1 Procesul de purificare a apei folosind Filtrul AutoFilt TwistFlow - ATF Folosirea filtrelor cu autocuratire RF3 la o uzina de potabilizarea apei Scopul acestui studiu este de a testa si de a evalua recent creatul filtru HYDAC AutoFilt® TwistFlow utilizat în procesul de tratare a apei procesate şi a celei din servicii provenind din apa de suprafaţă. Practic acest echipament este adecvat pentru separarea particulelor de diferite densităţi din apa si din fluidele similare cu apa în cazul în care acestea sunt în suspensie. În principiu, acest nou filtru este un hibrid între un separator centrifugal şi un filtru inline, şi din cauza debitu- lui său excepţional el garantează de asemenea o fiabilitate operaţională atunci când procesează cantităţi mai mari de par- ticule solide. Eficienţa, precum şi avantajele tehnice şi economice ale Filtrului HYDAC AutoFilt® TwistFlow au fost demon- strate în studii pe termen lung prin tratarea apei de răcire şi a celei din servicii provenind din apa pluvială. Pentru aceasta, apa necesara instalatiei a fost extrasă direct din apa pluvială şi a fost în mod continuu purificată prin filtrul ATF. Studiile au demonstrat că menţinerea unei filtrări stabile şi de calitate este posibilă în mod evident, în orice moment, prin folosirea filtrului TwistFlow, în special în cazul în care au existat fluc- tuaţii mari ale nivelului de particule solide, ale presiunii de operare şi a debitului. În comparaţie cu filtrele standard, acesta reprezintă un avantaj clar, deoarece filtrul - având o cădere optimizată de presiune - este în special potrivit pentru a pre-filtra apa de suprafaţă. Multe operatii industriale necesită pentru procesele de producţie şi de fabricaţie o gamă variată de ape procesate şi de servicii. Aceasta se referă de exemplu la apa folosită pentru răcire, spălare şi limpezire, apa de etansare pentru etansari rototive, apă pentru deservire utilizată la prepararea soluţiilor chimice, etc. A utiliza apă potabilă sau conductele magistrale de apă pentru astfel de procesări este, în general, prea costisi- tor, astfel că în aceste cazuri este utilizată apa de adâncime şi de suprafaţă. În funcţie de cerere şi de calitatea apei brute, este necesară o tratare mai complexă sau mai puţin complexă a apei pentru a atinge nivelul cerut de calitate al acesteia. (Continuare la pag. 2) Buletin informativ HYDAC Romania Nr. 1 / 2009 Un tratament initial optim al apei netratate este o cerinţă importantă pentru desalinarea sigura si economică a apei folosind procese de trecere a presiunii prin membrană cum ar fi nanofiltrarea sau osmoza inversă. Principalul obiec- tiv al prezentului studiu a fost astfel acela de a evalua şi apre- cia un filtru automat cu curgere inversă, AutoFilt ® RF 3 ca un filtru de prefiltrare, cand se produce apă de băut din apă sălcie sau sărată. Construcţia şi funcţionarea sistemului automat de filtrare precum şi designul nou createlor elemente de filtrare conice sunt prezentate mai întai. Pe lângă aceasta, există aici un raport asupra proiectelor pilot ce folosesc filtrul automat cu curgere inversă din uzina americană de tratare a apei nu- mită ,Indian River County” (Vero Beach, Florida) pentru a evalua performanţa filtrării. Această uzină de tratare a apei produce apă potabilă din apă de fântână sălcie. Uzina foloseşte un proces de tratament tipic care este în esenţa un pre- tratament folosind filtrarea fină şi osmoza inversa amplasata în aval. Ca urmare a finalizării cu succes a proiectelor pilot, operatorul sistemului a dotat instalatia cu un filtru cu curgere inversă AutoFilt ® RF 3-4. Filtrarea continuă a contaminantilor solizi înaintea cartuselor filtrante, a crescut, în mod spectacu- los durata lor de viaţă. Aceasta a redus în mod simţitor numă- rul de elemente cerute pentru inlocuire şi a însemnat că siste- (Continuare la pagina 5) Fig. 1: Suprafata de apa cu un continut ridicat de particule solide
Transcript
1
Procesul de purificare a apei folosind Filtrul AutoFilt
TwistFlow - ATF
Folosirea filtrelor cu autocuratire RF3 la o uzina de
potabilizarea apei
Scopul acestui studiu este de a testa si de a evalua
recent creatul filtru HYDAC AutoFilt® TwistFlow utilizat în
procesul de tratare a apei procesate şi a celei din servicii
provenind din apa de suprafaţă. Practic acest echipament este
adecvat pentru separarea particulelor de diferite densităţi din
apa si din fluidele similare cu apa în cazul în care acestea sunt
în suspensie. În principiu, acest nou filtru este un hibrid între
un separator centrifugal şi un filtru inline, şi din cauza debitu-
lui său excepţional el garantează de asemenea o fiabilitate
operaţională atunci când procesează cantităţi mai mari de par-
ticule solide.
