profondeur moins complexe familière.

Liste restreinte ultrafiltration lorsque:

• les eaux de surface, les eaux clarifiées ou les eaux usées traitées varient en fonction de la teneur en particules et en colloïdes;
• une barrière de membrane physique et une surveillance de l'intégrité sont importantes;
• la superficie disponible est limitée;
• l'élimination stable des particules est utile pour le fonctionnement en aval des RO; et
• l'usine peut gérer le lavage périodique du dos, l'affouillement de l'air le cas échéant, le lavage chimiquement amélioré, le nettoyage des produits chimiques et le rejet de l'UF.

La sélection doit être confirmée au moyen de données d'alimentation de séries chronologiques, d'un examen des risques d'encrassement et d'essais pilotes ou de démonstration lorsque la source est variable ou inconnue.

Pourquoi le prétraitement RO ne peut pas être un post-réflexion

Les membranes d'osmose inverse concentrent les matériaux rejetés à mesure que l'eau pénètre dans la membrane. Les particules, les colloïdes, les sels précipités, les métaux, les matières organiques et les matières biologiques peuvent s'accumuler à la surface de la membrane ou dans les canaux d'alimentation. Le prétraitement vise à maintenir ces risques dans le cadre de la conception et des hypothèses d'exploitation utilisées pour le système RO.

Le manuel technique DuPont FilmTec indique qu'un prétraitement efficace est nécessaire pour réduire au minimum l'encrassement, l'échelle et la dégradation de la membrane et pour optimiser le débit, la qualité, la récupération et les coûts d'exploitation du produit. Il énumère la filtration des milieux, l'ultrafiltration et la microfiltration des flux croisés parmi les méthodes utilisées pour réduire l'indice de densité de limon, tout en soulignant que la qualité du filtrat dépend des paramètres d'alimentation, de particules, de milieux et de fonctionnement.

Cela conduit à un principe d'approvisionnement utile: préciser le devoir de prétraitement par rapport à l'enveloppe d'alimentation des RO. N'achetez pas un filtre seulement parce qu'il a fonctionné sur une source différente.

Comment fonctionne la filtration multimédia

Un filtre multimédia utilise des couches de médias granulaires de différentes tailles et densités pour capturer les particules en suspension à travers la profondeur du lit. Les arrangements communs utilisent des couches de support plus grossières et des milieux de filtration plus fins, mais la combinaison exacte, la profondeur du lit, la configuration du récipient et le taux de chargement sont spécifiques au projet.

Au cours de la filtration, la perte de tête augmente lorsque les solides s'accumulent. Le filtre est ensuite déchiqueté — souvent avec de l'eau et parfois de l'air — pour étendre et nettoyer le lit. Les médias doivent se réinsérer dans une structure stratifiée efficace avant que l'unité ne retourne au service. La fréquence du lavage arrière peut être contrôlée par le temps, la pression différentielle, la qualité du filtrat ou une combinaison.

La performance de filtration des médias dépend:

• la taille et la concentration des particules influentes;
• efficacité de la coagulation ou de la clarification en amont;
• vitesse de filtration et durée de fonctionnement;
• type de média, taille, profondeur, âge et propreté;
• la distribution des bateaux et des eaux souterraines;
• écoulement, expansion, durée et qualité de l'eau;
• fonctionnement pendant le démarrage et après le lavage arrière;
• croissance biologique ou encrassement dans le lit.

Sa simplicité apparente n'est un avantage que lorsque ces fondamentaux sont contrôlés.

Fonctionnement de l'ultrafiltration

L'ultrafiltration utilise une membrane poreuse sous pression pour retenir les particules en suspension, les colloïdes et les matériaux macromoléculaires plus grands tout en permettant à l'eau et aux petits constituants dissous de passer. Les modules UF peuvent fonctionner à l'extérieur ou à l'intérieur et peuvent utiliser des modes morts ou d'autres modes hydrauliques selon le produit et l'application.

DuPont décrit ses produits UF comme un prétraitement pour des applications de dessalement, d'eau industrielle et de réutilisation de l'eau. Le fournisseur cite une gamme nominale de pores d'environ 0,02–0,05 micromètres pour son propre portefeuille d'UF; cela ne devrait pas être traité comme une spécification universelle pour chaque membrane. Les acheteurs doivent utiliser les données de membrane vérifiées du fabricant sélectionné.

