I denna modul berättar vi varför partikelborttagning är ett mycket viktigt steg vid vattenåteranvändning och finns i nästan alla tillämpningar av vattenåteranvändning. Vi kommer att visa hur detta kan göras på ett smart sätt med ultrafiltrering och genom att lägga till intelligens till systemet för vattenåteranvändning.

Ultrafiltreringsenheten för borttagning av partikelborttagning är central för processen för vattenåteranvändning. Den ultrafiltrerande membrantekniken definieras med en porstorlek mellan 0,01 och 0,1 mikrometer. Detta säkerställer att alla suspenderade partiklar och bakterier avlägsnas. Beroende på nivån eller blandningen av organiskt och oorganiskt innehåll i avloppsvattnet kan andra behandlingssteg läggas till enligt vad som krävs på matningssidan och den filtrerade sidan. Vattnet är sedan redo att gå in i nästa steg av återanvändnings/behandlingsprocessen.

Låt oss titta på matningssidan och backspolningssidan av ultrafiltreringsenheten mer i detalj.

Filtreringscykeln börjar med att pumpa det förbehandlade vattnet genom ultrafiltreringmembranen. Ultrafiltreringssystem fungerar för det mesta i filtreringsläge under drift. Optimal kapacitet för filtreringsmembran kräver ett konstant flöde. Detta kan uppnås med en varvtalsstyrd pump. Vid något tillfälle kommer det att bli nödvändigt att utföra en backspolning för att rengöra membranet, eftersom föroreningar och påväxt material kommer att blockera dess porositet, och transmembrantrycket (tmp) kommer att öka.

Backspolningscykeln används för att rengöra membranet, oftast genom att pumpa den ultrafiltrerade vattenprodukten i motsatt riktning till filtreringsflödet, för att spola bort alla föroreningar i membranet.

Ofta görs detta baserat på tid-i-produktion eller per sats (till exempel efter en fast mängd filtrerad vätska). Denna process kan vara ineffektiv, eftersom rengöring sker vid fasta tider, även när det inte finns något behov, med hjälp av värdefullt redan filtrerat vatten.

Kemiskt förstärkt backspolning ökar rengöringseffektiviteten genom att lägga till kemikalier som klor eller en syra- eller baslösning till backspolningsflödet, beroende på föroreningen. Detta kräver noggrann dosering inte bara för effektiviteten i processen, men också för att minska kemikalieanvändningen.
Med intelligent styrning får du hög verkningsgrad under backspolningsprocessen.

Luftskurcykeln används för att lossa partiklar som deponeras på utsidan av membranytan.

Oavsett skälen bakom ett beslut om att lägga till ett system för återanvändning av vatten till dina industriella processer, måste du ta hänsyn till den totala kostnaden för ägandet av systemet. Förutom ultrafiltreringen, processerna på matnings- och backspolningssidan och energikostnaderna, omfattar beräkningen av totalkostnaden även kostnader för kemikalier, förbrukningsartiklar, arbetstid, avskrivningar och driftstopp.

Dessa är alla områden som kan optimeras genom en smartare och intelligentare inställning till det ultrafiltreringsbaserade systemet för återanvändning av vatten.

Till exempel, på matningssidan i ett ultrafiltreringssystem, innehåller en intelligent lösning sensorer för tryck, flöde och kemiska parametrar.

På backspolningssidan finns även sensorer för tryck, flöde och kemiska parametrar.

Intelligenta pumpar har inbyggd övervakning och felförutsägelse, en flödesmätare och tryckövervakning.
Fjärranslutning till lösningar för PLC, moln och Internet of Things (IoT) ger tillgång till datavisualiseringar och förutsägande underhållstjänster.

Vidare arbetar Grundfos med en operativ ”Digital tvilling” av kritiska processer som kommer att drivas via en IoT-plattform. Detta innebär att du automatiskt får adaptiv kontroll av flockning, avlagringar, nedsmutsning, filtrering, backspolning och rengöring.

Låt oss sammanfatta de potentiella fördelarna med vårt intelligenta koncept, som vi kallar Grundfos iSOLUTIONS, genom att presentera följande scenarier:

Minska kemikalieanvändningen:
- Digitala doseringspumpar säkerställer noggrann dosering, minskar kemikalieanvändningen och säkerställer optimal användning av kemikalier
- Intelligent användning av flockningsmedel minskar mängden slam som produceras samtidigt som kapaciteten optimeras för ditt filtreringssystem
- När det finns en risk för avlagringar och nedsmutsning kan en intelligent backspolning genomföras.
Detta optimerar mängden kemikalier och vatten som används under reningsprocessen.

Kostnadsbesparingar:
- Du får besparingar på vatten, energi- och kemikalieanvändning
- Din kemiskt utökade backspolning sker enligt systemkraven
- Det optimerade systemet ger dig bättre kontroll över din kemikalielagring, beställningen kan göras på begäran av systemet mot ditt ERP-system

Processoptimering:
- Den optimerade kontrollen av intervallet mellan filtrering och backspolning sparar vatten och energi och förlänger livslängden på ditt ultrafiltreringsmembran, vilket ökar den totala effektiviteten i ditt system.
- Oavsett förändringar eller variationer i råvattenkvalitet kommer den intelligens som är inbyggd i ditt system att anpassa sig till att hålla förhållanden och kapacitet optimerad

Låt oss sammanfatta vad vi har presenterat i den här modulen:
- En ultrafiltreringsenhet är central i ett vattenåtervinningssystem
- Optimering av systemet på matningssidan och filtratsidan av ultrafiltreringsenheten innebär att du minskar den totala ägandekostnaden
- En intelligent systemstrategi ger dig effektivitetsvinster och kostnadsbesparingar för flockning, avlagringar, nedsmutsning, filtrering, backspolning och rengöring.