Eficienţa, precum şi avantajele tehnice şi economice
ale Filtrului HYDAC AutoFilt® TwistFlow au fost demon-
strate în studii pe termen lung prin tratarea apei de răcire şi a
celei din servicii provenind din apa pluvială. Pentru aceasta,
apa necesara instalatiei a fost extrasă direct din apa pluvială
şi a fost în mod continuu purificată prin filtrul ATF. Studiile
au demonstrat că menţinerea unei filtrări stabile şi de calitate
este posibilă în mod evident, în orice moment, prin folosirea
filtrului TwistFlow, în special în cazul în care au existat fluc-
tuaţii mari ale nivelului de particule solide, ale presiunii de
operare şi a debitului. În comparaţie cu filtrele standard,
acesta reprezintă un avantaj clar, deoarece filtrul- având o
cădere optimizată de presiune - este în special potrivit pentru
a pre-filtra apa de suprafaţă.
Multe operatii industriale necesită pentru procesele de
producţie şi de fabricaţie o gamă variată de ape procesate şi de
servicii. Aceasta se referă de exemplu la apa folosită pentru
răcire, spălare şi limpezire, apa de etansare pentru etansari
rototive, apă pentru deservire utilizată la prepararea soluţiilor
chimice, etc. A utiliza apă potabilă sau conductele magistrale
de apă pentru astfel de procesări este, în general, prea costisi-
tor, astfel că în aceste cazuri este utilizată apa de adâncime şi
de suprafaţă. În funcţie de cerere şi de calitatea apei brute, este
necesară o tratare mai complexă sau mai puţin complexă a apei
pentru a atinge nivelul cerut de calitate al acesteia.
(Continuare la pag. 2)
Buletin informativ HYDAC Romania
Nr. 1 / 2009
Un tratament initial optim al apei netratate este o
cerinţă importantă pentru desalinarea sigura si economică a
apei folosind procese de trecere a presiunii prin membrană
cum ar fi nanofiltrarea sau osmoza inversă. Principalul obiec-
tiv al prezentului studiu a fost astfel acela de a evalua şi apre-
cia un filtru automat cu curgere inversă, AutoFilt® RF 3 ca un
filtru de prefiltrare, cand se produce apă de băut din apă sălcie
sau sărată. Construcţia şi funcţionarea sistemului automat de
filtrare precum şi designul nou createlor elemente de filtrare
conice sunt prezentate mai întai. Pe lângă aceasta, există aici
un raport asupra proiectelor pilot ce folosesc filtrul automat cu
curgere inversă din uzina americană de tratare a apei nu-
mită ,Indian River County” (Vero Beach, Florida) pentru a
evalua performanţa filtrării. Această uzină de tratare a apei
produce apă potabilă din apă de fântână sălcie. Uzina foloseşte
un proces de tratament tipic care este în esenţa un pre-
tratament folosind filtrarea fină şi osmoza inversa amplasata în
aval.
Ca urmare a finalizării cu succes a proiectelor pilot,
operatorul sistemului a dotat instalatia cu un filtru cu curgere
inversă AutoFilt® RF 3-4. Filtrarea continuă a contaminantilor
solizi înaintea cartuselor filtrante, a crescut, în mod spectacu-
los durata lor de viaţă. Aceasta a redus în mod simţitor numă-
rul de elemente cerute pentru inlocuire şi a însemnat că siste-
(Continuare la pagina 5)
Fig. 1: Suprafata de apa cu un continut ridicat de particule
solide
2
Acest articol poate cuprinde între 75 și 125
de cuvinte.
