Membranfilteranlegg Drift og vedlikehold

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Membranfilteranlegg Drift og vedlikehold"

Hans-Petter Madsen
8 år siden
Visninger:

1 Driftsassistansen i Sogn og Fjordane Fagtreff Leikanger april 2014 Membranfilteranlegg Drift og vedlikehold Leikanger Fjordhotell 7. april 2014

2 GENERELL BAKGRUNN Membranfilter i Norge Noen ord og uttrykk

3 Membranfilter i Norge Anl.størrelse(pe) Ant. anlegg Ant. personer iflg. FHI > Sum antatt Sum ~ 130 ~ Nesten alle anlegg er bygd primært for fargereduksjon / humusfjerning og som hygienisk barriere mot parasitter, bakterier og virus. I tillegg reduseres innhold av ulike metaller og mineraler. Det overveiende antallet av anlegg er levert med membraner av celluloseacetat.

anlegg er bygd primært for fargereduksjon / humusfjerning og som hygienisk barriere mot parasitter, bakterier og

4 Noen ord og uttrykk Tilløp Fødevann Permeat Retentat Konsentrat Sirkulasjon Fluks Fødevannskanal Rentvannskanal Permeatrør - Råvann forsyning inn til membranfiltret - Vann som ledes inn til og over membranoverflaten - Rentvann som trenger gjennom membranen - Vann med partikler som holdes tilbake av membranen - Retentat som slippes til avløp - Retentat som pumpes inn i råvannet og som sammen blir fødevann -Mengde permeat som trenger gjennom membranen målt som liter pr. time og m2 membranoverflate (l/h m2) -Lag/ gitter (feedspacer) i membranelementet som fordeler fødevannet ut over membranoverflaten - Lag / gitter (permeate spacer) i membranelementet som leder permeatet membranen inn til senter permeatrøret - Perforert senterrør som leder permeatet ut av membranelementet

sammen blir fødevann -Mengde permeat som trenger gjennom membranen målt som liter pr.

5 FUNKSJON OG BELEGGDANNELSE Prinsipp for tverrstrømsfiltrering Oppbygging av membran spiralelement Vannstrømmer i membranfilter Trykkforhold i membranfilter Beleggdannelse diffusjonsmekanismer Forbehandling Tverrstrøm

6 Prinsipp for tverrstrømsfiltrering Thor Thorsen 2006

7 Oppbygging av membran spiralelement Forsøk har vist at fødevannskanal (konsentratkanal) med 2 lag krysslagte tråder som gitter diagonalt på tverrstømsretningen (diamondspacer) er gunstig mht. fordeling av vannstrøm. Fødevannskanalens totale tykkelse er gjerne mil = µm. Rentvannskanalenhar parallelle tråder (parallelspacer) som leder vannet inn mot senterrøret. Thor Thorsen 2001 Jan C. Schippers 2011

fordeling av vannstrøm. Fødevannskanalens totale tykkelse er gjerne 31 34 mil = 787 864 µm.

8 Vannstrømmer i membranfilter MASSEBALANSE: Alt som tilføres membranfiltret må ledes ut av membranfiltret. Tilløp = Permeat + Konsentrat

9 Trykkforhold i membranfilter Fødevannstrykket benyttes til å presse vann på langs gjennom fødevannskanalen og fordele det over membranoverflaten. Fødevannstrykket avtar i membranelementenes lengderetning etter hvert som fødevannskanalen yter strømningsmotstand fra gitter og tiltetting. Tilgjengelig fødevannstrykk på membranoverflaten presser vann gjennom membranen og inn til den tilnærmet trykkløse permeatkanalen. Det vil si at produsert mengde rentvann avtar etter hvert som fødevannstrykket avtar gjennom membranelementene. Tilført fødevann som tas ut som retentatfra membranene må ha et resttrykk etter tap gjennom fødevannskanalen som er tilstrekkelig til å presse riktig mengde konsentrat ut av membranfiltret.

Tilgjengelig fødevannstrykk på membranoverflaten presser vann gjennom membranen og inn til den tilnærmet trykkløse permeatkanalen.

