I denne modulen vil du høre om hvordan partikkelfjerning er et svært viktig trinn i gjenbruk av vann og finnes på nesten alle bruksområder for gjenbruk av vann. Vi vil vise hvordan dette kan gjøres på en smart måte ved hjelp av ultrafiltrering og ved å tilføre intelligens til systemet for gjenbruk av vann.

En ultrafiltreringsenhet for partikkelfjerning er selve kjernen i en prosess for gjenbruk av vann. Membranteknologien for ultrafiltrering er definert med en porestørrelse mellom 0,01 og 0,1 mikrometer. Dette sikrer at alle partikler og bakterier som skal fjernes, fjernes. Avhengig av nivået eller blanding av organisk og uorganisk innhold i avløpsvannet, kan andre behandlingstrinn legges til etter behov på forsyningssiden og filtratsiden. Vannet er da klart til å gå inn i neste trinn av behandlingsprosessen for gjenbruk.

La oss se nærmere på forsyningssiden og spylesiden av ultrafiltreringsenheten.

Filtreringssyklusen starter med å pumpe det forbehandlede vannet gjennom ultrafiltreringsmembranene. Ultrafiltreringsystemer kjører mesteparten av tiden i filtreringsmodus mens de er i drift. Optimal filtreringsmembranytelse krever en konstant strømning. Dette kan oppnås med en hastighetsstyrt pumpe. På et tidspunkt vil det være nødvendig å utføre en spyling for å rengjøre membranen, fordi urenheter og gjengroingsmateriale vil blokkere porøsiteten, og transmembrantrykket (TMP) vil øke.

Spylesyklusen brukes til å rengjøre membranen, vanligvis ved å pumpe det ultrafiltrerte vannproduktet i motsatt retning av filtreringsstrømmen, for å spyle bort alle festede partikler i membranen.

Denne prosessen utføres ofte på bakgrunn av tid i produksjon eller per batch (for eksempel etter en fast mengde filtrert væske) og kan være ineffektiv, ettersom rengjøring skjer på faste tidspunkt også når det ikke er behov, og benytter verdifullt vann som allerede er filtrert.

Kjemisk forbedret spyling øker rengjøringseffektiviteten ved å tilsette kjemikalier som klor eller en syre- eller baseløsning i spylestrømmen, avhengig av de festede partiklene. Dette krever nøyaktig dosering ikke bare for at prosessen skal være effektiv, men også for å redusere kjemikaliebruken.
Med intelligent styring får du en høyeffektiv spyleprosess.

Luftrensingsyklusen brukes til å løsne partikler som er avsatt på utsiden av membranoverflaten.

Uansett hvorfor man har valgt å ha et vanngjenbrukssystem i sin industriprosess, så er det den totale kostnaden som må vurderes. I tillegg til ultrafiltreringen, prosessene på forsyningssiden og spylesiden samt energikostnadene, omfatter den totale kostnadsberegningen også kostnadene for kjemikalier, forbruksvarer, arbeidstimer, nedbetaling av lån og avskrivninger samt nedetid.

Dette er alle områder som kan optimaliseres ved hjelp av en smartere og mer intelligent tilnærming til det ultrafiltreringsbaserte systemet for gjenbruk av vann.

For eksempel omfatter en intelligent løsning på forsyningssiden i et ultrafiltreringssystem, sensorer for trykk, strømning og kjemiske parametere.

På spylesiden er det også sensorer for trykk, strømning og kjemiske parametere.

Intelligente pumper har innebygd overvåkning og feilsøking, en strømningsmåler og trykkovervåking.
Ekstern tilkobling til PLS (programmerbar logisk styring), skyløsning og Internet of Things (IoT) gir tilgang til datavisualiseringer og tjenester for forebyggende vedlikehold.

Grundfos jobber dessuten med en driftsmessig «digital tvilling» av kritisk prosess som vil kjøre via en IoT-plattform. Dette innebærer at du får automatisk adaptiv styring av flokkulering, avsetninger, begroing, filtrering, spyling og rengjøring.

La oss oppsummere de potensielle fordelene med vår intelligente tilnærming, som vi kaller Grundfos iSOLUTIONS, ved å presentere følgende scenarier:

Redusere kjemikaliebruk:
– Digitale doseringspumper sikrer nøyaktig dosering, gir besparelser på kjemikaliebruk og sikrer optimal bruk av kjemikalier
– Den intelligente bruken av flokkuleringsmiddel reduserer mengden av slam som produseres, mens filtreringssystemets ytelse optimaliseres
– Når det er fare for avsetninger og begroing, kan en intelligent spyling implementeres.
Dette optimaliserer mengden kjemikalier og vann som brukes i rengjøringsprosessen.

Kostnadsbesparelser på ressurser:
– Du får besparelser på vann, energi og kjemikaliebruk
– Den kjemisk utvidede spylingen er i henhold til systemkrav
– Det optimaliserte systemet gir deg bedre styring over kjemikalielageret, og bestillinger kan gjøres på forespørsel fra systemet opp mot ERP-systemene dine

Prosessoptimalisering:
– Den optimaliserte styringen av intervallet mellom filtrering og spyling sparer vann og energi, og forlenger levetiden til ultrafiltreringsmembranen, noe som øker systemets totale effektivitet.
– Uansett endringer eller variasjon i råvannskvaliteten, vil intelligensen som er innbygd i systemet tilpasse seg for å holde forholdene og ytelsen optimalisert

La oss oppsummere hva vi har presentert i denne modulen:
– En ultrafiltreringsenhet er selve kjernen i et system for gjenbruk av vann
– Optimalisering av systemet på forsyningssiden og filtratsiden av ultrafiltreringsenheten betyr at du sparer på de totale eierkostnadene
– En intelligent systemtilnærming gir deg effektivitetsgevinster og kostnadsbesparelser for flokkluering, avsetninger, begroing, filtrering, spyling og rengjøring.