Guia de seleção profissional para filtros de segurança em sistemas de tratamento de membranas (II)

Com base nas características de qualidade da água de diferentes cenários de tratamento por membranas, são fornecidas soluções de seleção direcionadas, alinhadas com casos reais de engenharia da indústria, evitando a seleção cega.

(I) Tratamento avançado de membrana de águas residuais de gado (por exemplo, reutilização de águas residuais de suínos por RO)

• Qualidade da Água Afluente: SS=5~10 mg/L, Turbidez=1~3 NTU, pH=6.5~8,0, Conteúdo de Cloreto=1000~3000 mg/L;

• Sistema de Membrana: Membrana de Osmose Reversa RO (Capacidade de Produção 10~50 m³/h);

• Esquema de seleção:
- Cartucho de filtro: cartucho de filtro fundido PP de 20- polegadas, precisão de filtração de 3 μm, vazão nominal única de 1,5 ~ 2,0 m³/h, quantidade de cartucho de filtro calculada com base na vazão;
- Carcaça: carcaça de fibra de vidro FRP, classificação de pressão 1,0 MPa, instalação vertical, entrada inferior, saída superior, equipada com manômetro diferencial, porta de drenagem e respiro;
- Suplemento: Se o SS afluente for alto, adicione um cartucho de pré--filtro de 10μm (filtração em dois-estágios) para prolongar a vida útil do cartucho do filtro principal.

(II) Tratamento de membrana concentrada de águas residuais de dessulfuração de usina de energia (concentração RO)

• Qualidade da Água Afluente: SS=3~8 mg/L, Turbidez=1~2 NTU, pH=7.5~9,0, Conteúdo de Íons Cloreto=3000~8000 mg/L, Altamente Corrosivo;

• Sistema de Membrana: Membrana RO de alta-pressão (pressão operacional 0,8~1,2 MPa);

• Esquema de seleção: - Cartucho de filtro: Cartucho de filtro plissado em PP de 20- polegadas, precisão de filtração de 3μm, forte resistência à corrosão, alta capacidade de retenção de sujeira; - Carcaça: carcaça de aço inoxidável 316L, classificação de pressão 1,6 MPa, instalação vertical, equipada com dispositivo de fixação do cartucho filtrante para evitar o afrouxamento do cartucho filtrante sob alta pressão; - Suplemento: A carcaça deve ser tratada com medidas anticorrosivas e o diferencial de pressão do cartucho do filtro deve ser verificado regularmente e substituído em tempo hábil.

(III) Tratamento de Membrana de Reutilização de Águas Residuais Municipais (Sistema de Membrana Dupla UF+RO)

• Qualidade da Água Afluente: SS=1~5mg/L, Turbidez menor ou igual a 1NTU, pH=6.5~8,5, qualidade da água relativamente estável;

• Sistema de Membranas: Membrana de ultrafiltração UF (pré-filtro) + membrana de osmose reversa RO (pós-filtro), capacidade de produção 50~100m³/h;

• Esquema de seleção: - pré-filtro de membrana UF-: cartucho de filtro soprado de PP derretido-de 20- polegadas, precisão de filtração de 10 μm, material de revestimento FRP, classificação de pressão de 0,6 MPa; - Pré-filtro de membrana RO-: cartucho de filtro plissado PP de 20 polegadas, precisão de filtração 3μm, material de revestimento FRP, classificação de pressão 1,0MPa, múltiplas unidades em paralelo; - Suplemento: Equipado com dispositivo automático de descarga de esgoto para reduzir a carga de trabalho de manutenção.