10 Beleggdannelse - diffusjonsmekanismer u = tverrstrømshastighet d = partikkelstørrelse Partikkelkonsentrasjon større enn 5 10 gnom/lved membranoverflaten gir beleggdannelse. Partikkelkonsentrasjonen ved membranoverflaten øker dramatisk ved økende fluks, omtrent i 3. potens. Brownsk diffusjon hindrer at mindre partikler er et problem. Treghetsløftet hindrer at større partikler danner belegg. Thor Thorsen 2001 og 2003

Partikkelkonsentrasjonen ved membranoverflaten øker dramatisk ved økende fluks, omtrent i 3. potens.

11 Forbehandling Teoretiske beregninger og forsøksresultater viser at det er partikler i området 0,1 2 µm som gir belegg. Effektiv forbehandling burde fjerne disse partiklene. Forbehandlingen skal fjerne partikler og redusere faren for gjentetting av fødevannskanalen som har en total tykkelse på ca 800 µm. Thor Thorsen og Harald Fløgstad 2002

Forbehandlingen skal fjerne partikler og redusere faren for gjentetting av

12 Tverrstrøm Overflatekonsentrasjonen avtar med økende tverrstrøm. Vanlig anbefalt tverrstrømsområde er 0,1 0,25 m/s. Normalt ligger tverrstrømshast. ned mot 0,1 m/s eller under grunnet trykktap i fødevannskanalen. Ved prod. fluks ca 15 l/m 2 h bør sirkulasjonsmengden være lik eller større enn råvannsmengden. Ved nedsatt prod. bør sirkulasjonsmengden økes for å kompensere for redusert råvannsmengde. Thor Thorsen 2006

ned mot 0,1 m/s eller under grunnet trykktap i fødevannskanalen. Ved prod.

13 DRIFT / VEDLIKEHOLD AV MEMBRANFILTER Viktige trykk i membranfilter Viktige vannstrømmer i membranfilter Beleggdannelse Biologisk begroing Driftsoptimalisering og oppfølging Generell drift og vedlikehold Thor Thorsen 2006

Beleggdannelse Biologisk begroing Driftsoptimalisering

14 Viktige trykk i membranfilter Største tillatte trykkfall fra fødevann innløp til retentatutløp er gitt fra membranprodusenten og utgjør typisk ca 0,7 bar pr. lengdemeter membranelement. Overskridelse av tillatt trykkfall kan føre til teleskopdannelse på membranelementene. Membranene er ikke beregnet for høyere trykk i permeat utløpet enn i retentatet fra membranene. Baktrykk på permeatsidenkan resultere i at membranene ødelegges fullstendig. Trykket i retentatet bør gjerne være over ca 0,5 bar for å kunne innjustere og presse ut riktig konsentratmengde. Det sikrer også mot innsug av luft gjennom avløpet.

Membranene er ikke beregnet for høyere trykk i permeat utløpet enn i retentatet fra membranene.

15 Viktige vannstrømmer i membranfilter MASSEBALANSE: Alt som tilføres membranfiltret må ledes ut av membranfiltret VIKTIGE BØRVERDIER: Sirkulasjonsmengden minst like stor som råvannsmengden på 6 m lange anlegg Sirkulasjonsmengden minst det doble av råvannsmengden på 3 m lange anlegg Konsentratmengden ca % av råvannsmengdeneller ca % av permeatmengden

råvannsmengden på 6 m lange anlegg Sirkulasjonsmengden minst det doble av råvannsmengden

16 Beleggdannelse u = tverrstrømshastighet d = partikkelstørrelse Dersom ikke diffusjonsmekanismene er effektive nok vil NOM akkumuleres på membranen. Beleggtendensen er avhengig av driftsbetingelser som tverrstrømshastighet og spesielt fluks. Høyere fluks og lavere tverrstrømshastighet gir mer belegg. Forsøk viser at det lettere dannes belegg innover i fødevannskanalen enn ved innløpet. Akkumulering av belegg bekjempes ved automatisk ved rengjøring av membranene hvert døgn. Det er viktig å følge med forbruk av skyllemiddel til rengjøring ved anlegget for å få tidlig varsel dersom det medgår for lite eller eventuelt for mye. Avlesning av nivå i doseringstank må sammenholdes med tidligere avlesninger for å detektere fornuftig forbruk siste dager. Thor Thorsen 2001 og 2003

Forsøk viser at det lettere dannes belegg innover i fødevannskanalen enn ved innløpet. Akkumulering av belegg bekjempes ved automatisk ved rengjøring av membranene hvert døgn.