UF opération comprend normalement:

• cycles de filtration;
• lavage périodique du dos;
• l'écoulement d'air pour les conceptions de modules applicables;
• le lavage à des intervalles définis;
• nettoyage en place lorsque la performance normalisée indique qu'elle est nécessaire;
• les essais ou la surveillance de l'intégrité;
• à rejeter et à nettoyer les déchets.

L'UF crée une barrière physique plus définie qu'un lit granulaire, mais il faut gérer activement l'état de la membrane, son intégrité, son encrassement, son nettoyage et sa récupération.

Filtre UF vs Multimedia : Comparaison avec les acheteurs

Le tableau définit les catégories de comparaison et non les performances garanties. Les valeurs finales dépendent du support choisi ou du produit UF et de l'eau réelle.

Questions relatives aux eaux usées Décider de la sélection

Quelle est la source?

L'eau souterraine, l'approvisionnement municipal, l'eau de surface, l'eau de rivière clarifiée, l'eau de mer, la soufflerie de refroidissement et les eaux usées traitées présentent différents risques. L'eau industrielle n'est pas une description de source suffisante. Identifier le traitement en amont et si la source change de façon saisonnière ou avec l'exploitation de l'usine.

Quelle est la variabilité de la turbidité et de l'IDS?

Quelques échantillons ponctuels peuvent manquer les tempêtes, les périodes d'algues, les perturbations du clarificateur ou le nettoyage des rejets. Fournir un indice de turbidité et de densité de limon de séries chronologiques lorsque disponible et relier les pics aux conditions d'exploitation. Le manuel de DuPont-S donne une ligne directrice d'alimentation en RO de SDI15 pas plus de 5 et recommande moins de 3 pour minimiser l'encrassement colloïdal pour ses conseils de conception de membrane. Ceci est utile comme guide du fabricant, pas une garantie de performance universelle ou un substitut aux exigences du fournisseur RO sélectionné.

Les particules sont - elles vraiment particulaires?

La turbidité, les colloïdes, les métaux précipités, le matériel biologique et les organiques dissous se comportent différemment. Une faible valeur de turbidité ne prouve pas un faible potentiel organique ou biologique d'encrassement. Les analyses filtrées et non filtrées, les observations de particules, les tendances de l'IDS et l'historique chimique en amont aident à distinguer les risques.

L'huile ou les surfactants sont-ils présents?

L'huile, la graisse, les dégivrages, les nettoyants et les surfactants peuvent endommager les milieux, l'UF et le RO de différentes façons. La séparation de la source, la séparation de l'huile, l'adsorption ou les changements chimiques peuvent être nécessaires avant chaque filtre. Ne présumez pas que l'UF est une barrière protectrice contre tous les contaminants organiques.

Quelle est la condition microbiologique?

Les eaux de surface et les eaux réutilisées peuvent présenter un risque biologique plus élevé. Examiner la stratégie de désinfectant, la charge nutritive, l'entreposage, les jambes mortes, la température et la compatibilité avec les matériaux UF et RO. Une membrane en amont peut enlever les particules et les microorganismes à une intégrité donnée, mais la repousse en aval reste possible si le système n'est pas géré de façon hygiénique.

Quelles espèces dissoutes sont présentes?

La dureté, l'alcalinité, le sulfate, la silice, le baryum, le strontium, le fluorure, le phosphate et les métaux peuvent précipiter à mesure que la récupération des RO augmente. La filtration multimédia et l'UF n'enlèvent pas la plupart des sels réellement dissous. L'adoucissement, l'ajustement du pH, l'antiscalant, l'oxydation/filtration, l'échange d'ions ou un autre processus peuvent encore être nécessaires en fonction de la projection de RO.

Lorsque la filtration multimédia Est un choix défendable

La filtration des médias devrait rester sur la liste restreinte lorsque la source est stable et que le processus en amont produit déjà une eau uniforme et filtrante. Il peut être attrayant lorsque le personnel de l'usine connaît les filtres des navires, que l'eau de lavage est disponible, que le retour des déchets est gérable et que l'empreinte n'est pas critique.