Selectarea imaginilor sau a elementelor
grafice constituie un aspect important al
adăugării de conținut la buletinul informa-
tiv.
Gândiți-vă la articol și întrebați-vă dacă
imaginea susține sau avantajează mesajul
pe care încercați să exprimați. Evitați selec-
tarea imaginilor care par a fi în afara con-
textului.
(Continuare de la pagina 1)
Ca principiu de bază, pentru toate procesele de tratare, este
necesar totuşi să se filtreze orice particule de contaminare
solidă aflate în suspensie în apa brută. Aceasta înseamnă că, în
special pentru o eficientă tratare a apei de procesare şi a celei
pentru servicii provenind din apele de suprafaţă, procesul ales
pentru separare trebuie de asemenea să facă faţă fluctuaţiilor
vizibile din calitatea apei brute. Nu este neobişnuit pentru
concentraţia de particule solide din apele fluviale de a creşte
de la câteva miligrame la mai multe grame/litru, - de exemplu,
ca rezultat al unor schimbări bruşte a condiţiilor meteo-
rologice (fig. 1).
Când se utilizează filtre convenţionale aceste creşteri
de concentraţie provoacă de cele mai multe ori o scădere con-
siderabilă a performanţei, şi pot duce la defectarea sistemului.
Acesta, la rândul său, determină o scădere a siguranţei opera-
ţionale şi a economiei sistemului.
Această problemă constituie aşadar motivaţia din
spatele dezvoltării unei noi unităţi de filtrare brevetate pentru
separarea solidă/lichidă care poate face faţă acestor vizibile
fluctuaţii de concentraţie şi, în acelaşi timp - indiferent de
variaţiile presiunii de operare şi a debitului - garantează o fil-
trare de aceeaşi calitate. Având un randament de filtrare optim
între 200 µm şi 3 mm filtrul AutoFilt TwistFlow ATF este
potrivit în special pentru o separare a continutului fluctuant
de solide aflate în suspensie până la niveluri de câteva grame/
litru de preferinţă în fluide pe bază de apa sau având o vâsco-
zitate scăzută.
Această unitate de filtrare este un sistem hibrid aşa
cum este prezentat în diagramele simplificate de mai jos şi
constă într-un separator centrifugal şi un filtru-lumânare.
Lichidul care va fi curăţat intră în carcasă tangenţial – asemă-
nător unui separator centrifugal - şi va fi accelerat în jos din
cauza secţiunii transversale a carcasei conice. Debitul produs
în spirală crează forţe centrifuge care poartă particulele solide
contaminante în primul rând spre peretele intern al carcasei,
densitatea lor fiind evident mai mare decât cea a lichidului
(Fig.2)
Particule cu densitatea cea mai mare alunecă datorită
forţei centrifuge pe peretele carcasei în secţiunea inferioară a
carcasei filtrului şi în cele din urmă sunt eliminate. Restul de
particule a căror densitate diferă nesemnificativ faţă de lichid
sunt separate printr-un element al filtrului conic care este
situat în mijlocul filtrului. Elementul filtrului conic, special
creat pentru această unitate, asigură caracteristicile unui flux
optim care, pe de o parte ajută la o auto-curăţare continuă a
filtrului posibila în timpul funcţionării şi, pe de altă parte, re-
duce căderea de presiune din întregul filtru, în comparaţie cu
un separator centrifugal de aceeaşi dimensiune.
Atât particule sedimentate, precum şi cele filtrate de
elementul filtrant sunt colectate la sfârşit, în partea de jos a
carcasei şi sunt evacuate din sistem prin deschiderea supapei
de evacuare. În timpul acestui proces de curăţare întregul flux
de apă brută este utilizat timp de câteva secunde pentru a cu-
răţa elementul şi pentru a spăla carcasa.
Această întrerupere pe termen scurt în procesul de
filtrare face ca acest filtru să fie în special potrivit pentru apli-
caţii independente, dar şi pentru procese constante care permit
o întrerupere pe termen scurt, intermitentă. În funcţie de apli-
caţie şi de cantitatea de particule care se acumulează, inter-
valele de securgere a particulelor contaminante pot fi adaptate
individual procesului de tratare folosind un temporizator.