(IV) Tratamento de membrana de água potável (preparação de água pura RO)

• Qualidade da Água Afluente: SS menor ou igual a 1 mg/L, Turbidez menor ou igual a 0,5 NTU, pH=6.5~7,5, livre de metais pesados ​​e odor;

• Sistema de Membrana: Membrana de osmose reversa RO, capacidade de produção de água 5~20 m³/h;

• Esquema de seleção:
- Cartucho de filtro: cartucho de filtro plissado de PTFE de 20 polegadas, precisão de filtragem de 1 μm, sem lixiviação, sem odor, atende aos padrões de água potável;
- Carcaça: carcaça de aço inoxidável 304, classificação de pressão 1,0 MPa, instalação vertical, boa vedação para evitar poluição secundária;
- Suplemento: Substitua os cartuchos do filtro regularmente e lave o filtro após a substituição para garantir que o efluente atenda aos padrões.

(I) Precauções Práticas (Garantir uma Seleção Eficaz e Evitar Falhas Operacionais)

Ciclo de substituição do cartucho do filtro: Com base no diferencial de pressão, o cartucho do filtro deve ser substituído quando o diferencial de pressão atingir 0,1 ~ 0,15 MPa. A operação com diferencial de pressão excessivo é estritamente proibida (caso contrário, ocorrerão danos ao cartucho do filtro e entrada de impurezas no sistema de membrana). Sob qualidade normal da água, o ciclo de substituição para cartuchos de filtro fundidos-PP é de 7 a 15 dias, e para cartuchos de filtro plissados, é de 15 a 30 dias.

Requisitos de instalação: O filtro de segurança deve ser instalado antes da bomba de alta-pressão, a uma distância maior ou igual a 1m da bomba de alta-pressão para evitar impacto da água de alta-pressão no cartucho do filtro. Garanta uma boa vedação durante a instalação para evitar vazamentos de água e ar. A ventilação deve ser ventilada regularmente para evitar bloqueio de ar que leve a uma filtragem irregular.

Coordenação de pré-tratamento: O efeito de filtração do filtro de segurança depende do pré-tratamento. É necessário garantir que o SS do efluente após filtração em areia de quartzo e sedimentação por coagulação seja menor ou igual a 5mg/L; caso contrário, ocorrerá entupimento frequente do cartucho do filtro, aumentando os custos de manutenção. Manutenção e Gerenciamento: Limpe regularmente a carcaça do filtro para remover impurezas depositadas na parede interna; cartuchos de filtro sobressalentes devem ser lacrados e armazenados para evitar umidade e contaminação; cartuchos de filtro de materiais diferentes não devem ser misturados para evitar conflitos de materiais que podem levar à lixiviação.

(II) Equívocos Comuns (Erros Comuns da Indústria, Evitando Riscos de Seleção)

• Equívoco 1: Buscar cegamente cartuchos de filtro de alta-precisão. Consequências: Os cartuchos filtrantes são propensos a entupimento, aumentando a frequência de substituição e os custos de manutenção; Abordagem correta: Selecione os cartuchos com base no tamanho dos poros do sistema de membrana, seguindo o princípio de "ajuste adequado, não busque cegamente a alta precisão".

• Equívoco 2: O material do cartucho do filtro é incompatível com a qualidade da água. Consequências: Corrosão e danos no cartucho do filtro, entrada de impurezas no sistema de membrana, causando arranhões e entupimento na membrana; Abordagem correta: Selecione materiais de cartucho de filtro resistentes à corrosão com base no pH e no conteúdo de íons cloreto do afluente (por exemplo, use cartuchos de filtro de aço inoxidável 316L para altos níveis de íons cloreto).

• Equívoco 3: Os cálculos de quantidade do cartucho filtrante não incluem uma margem de segurança. Consequências: Quando o fluxo flutua, a carga do elemento filtrante torna-se muito alta, reduzindo a eficiência da filtração. Prática correta: Calcule o número de elementos filtrantes com base em 1,2 vezes a vazão projetada e reserve elementos filtrantes sobressalentes.

• Equívoco 4: A classificação de pressão do invólucro é inferior à pressão operacional do sistema de membrana. Consequência: O vazamento de sobrepressão da carcaça representa um risco à segurança. Prática correta: A classificação de pressão do invólucro deve ser maior ou igual a 1,25 vezes a pressão operacional do sistema de membrana.