17 Biologisk begroing Bakterier og andre mikroorganismer gror på membranoverflaten og danner belegg. Dette kan skje etter bare hundre timers drift. Biologisk begroing motvirkes ved regelmessig skylling av membranene med klorvann. Dette blir gjort automatisk ved rengjøring av membranene hvert døgn. Det er viktig å følge med forbruk av klorvann til skylling ved anlegget for å få tidlig varsel dersom det medgår for lite eller eventuelt for mye. Avlesning av nivå i doseringstank må sammenholdes med tidligere avlesninger for å detektere fornuftig forbruk siste dager. Membraner av celluloseacetat kan ødelegges ved for kraftig eksponering mot fritt klor. Thor Thorsen 2003

Det er viktig å følge med forbruk av klorvann til skylling ved anlegget for å få tidlig varsel dersom det medgår for lite eller eventuelt for mye.

18 Driftsoptimalisering og oppfølging Om mulig bør en unngå å drifte membranfilter på maksimal dimensjonerende fluks. Det er bedre å senke produksjonen til lavere fluks ved å benytte større utjevning av produksjonen i basseng. Relativt raske endringer i trykk og / eller vannmengder for samme produksjonsnivå som tidligere tyder på uregelmessigheter ved anlegget. Anbefalte maksimums-eller minimumsverdier for trykk fra produsenten / leverandøren må ikke over- eller underskrides. Forbruk av kjemikalier til rengjøring overvåkes og sammenlignes med tidligere forbruk. Ved usikkerhet omkring observasjoner og betydningen av dem anbefales å ta kontakt med leverandøren for veiledning.

Relativt raske endringer i trykk og / eller vannmengder for samme produksjonsnivå som tidligere tyder på uregelmessigheter ved anlegget.

19 Generell drift og vedlikehold Hold anlegget ryddig, rent og tørt. Det er viktige HMS-tiltak. Det blir da også lettere å oppdage uregelmessigheter og lekkasjer. Vedlikehold bør være preventivt. Studer FDV-dokumentasjonenfor utstyrskomponentene og sett opp en vedlikeholdsplan i henhold til anbefalinger for vedlikehold av utstyret. Drener trykktank på ventilluft kompressor for vann ved hvert besøk på anlegget. En vannfylt pnumatisk aktuator virker dårlig. Sjekk med jevne mellomrom at automatiske ventiler går problemfritt. Sjekk for unormale vibrasjoner og lytt etter ulyder eller endret lydbilde fra roterende utstyr. Det kan avdekke mistanke om slitasje og behov for vedlikehold. Vær nøyaktig ved føring av driftsjournal og observer eventuelle uregelmessigheter fra tidligere avlesninger. Sjekk jevnlig også mot avlesninger noe bakover i tid. Ved usikkerhet omkring observasjoner og betydningen av dem anbefales å ta kontakt med leverandøren / servicepartneren for veiledning.

Drener trykktank på ventilluft kompressor for vann ved hvert besøk på anlegget. En vannfylt pnumatisk aktuator virker dårlig. Sjekk med jevne mellomrom at automatiske ventiler går problemfritt.

Like dokumenter

MEMBRANFILTER TEORETISKE BETRAKTNINGER

MEMBRANFILTER TEORETISKE BETRAKTNINGER 6.1.1 leverer et komplett program av membranfilter fra anerkjente produsenter. Vi er ene forhandler i Norge av NOBEL s.r.l sine RO-anlegg. Anleggene benyttes til