Pentru a putea evalua posibilele aplicaţii ale filtrului
HYDAC AutoFilt® TwistFlow pentru filtrarea apei de su-
prafaţă, unitatea a fost testată timp de nouă luni de un produ-
cător de structuri tehnice. Din cauză că această companie ne-
cesită mari cantităţi de apă pentru răcire şi pentru spălare în
procesele de producţie, sa decis ca în viitor apa să fie luată în
acest scop din apropierea râului Speyerbach. Cu toate acestea,
din cauza locaţiei, singura soluţie posibilă a fost de a lua apa
brută direct de la vărsarea râului. Pre-filtrarea materialului brut
poate fi de aceea realizată numai prin plasarea unui filtru în
râu. Cea mai mare problemă cu privire la a avea o filtrarea
fiabilă în aceast demers a fost fluctuaţia mare şi de obicei im-
previzibilă a calităţii apei brute, lucru pe care filtrele conven-
ţionale nu puteau să o rezolve.
Viteza mare a apei râului, precum şi schimbările
rapide în nivelul acesteia (de exemplu, pe timp de ploaie) au
generat rapid ridicarea sedimentelor, iar nivelul nisipului şi al
nămolului a crescut brusc în apa de alimentare. Niveluri de
Procesul de purificare a apei folosind
Filtrul AutoFilt TwistFlow
Fig. 3: Curba scăderii de presiune pentru AutoFilt
ATF-2 (rata de filtrare 200 μm)
Fig. 2: Designul şi operarea filtrului AutoFilt TwistFlow
HYDAC NEWS Nr. 1 / 2009
3
valul de timp pentru acest proces a fost determinat şi perfec-
ţionat de experiment. Pentru procese cu niveluri mai mari sau
mai mici de contaminare cu solide, trebuie stabilite intervale
de curăţare mai lungi sau respectiv mai scurte. Intervalul de
timp poate fi modificat în orice moment de către operator
folosind temporizatorul uşor de utilizat.
Cel mai important rezultat al acestei verificări de
probă a fost că era posibilă tratarea continuă a apei din râu, în
orice moment, prin modalitatea descrisa, fără ca filtrul să fie
vreodată blocat. Variaţiile, atât ale presiunii de bază precum
şi ale debitului, au arătat în plus că poate să fie produsă o fil-
trare care să duca la aceeasi calitate finala.
contaminare solidă de până la câteva grame pe litru nu erau
prin urmare neobişnuite. În plus faţă de materiale anorganice,
cantităţi egale de materiale organice, cum ar fi alge, reziduuri
vegetale, iarbă, mici ramuri, frunziş, etc - în funcţie de pe-
rioada din an - au trebuit să fie filtrate din apă. În plus faţă de
aceste materiale naturale care au apărut, contaminarea făcută
de om a avut loc în mod frecvent, prin gunoaie, material plas-
tic etc. şi contaminanţi provenind din procesele industriale şi
agricole din amonte.
Următoarea schema simplificată reprezentând con-
ducte şi dispozitive (Fig. 4) prezinta sistemul principal de
testare pentru verificările iniţiale
Apa brută extrasă prin filtru sorb (20 mm tabla perfo-
rată) a fost trimisă către filtrul TwistFlow ATF-2 având uneori
debite care variau mult, de la 5 la 25 m³ / h la presiuni de bază
de 3.0 - 4.0 bar şi cu o finete de filtrare de 200 µm. Pompa
utilizată era controlată prin frecvenţă şi ridica apa din râu ori
de câte ori presiunea din liniile de alimentare era redusă ca
urmare a colectării apei. După filtrare, apa astfel procesata
putea fi folosită pentru o aplicatie particulare, ca alternativă
pentru apa potabilă utilizata anterior. Un separator specific din
sistemul de conducte împiedică orice contact direct între apa
de râu tratată şi sistemul de apă potabilă.
