W tym module dowiesz się, dlaczego usuwanie cząstek to bardzo ważny etap w ponownym wykorzystaniu wody, obecny w prawie wszystkich zastosowaniach tego typu. Pokażemy, jak to zrobić w inteligentny sposób dzięki ultrafiltracji i nowym, inteligentnym opcjom systemu ponownego wykorzystania wody. 

Sercem procesu ponownego wykorzystania wody jest moduł do ultrafiltracji służący do usuwania cząstek. Technologia membrany do ultrafiltracji ma rozmiar porów od 0,01 do 0,1 mikrometra. To gwarantuje usunięcie wszystkich zawieszonych cząstek i bakterii. Zależnie od zawartości substancji organicznych i nieorganicznych w ściekach, w razie potrzeby można dodać inne etapy uzdatniania po stronie zasilania i po stronie filtratu. Woda jest wtedy gotowa do przejścia do kolejnego etapu procesu uzdatniania przed ponownym użyciem. 

Przyjrzyjmy się bardziej szczegółowo stronie zasilania i stronie wymywania modułu ultrafiltracji. 

Cykl filtracji rozpoczyna się od pompowania wstępnie uzdatnionej wody przez membrany do ultrafiltracji. Systemy ultrafiltracji pracują przez większość czasu w trybie filtracji. Optymalna wydajność membrany filtracyjnej wymaga stałego przepływu. Można to osiągnąć dzięki pompie z regulacją prędkości. W pewnym momencie konieczne jest płukanie w celu oczyszczenia membrany, ponieważ zanieczyszczenia i zabrudzenia zablokują pory i rośnie ciśnienie transmembranowe (TMP). 

Do czyszczenia membrany stosuje się cykl płukania, zwykle przez pompowanie wody z ultrafiltracji w kierunku przeciwnym do przepływu filtracji, aby usunąć zanieczyszczenia z membrany. 

Często odbywa się to na podstawie czasu produkcji lub dla danej partii (na przykład po ustalonej ilości przefiltrowanej cieczy). Proces ten może być nieefektywny, ponieważ płukanie odbywa się o stałych porach, nawet jeśli nie jest to konieczne, przy użyciu cennej, już przefiltrowanej wody. 

Płukanie wspomagane chemikaliami zwiększa skuteczność czyszczenia przy pomocy chemikaliów, np. chloru lub roztworu kwasu lub zasady dodanej w czasie płukania wstecznego, zależnie od substancji zanieczyszczającej. Wymaga to nie tylko precyzyjnego dozowania w celu uzyskania efektywności procesu, ale także zmniejszenia zużycia chemikaliów. Inteligentne sterowanie zapewnia wysoką skuteczność płukania. 

Cykl czyszczenia powietrzem służy do rozluźniania cząstek stałych osadzonych na zewnętrznej powierzchni membrany. 

Bez względu na powody decyzji o włączeniu instalacji ponownego użycia wody do procesów przemysłowych należy wziąć pod uwagę całkowity koszt posiadania systemu. Oprócz ultrafiltracji, procesów po stronie instalacji oraz płukania i przetworniki kosztów energii kalkulacja kosztów całkowitych obejmuje również koszt chemikaliów, materiałów eksploatacyjnych, robocizny, amortyzacji i przestojów. 

Te wszystkie obszary można zoptymalizować dzięki bardziej inteligentnemu, mądrzejszemu podejściu do instalacji ponownego użycia wody na bazie ultrafiltracji. 

Na przykład po stronie zasilania w systemie ultrafiltracji inteligentne rozwiązanie obejmuje przetworniki ciśnienia, przepływu i parametrów chemicznych. 

Po stronie płukania także są przetworniki ciśnienia, przepływu i parametrów chemicznych.

Inteligentne pompy mają wbudowane monitorowanie i przewidywanie usterek, przepływomierz i monitorowanie ciśnienia. 

Zdalne połączenie ze sterownikiem PLC, chmurą i technologie Internetu rzeczy (IoT) zapewniają dostęp do wizualizacji danych i usługi konserwacji predykcyjnej. 

Ponadto firma Grundfos pracuje nad sprawnym „cyfrowym bliźniakiem” krytycznego procesu działającym za pośrednictwem platformy IoT. Oznacza to, że otrzymujesz automatyczną adaptację kontroli flokulacji, osadów kamienia, zabrudzeń, filtracji, płukania i czyszczenia. 

Podsumujmy potencjalne korzyści naszego inteligentnego podejścia, które nazywamy Grundfos iSOLUTIONS, za pomocą następujących scenariuszy. 

Mniejsze zużycie środków chemicznych:

• Cyfrowe pompy dozujące gwarantują precyzyjne dozowanie, oszczędzają środki chemiczne i zapewniają ich optymalne użycie. 
• Inteligentne użycie flokulantu zmniejsza ilość wytwarzanego osadu, optymalizując wydajność systemu filtracji. 
• W razie ryzyka osadzania się kamienia i zanieczyszczeń można zastosować inteligentne płukanie. 
• Optymalizuje to ilość chemikaliów i wody używanych w procesie czyszczenia. 

Niższe koszty zasobów:

• Oszczędność wody, energii i środków chemicznych. 
• Płukanie ze zużyciem chemikaliów zgodnym z wymogami systemu.
• Zoptymalizowany system umożliwia lepszą kontrolę magazynowania chemikaliów, zależnie od potrzeb system może robić zamówienia w systemach ERP. 

Optymalizacja procesów:

• Zoptymalizowana kontrola czasu między filtracją a płukaniem oszczędza wodę i energię, a także wydłuża żywotność membrany ultrafiltracyjnej, co zwiększa ogólną wydajność systemu.
• Bez względu na zmiany lub wahania jakości wody surowej, inteligentne rozwiązania w systemie dostosują się, by utrzymać optymalne warunki i wydajność. 

Podsumujmy informacje przedstawione w tym module:

- Moduł ultrafiltracji jest sercem systemu ponownego użycia wody.
- Optymalizacja systemu po stronie zasilającej i stronie płukania modułu ultrafiltracji oznacza obniżenie całkowitego kosztu posiadania.
- Inteligentne podejście systemowe daje zwiększenie sprawności i oszczędność kosztów flokulacji, powstawania kamienia i zabrudzeń, filtracji, płukania i czyszczenia.