La proposition devrait définir:

• nombre de filtres et philosophie de fonctionnement/d'attente;
• la spécification du support et la profondeur du lit;
• la vitesse de filtration et l'état maximal de la conception;
• la séquence de déclenchement et de lavage;
• l'exigence relative à l'air pur;
• l'alimentation et la destination en lavage arrière;
• surveillance de la pression différentielle et de la turbidité;
• les dispositions relatives au chargement, à l'échantillonnage, au remplacement et à l'élimination des milieux;
• Critères de démarrage au service après lavage.

Lorsque la coagulation est utilisée en amont, confirmer l'identité chimique, la plage de dose, le mélange, le pH et la compatibilité avec le RO en aval. Le report coagulant peut changer le comportement d'encrassement.

Quand UF Est un choix défendable

L'UF mérite d'être sérieusement prise en considération lorsque la qualité de l'eau varie, que les conséquences de l'encrassement sont élevées, que l'espace est restreint ou qu'une barrière aux particules plus définie est nécessaire. Il est généralement évalué pour les eaux de surface, le prétraitement de l'eau de mer et la réutilisation de l'eau, mais la source a encore besoin d'un dépistage adéquat en amont, d'un contrôle des hydrocarbures et d'une gestion chimique.

La proposition devrait définir:

• le fabricant, le module, le matériau et la direction de l'écoulement de la membrane;
• calcul du flux net et de la température;
• conditions normales et maximales d'alimentation;
• la filtration, le lavage à l'arrière, l'aération, la CEB et les séquences CIP;
• la production brute et nette d'eau;
• la méthode d'essai d'intégrité et la réponse à la défaillance;
• identités chimiques, concentrations, temps de contact et parcours des déchets;
• les indicateurs de performance et les déclencheurs de nettoyage normalisés;
• l'isolement des modules, l'accès de remplacement et la conservation;
• Stockage des filtrats UF et contrôle d'hygiène en aval.

Un débit brut élevé n'est pas le même que l'alimentation en RO utilisable. Comparer la production nette après lavage, cycles chimiques, temps d'arrêt et de rejet.

Ni l'une ni l'autre option ne remplace le prétraitement complet des RO

Le train peut encore nécessiter un contrôle, une clarification ou un DAF, un contrôle du fer et du manganèse, un traitement organique, un adoucissement ou un antiscalant, un ajustement du pH, une désinfection/déchloration compatible et une filtration finale des cartouches. La projection de RO doit utiliser l'analyse ionique réelle, la température, la récupération, le flux et la membrane sélectionnée. Le prétraitement doit alors tenir compte des risques spécifiques d'encrassement, de graduation, d'oxydation et biologiques identifiés par cette projection et l'historique source-eau.

Comparer les entrées du cycle de vie, non seulement filtrer la turbidité

Comparez les deux options sur la même base de production nette et de disponibilité:

Ne comparez pas les coûts annuels à l'aide d'hypothèses différentes en matière de qualité des aliments pour animaux, de récupération nette ou de disponibilité.

Stratégie d'essai pour une décision défendable

Établir des données de base

Recueillir des données de base sur les saisons et les modes d'exploitation pertinents. Inclure les tendances de turbidité et d'IDS, la température, le pH, la conductivité, les ions majeurs, l'alcalinité, la dureté, la silice, le fer, le manganèse, les produits organiques, le cas échéant, les indicateurs microbiologiques, le pétrole et les produits chimiques en amont. Marquer les limites de détection et les méthodes d'analyse.

Essai du train de prétraitement proposé

Pour la filtration des milieux, évaluer la charge réaliste, la coagulation en cas d'utilisation, la longueur d'exécution, la pression différentielle, le mûrissement après le lavage arrière, la qualité du filtrat et l'efficacité du lavage arrière. Pour l'UF, évaluer le flux durable, la pression transmembranaire, la récupération du cycle, l'intégrité, la réponse CEB/CIP, rejeter la qualité et le fonctionnement stable à travers les changements d'alimentation.

Connectez le résultat à l'opération RO

Ne vous arrêtez pas à la turbidité du prétraitement. Examiner les indicateurs d'encrassement SDI ou d'autres indicateurs convenus, la charge des cartouches-filtres, la pression différentielle normalisée RO, le débit normalisé du perméat, les hypothèses de fréquence de nettoyage et les conseils d'un fournisseur de membranes. Un pilote devrait être suffisamment long pour rencontrer une variation significative de l'alimentation; une courte démonstration sur de l'eau exceptionnellement propre n'est pas représentative.