Filtrul TwistFlow a fost curăţat prin deschiderea pentru scurt
timp a supapei de descărcare de sub filtru şi acest lucru a fost
controlat de un temporizator. Supapa a fost deschisă la fiecare
10 minute pentru cca. 2 secunde, ceea ce a însemnat că toată
apa brută a curs cu mare viteză peste elementul sitei conice
perforate şi prin urmare a curăţat suprafaţa elementului. Inter-
Fig. 4: Diagrama PI simplificată pentru utilizarea AutoFilt ® ATF-2 în filtrarea apelor de suprafaţă
Volumul acumulat de ape reziduale a fost compara-
tiv mai mic, având un randament al apei brute de peste 99,5%
şi ar putea fi imediat deversat în râu - deoarece nu au fost
utilizaţi agenţi de curăţare.
Cercetările efectuate în domeniul de aplicare a aces-
tui proiect-pilot a demonstrat că, noul filtru HYDAC Auto-
Filt® TwistFlow ATF oferă o multitudine de avantaje, com-
parativ cu tehnicile convenţionale de tratare.
În comparaţie cu spatiul foarte mare necesar rezer-
voarelor de sedimentare, ATF oferă o separare mult mai
rapidă şi mai eficientă a particulelor solide datorită dimensi-
unii sale compacte. Situaţia este similară în ceea ce priveşte
HYDAC NEWS Nr. 1 / 2009
4
Acest articol poate cuprinde între 75 și 125
de cuvinte.
Selectarea imaginilor sau a elementelor
grafice constituie un aspect important al
adăugării de conținut la buletinul informa-
tiv.
Gândiți-vă la articol și întrebați-vă dacă
imaginea susține sau avantajează mesajul
pe care încercați să exprimați. Evitați selec-
tarea imaginilor care par a fi în afara con-
textului.
filtrele pentru nisip. Spaţiul mare necesar şi nivelurile ridicate
de întreţinere, precum şi volumele relativ mari de spalare in-
versa necesare pentru a curăţa stratul de nisip nu reprezintă o
problemă pentru ATF. În comparaţie cu hidrocicloanele, ATF
are avantajul că performanţa separării nu depinde de condiţiile
de operare, ci numai de rata de filtrare al elementului care este
montat. De aceea, ATF garantează întotdeauna o filtrare de
calitate chiar şi în cazul în care presiunea sau volumul de op-
erare sunt foarte variabile.
Un alt avantaj al ATF este mai presus de toate
separarea debitelor foarte contaminate. În timp ce filtrele auto-
mate - în funcţie de tipul şi nivelul de filtrare ales lucrează
fiabil numai pentru particule solide cu concentraţii de până la
cca. 1000 mg/l, ATF este capabil să lucreze cu cantităţi având
mai multe grame la litru, datorită caracteristicilor sale privind
debitul variabil, care sunt similare cu a unei instalaţii de hidro-
cicloane.
În concluzie, avantajele noului filtru pot fi rezumate
din nou după cum urmează:
- ATF este perfect adaptat la debite cu un ridicat grad de
contaminare şi fluctuaţii vizibile în conţinutul de particule
solide din apa brută
- Un debit precis şi o filtrare având o calitate constanta fiind
garantată de elementele de filtrare ale sitei conice perforate cu
finetea cuprinsa între 200 µm şi de 3 mm - indiferent de fluc-
tuaţiile presiunii de operare sau a volumelor.
- Debitul special produs de geometria elementului şi con-
figurarea sa au ca rezultat o cădere de presiune relativ scăzută
pentru întreaga unitate de <0.9 bar pe tot domeniul de operare.
- Prin pre-filtrarea initiala a particulelor solide cu o densitate
mare, este posibilă o incarcare proportional mai mare a su-
prafetei filtrante şi filtrul poate fi dimensionat la o marime
comparativ mai mica.
- Elemente filtrului sunt curăţate prin spălare numai cu apă
nefiltrată. O curăţare clasică a filtrului sau utilizarea de alte
mijloace sau agenţi de curăţare nu este necesară pentru ATF.
- Compact şi ocupând puţin spaţiu în comparaţie cu unităţile
convenţionale de putificare, cum ar fi cisterne de decantare
sau filtrele de nisip
- Filtrele pot fi combinate în sisteme în aproape orice numar
şi, prin urmare, pot fi uşor personalizate corespunzând debite-
lor necesare.