• Equívoco 5: Negligenciar a drenagem e ventilação do filtro de segurança. Consequência: As impurezas se acumulam e os bloqueios de ar levam à filtração irregular e à sobrecarga de alguns elementos filtrantes. Prática correta: Drene e ventile regularmente o filtro para garantir a operação normal.

Caso 1: Sistema de reciclagem de RO de águas residuais de fazendas de suínos em grande-escala (capacidade de produção 30m³/h)

• Qualidade da Água Afluente: SS=8mg/L, Turbidez=2NTU, pH=7.0~7,5, Conteúdo de Íons Cloreto=2000mg/L;

• Esquema de seleção: O filtro de segurança utiliza carcaça FRP (φ400mm, classificação de pressão 1,0MPa), instalação vertical, entrada inferior, saída superior; o elemento filtrante usa elemento filtrante PP fundido por fusão de 20- polegadas (precisão de filtração 3μm), fluxo nominal de elemento único 1,5m³/h, quantidade calculada de elemento filtrante=30÷1,5×1.2=24 elementos, seleção real de 24 elementos; equipado com manômetro diferencial, saída de drenagem e saída de ventilação.

• Resultados Operacionais: O ciclo de substituição do cartucho filtrante é de 10 a 12 dias; a pressão diferencial é estável em 0,05-0,08 MPa; A operação da membrana RO é estável, o ciclo de limpeza foi estendido para 3 meses, não ocorreram arranhões na membrana ou problemas de entupimento e a água produzida atende aos padrões de reutilização.

Caso 2: Sistema de Concentração de RO de Concentrado de Águas Residuais de Dessulfurização de Usina (Capacidade de Produção 40 m³/h)

• Qualidade da Água Afluente: SS=6 mg/L, Turbidez=1.5 NTU, pH=8.0~8,5, Conteúdo de Íons Cloreto=6000 mg/L;

• Esquema de seleção: O filtro de segurança utiliza carcaça de aço inoxidável 316L (φ500mm, classificação de pressão 1,6 MPa), instalação vertical; cartucho de filtro usa cartuchos de filtro plissados ​​PP de 20 polegadas (precisão de filtração 3 μm), vazão nominal de cartucho único 2,0 m³/h, número calculado de cartuchos de filtro=40 ÷ 2,0 × 1.2=24 cartuchos, seleção real de 24 cartuchos; equipado com dispositivo de prensagem de cartucho de filtro e dispositivo de refluxo automático.

• Resultados Operacionais: O ciclo de substituição do cartucho filtrante é de 15 a 20 dias; a pressão diferencial é estável em 0,06-0,09 MPa; A pressão operacional da membrana RO é estável, a concentração do concentrado atende aos padrões e não foi observada corrosão ou arranhões na membrana.

A lógica central para selecionar um filtro de segurança para tratamento de membrana é "adequação ao sistema de membrana, adequação à qualidade da água afluente e adequação às condições operacionais". Não há necessidade de buscar configurações-de última geração; o foco deve estar na "combinação precisa, estabilidade e confiabilidade, e operação e manutenção convenientes".

A seleção deve seguir três etapas principais: primeiro, esclarecer a qualidade da água influente, os parâmetros do sistema de membrana e as condições operacionais; em seguida, determine o cartucho do filtro (precisão, material, especificações), carcaça (material, classificação de pressão, estrutura) e especificações (número de cartuchos do filtro, diâmetro do filtro); por fim, otimize a seleção com base no cenário específico, evitando armadilhas comuns.

A seleção adequada não apenas protege eficazmente os elementos da membrana e prolonga a vida útil da membrana, mas também reduz os custos de operação e manutenção e garante a operação estável do sistema de membrana. É um passo crucial na implementação bem-sucedida de projetos de tratamento de membranas e requer ajustes flexíveis com base nas condições reais de engenharia, evitando a aplicação cega de soluções padrão.