Écrire une base d'acceptation

Indiquer l'enveloppe de l'eau d'alimentation, la production nette, la base de disponibilité, les critères de filtrat, le calcul de la récupération, la base chimique, le temps d'arrêt autorisé, la durée d'essai, la méthode de mesure et la réponse aux aliments hors gamme. Contrôles fonctionnels distincts de l'usine des tests de performance du site.

Moyen article CTA

Examiner votre base de prétraitement RO Envoyer l'analyse source-eau, la turbidité et l'historique SDI, le débit d'alimentation requis RO, la cible de récupération, les variations saisonnières et les voies de traitement des déchets disponibles. Baihuipu peut identifier les entrées manquantes avant qu'une configuration d'UF ou de filtration médias soit sélectionnée. Envoyer vos exigences

Essai d'usine, inspection de l'expédition et préparation de l'installation

Les essais en usine peuvent vérifier l'assemblage de dérapage, les essais de pression lorsque cela est spécifié, les valves, les pompes, les instruments, les séquences de commande, les alarmes, les verrouillages, la logique de lavage arrière, les fonctions de dérapage chimique et la documentation électrique. Les contrôles d'intégrité UF peuvent être effectués selon le module sélectionné et la procédure d'essai. L'analyse de l'eau propre ne prouve pas un taux d'encrassement à long terme ni une fréquence de nettoyage sur la source de l'acheteur.

L'inspection de l'expédition doit confirmer la conservation de la membrane, le cas échéant, le plan d'emballage ou de chargement des supports, les boîtiers de cartouches, les instruments, les pompes chimiques, les articles en vrac, les pièces de rechange, les raccords plafonnés, les points de levage, les listes d'emballage et les conditions de stockage. Les membranes et les produits chimiques peuvent avoir des limites de température ou de durée de conservation qui doivent être coordonnées avec le transport et l'entreposage sur place.

La préparation de l'installation devrait confirmer les interfaces des réservoirs d'alimentation et de filtrat, les voies de drainage, de lavage arrière et de recyclage des déchets du CIP, le regroupement chimique, la ventilation, la puissance, l'air d'instrument si nécessaire, l'accès au support de chargement ou le remplacement des modules UF, et la conservation pendant la mise en service retardée. Les équipes de RO, de prétraitement et de contrôle chimique devraient utiliser un seul programme d'interface.

Erreurs de sélection communes

Traiter un seul résultat d'IDS comme l'enveloppe de conception

L'IDS est utile mais sensible à l'échantillonnage, à la température, à la pratique d'essai et au changement de l'eau. Utiliser un contexte de tendance et de source. Une faible valeur sur un jour ne prouve pas que les conditions de tempête, de nettoyage, d'algues ou de clarificateur sont contrôlées.

Supposons que l'UF élimine les sels de calibrage dissous

L'UF sépare principalement les particules, les colloïdes et les matériaux macromoléculaires plus grands selon les caractéristiques de la membrane. La dureté dissoute, la silice, le sulfate et d'autres ions passent généralement par et doivent être contrôlés par la conception de RO et la chimie appropriée ou les processus en amont.

Comparaison du débit brut d'UF avec le débit net d'UF

Les deux systèmes perdent leur production au lavage arrière et à l'entretien. Comparer les aliments réutilisables à la même disponibilité, l'état des aliments et la limite des déchets. Inclure le temps d'arrêt CEB/CIP et, le cas échéant, le filtre à déchets après lavage.

Ignorer l'élimination des déchets de nettoyage

Le nettoyage UF peut générer des déchets chimiquement distincts. Le lavage à l'arrière des médias peut envoyer une impulsion solide élevée à la tête. Confirmer que le processus de réception peut supporter la charge hydraulique, solide, pH, oxydant et chimique.

Sélection par prix de capital seul

Le prix de l'équipement ne tient pas compte du nettoyage des RO, du remplacement des cartouches, de la perte d'eau, des produits chimiques, du remplacement des médias ou des modules, du travail, des temps d'arrêt et du traitement des déchets. Comparer une base transparente du cycle de vie sans inventer d'économies annuelles non soutenues.

