Нанофильтрация – баромембранный процесс, заключающийся в фильтрации жидкости под давлением через полупроницаемую мембрану. Технология занимает промежуточное положение между ультрафильтрацией и обратноосмотическими фильтрационными процессами.
Нанофильтрационные мембраны очень схожи по химии поверхностных свойств с обратноосмотическими, однако основным отличием нанофильтрации от обратного осмоса является то, что при нанофильтрации селективность по многозарядным ионам существенно выше, чем по однозарядным. В технологии нанофильтрации трансмембранное давление меньше, чем при обратноосмотической фильтрации, поэтому нанофильтрация обычно проводится под меньшим давлением.
Селективности нанофильтрационных мембран по Ca2+ и Mg2+ находится на уровне 60–95%, в то время как селективность по NaCl составляет порядка 20–45%. Нанофильтрационные мембраны удаляются из воды все взвеси, коллоиды, бактерии и вирусы, катионы тяжёлых металлов и часть высокомолекулярных органических соединений. Происходит эффективное снижение общей жёсткости, общей щёлочности и солесодержания исходной воды.
По схеме организации, применяемому оборудованию и принципам эксплуатации нанофильтрация практически идентична технологии обратноосмотической фильтрации.
Типичные области применения технологии нанофильтрации:
- основная либо первая ступень умягчение воды
- предфильтрация морской воды перед обратноосмотическим или термическим обессоливанием
- опреснение пищевых и молочных продуктов, напитков, побочных продуктов.
- деминерализация красителей и флуоресцентных осветлителей.
- очистка отработанных моющих растворов.
- снижение цветности и обработка пищевых продуктов.
- концентрирование пищевых и молочных продуктов, напитков.
- концентрирование побочных продуктов брожения.
- концентрирование лекарственных форм
- коррекция солевого состава воды
- удаление высокомолекулярной органики со снижением показателей БПК и ХПК
Использовании технологии нанофильтрации как альтернативы ионообменным методам умягчения воды или в их дополнение в случае применения в качестве первой ступени фильтрации, обеспечивает значительные эксплуатационные преимущества в виде снижения объёма регенерационных стоков, исключения или снижения расхода химических веществ для проведения регенераций – NaCI, HCI, H2SO4.
В ряде процессов по подготовке технологической воды часто не требуется степень обессоливания в 97 – 99.5%, как в случае с обратноосмотической фильтрацией и поэтому гораздо выгодней применение нанофильтрации, как менее энергоёмкого процесса (рабочее давление меньше в 1.5 – 2 раза по сравнению с RO-процессом) с несколько меньшей, но подходящей по показателям селективностью.
В случае обессоливания морской воды применение нанофильтрации в качестве первой ступени перед процессом обратноосмотической фильтрации позволяет проводить RO-процесс при существенно более низком рабочем давлении, что выражается в первую очередь в снижении материалоёмкости обратноосмотического оборудования и, как следствие в снижении общих капитальных затрат по проекту.
Таким образом, применение технологии нанофильтрации представляется очень перспективным направлением в современной водоподготовке с широким спектром применения.
Компания «Филтрокс» производит блочные установки нанофильтрации серии FMS-NF стандартного и индивидуального исполнения.
Основные технологические узлы установок мембранной фильтрации типа FMS-NF:
- несущая рама из нержавеющей или углеродистой стали;
- мультипатронный полировочный фильтр механической фильтрации градиентом 1-5 мкм;
- блок дозирования реагентов для стабилизационной обработки исходной воды;
- блок насосов высокого давления;
- мембранный блок, включающий в себя расчётное количество мембранных корпусов с нанофильтрационными мембранными элементами;
- трубопроводная обвязка и запорно-регулирующая арматура;
- система КИПиА, включающая в себя манометры, расходомеры потоков, датчики давления, датчики электропроводности потоков и температуры, датчики уровней, центральный управляющий контроллер, комплект пускозащитной арматуры электрооборудования и т.д.;
- блок химической CIP-мойки мембранных элементов, включающий в себя насос химической промывки, ёмкость для промывочного раствора, запорную арматуру;