Filtrul HYDAC AutoFilt® TwistFlow ATF a fost
adaptat cerinţelor clienţilor nostri şi nu este numai prin ex-
celenţă potrivit - ca şi în prezentul exemplu - pentru filtrarea
intermitentă a apei de suprafaţă, dar dincolo de aceasta, în
numeroase aplicaţii în care un circuit trebuie să fie eliminat
sau cel puţin în cazul în care particulele solide intr-un lichid
de vacozitate redusa trebuie să fie concentrate. Posibilităţile
de aplicabilitate ale ATF sunt numeroase si variază de la
clasicele aplicaţii în industria fierului şi oţelului, hârtiei, auto-
mobilelor, textilelor, metalui şi a prelucrărilor, în staţii de epu-
rare şi tehnologie alpină ■
Fig. 5: Amplasarea filtrelor AutoFilt® TwistFlow în verificarea de probă(stânga); Compararea elementelor cu filtre
conice înainte şi după curăţare (dreapta)
HYDAC NEWS Nr. 1 / 2009
5
Acest articol poate cuprinde între 75 și 125
de cuvinte.
Selectarea imaginilor sau a elementelor
grafice constituie un aspect important al
adăugării de conținut la buletinul informa-
tiv.
Gândiți-vă la articol și întrebați-vă dacă
imaginea susține sau avantajează mesajul
pe care încercați să exprimați. Evitați selec-
tarea imaginilor care par a fi în afara con-
textului.
Folosirea filtrelor cu autocuratire
RF3 la o uzina de potabilizarea apei
mul însuşi necesita o mult mai mică întreţinere ca rezultat al
unor intervale extinse între schimbările de elemente. Pe de
alta parte, micşorarea rezultată a caderii de presiune în car-
tuşele filtrante a redus consumul de energie electrică pentru
pompe, deci scăzănd în mod direct costurile cu energia. Acest
studiu a reuşit în mod definitoriu să arate că, folosind un filtru
automat în prefiltrarea uzinelor de osmoză inversă, poate duce
la o semnificativă reducere a costurilor .
În ultimii câţiva ani, procesele de membrană cum ar
fi osmoza inversă şi nanofiltrarea, au devenit foarte impor-
tante în producerea apei de serviciu şi apei potabile din mare
sau apei nepotabile.(1) Procesul constă în general în urmă-
toarele faze de tratament: extracţia apei netratate, pre-
tratamentul, filtrarea prin membrană şi dacă este necesar un
post-tratament. Apa netratată este pompată în mod direct din
mare, sau din fântâni cu apă freatică de lângă coastă. Pentru a
preveni pătrunderea contaminării grosiere în sistem, sunt in-
stalate ecrane, site, sau filtre grosiere, care variază în mărime
de la 1 la 5 mm. În următorul stadiu, apa netratată este pre-
tratată pentru a realiza calitatea cerută de apă de alimentare
pentru nanofiltrarea din aval sau osmoza inversă. În general
acesta este cel mai important pas în procesul, cu multe etape,
de tratament al apei, deoarece pre-tratamentul poate să afec-
teze în mod puternic eficienţa economică a filtrării prin mem-
brană în aval.(2). Datorită acestui motiv, în funcţie de calitatea
apei netratate, alte procese de tratament sunt cerute pentru
filtrarea turbidităţii, corpurilor suspendate, a coloizilor, şi într-
o oarecare măsură materia organică. Procesele frecvent
folosite sunt coagularea, flocularea, filtrarea prin nisip sau
fulgi ca şi cartusele filtrante pentru filtrarea fină.
Un studiu comparativ al diferitelor tehnologii de
îndepartare a nisipului a demonstrat deja că filtrul cu curgere
inversă automată HYDAC AutoFilt® RF3 cu elemente filtrante
in forma de tub conic este adaptat în mod clar la prefiltrare
înaintea proceselor de membrană. Rezistenţa mica opusa de
filtru, operarea continuă fără pierderea debitului sau a presi-
unii în timpul curgerii inverse, ca şi eficienţa înaltă de înlă-
turare a particulelor până la 50 de µm, sunt principalele avan-
taje ale acestui sistem de filtrare în comparaţie cu alte