FAQ

L'ultrafiltration est-elle toujours meilleure que la filtration multimédia avant RO ?

C'est pas vrai. L'UF peut fournir une barrière de particules et de colloïdes plus définie, qui est utile pour les sources variables, mais elle ajoute des exigences de fonctionnement, de nettoyage, d'intégrité et de gestion des déchets. L'eau stable et bien identifiée peut être traitée efficacement par un filtre à médias correctement conçu et utilisé.

Quelles DTS devraient avoir les aliments RO?

Utilisez le guide actuel du fournisseur de membrane sélectionné. Le manuel DuPont FilmTec donne SDI15 de 5 ou moins comme ligne directrice et recommande en dessous de 3 de minimiser les encrassements colloïdaux pour ses systèmes membranaires. Cela ne garantit pas un fonctionnement sans encrassement et ne remplace pas un examen complet des eaux d'alimentation.

L'UF peut-il enlever la dureté ou la silice avant RO?

L'UF n'enlève normalement pas la dureté ou la silice réellement dissoutes. Il peut éliminer les formes particulaires ou colloïdales dans des conditions spécifiques, mais le risque d'échelle dissoute nécessite toujours une projection de RO et un adoucissement approprié, un antiscalant, un contrôle du pH, des limites de récupération ou un autre procédé.

Comment la récupération de l'UF doit-elle être comparée à la récupération du filtre média?

Utiliser le filtrat net utilisable sur une période commune. Soustrayez le lavage arrière, le rinçage, la solution CEB/CIP, le filtre à déchets, les temps d'arrêt et l'eau hors spécification. Indiquer si des déchets sont récupérés ailleurs dans l'usine.

Quand les essais pilotes sont-ils justifiés?

Les essais pilotes sont utiles pour les eaux de surface variables, la réutilisation de l'eau, les sources industrielles inconnues, l'incertitude de compatibilité des coagulants, les conséquences élevées de l'utilisation des RO ou lorsque les décisions relatives au cycle de vie dépendent d'un flux durable, de la longueur d'exécution, de la réponse au nettoyage et de la récupération nette.

Quelles informations appartiennent à une RFQ prétraitement RO?

Inclure les processus de source et d'amont, l'analyse complète de l'eau, la turbidité et les tendances de l'IDS, la température, le débit normal et le débit maximal, l'objectif d'alimentation et de récupération des RO, les intrants de projection à l'échelle, les produits chimiques, le risque biologique et pétrolier, la disponibilité nette, les routes de déchets, les services publics, l'espace, l'automatisation et les exigences relatives aux essais d'acceptation.

Conclusion

La filtration multimédia et l'ultrafiltration peuvent préparer l'eau à l'osmose inverse, mais elles gèrent le risque de particules différemment. Les filtres à médias utilisent un lit de profondeur granulaire dont la performance dépend du chargement, de l'état du support, de la coagulation et du lavage à l'arrière. L'UF utilise une barrière membranaire dont la performance dépend du flux, de l'intégrité, du contrôle d'encrassement, du nettoyage et de la récupération.

Le meilleur choix est celui qui répond aux besoins d'alimentation des membranes RO sélectionnées dans l'enveloppe source-eau réelle tout en installant le bilan d'eau de l'usine, la route des déchets, la capacité de l'opérateur, l'empreinte et le plan de cycle de vie. Un achat défendable relie donc les données sur l'eau de série chronologique, les essais de prétraitement, les projections de conception des RO, la portée auxiliaire complète et les critères d'acceptation mesurables.

CTA final

Demander un examen préalable du traitement Partagez votre analyse source-eau, l'IDS et l'historique de turbidité, l'alimentation nette requise, la cible de récupération, le calendrier d'exploitation, les contraintes du site et les routes de déchets. Baihuipu peut aider à structurer les entrées nécessaires pour comparer la filtration UF et multimédia. Obtenez un devis

Références

• DuPont FilmTec Manuel technique des membranes d'osmose inverse
• DuPont — Technologie d'ultrafiltration
• DuPont WAVE — Lignes directrices pour la conception des RO
• DuPont — Technologie de l'osmose inverse