Διάταξη διήθησης με μεμβράνες νανοδιήθησης / αντίστροφης ώσμωσης.

2025 | ΕΚΕΤΑ
Τόπος εγκατάστασης και λειτουργίας:

Εργαστήριο Φυσικών Πόρων και Εναλλακτικών Μορφών Ενέργειας (ΕΦΕΜ) | Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων (ΙΔΕΠ) | Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ) | 6ο χλμ. Χαριλάου–Θέρμης

Σχεδιασμός και λειτουργία:

Ανθούλα Καρανάσιου
Επιστημονική Συνεργάτιδα
Κωνσταντίνος Πλάκας
Ερευνητής Β’ ΕΦΕΜ/ΙΔΕΠ/ΕΚΕΤΑ

Η μονάδα είναι μια πλήρως αυτοματοποιημένη πιλοτική διάταξη διήθησης με μεμβράνες νανοδιήθησης και αντίστροφης ώσμωσης (Nanofiltration / Reverse Osmosis, NF/RO), σχεδιασμένη για την επεξεργασία νερού, υγρών εκροών και υγρών αποβλήτων. Η τεχνολογία βασίζεται στον διαχωρισμό με ημιπερατές μεμβράνες υπό πίεση, επιτρέποντας τη διέλευση του νερού και την επιλεκτική συγκράτηση διαλυμένων αλάτων, πολυσθενών ιόντων, οργανικών ενώσεων και άλλων συστατικών, ανάλογα με τον τύπο της μεμβράνης και τις συνθήκες λειτουργίας.

Η διάταξη μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για την παραγωγή νερού υψηλότερης καθαρότητας όσο και για τη συμπύκνωση ρευμάτων που περιέχουν χρήσιμα ή κρίσιμα συστατικά, όπως ασβέστιο, μαγνήσιο, θρεπτικά συστατικά κ.α.

Η εγκατάσταση χρησιμοποιείται για τη βελτιστοποίηση των συνθηκών λειτουργίας και την παραμετρική ανάλυση της διεργασίας για διαφορετικές εφαρμογές και τύπους τροφοδοσίας. Παράλληλα, υποστηρίζει εφαρμοσμένες μελέτες, με στόχο την αξιολόγηση της τεχνολογίας και την παραγωγή πειραματικών δεδομένων χρήσιμων για τον σχεδιασμό, την προσομοίωση και τη μεταφορά της διεργασίας σε μεγαλύτερη κλίμακα. Επιπλέον, η μονάδα αξιοποιείται για εκπαιδευτικούς σκοπούς και επίδειξη διαχωρισμών με μεμβράνες.

Η πιλοτική μονάδα αποτελείται από δύο δοχεία πίεσης σε σειρά, τα οποία επιτρέπουν την τοποθέτηση έως τεσσάρων στοιχείων μεμβρανών τύπου 2540. Η μονάδα μπορεί να λειτουργήσει σε διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας, όπως ασυνεχή, συνεχή ή ημι-συνεχή λειτουργία, ανάλογα με τις απαιτήσεις της μελέτης.

Η διάταξη περιλαμβάνει πρόβλεψη για προεπεξεργασία της τροφοδοσίας, όπως προδιήθηση με φίλτρα φυσιγγίου ή/και ρύθμιση pH, όπου αυτό απαιτείται από τη φύση του διαλύματος. Επιπλέον, διαθέτει δυνατότητα επιτόπιου καθαρισμού (CIP, Cleaning-in-Place).

Κύρια χαρακτηριστικά

Η πειραματική διάταξη διαθέτει ολοκληρωμένο σύστημα ελέγχου και αυτοματισμού, το οποίο επιτρέπει τη ρύθμιση, παρακολούθηση και καταγραφή των βασικών λειτουργικών παραμέτρων της διεργασίας. Οι κύριες λειτουργίες που ελέγχονται και καταγράφονται είναι οι εξής:

  • Θερμοκρασία:
    Η θερμοκρασία παρακολουθείται σε κρίσιμα σημεία της διάταξης.
  • Πίεση:
    Πραγματοποιείται συνεχής παρακολούθηση της εφαρμοζόμενης πίεσης, καθώς και της πτώσης πίεσης κατά τη διέλευση του διαλύματος από τα δοχεία πίεσης και τα στοιχεία μεμβρανών.
  • Παροχή τροφοδοσίας και διηθήματος:
    Η διάταξη επιτρέπει τον έλεγχο της παραγωγικότητας των μεμβρανών μέσω της συνεχούς παρακολούθησης της παροχής τροφοδοσίας και διηθήματος.
  • Ηλεκτρική αγωγιμότητα (EC):
    Η ηλεκτρική αγωγιμότητα παρακολουθείται στο διήθημα και στο συμπύκνωμα.
  • pH:
    Το pH της τροφοδοσίας παρακολουθείται συνεχώς και μπορεί να ρυθμίζεται αυτόματα, όπου απαιτείται.

Το σύστημα διαθέτει παραμετροποιήσιμους συναγερμούς για τις κρίσιμες παραμέτρους λειτουργίας. Σε περίπτωση υπέρβασης προκαθορισμένων ορίων, αποστέλλονται αυτόματα ειδοποιήσεις μέσω e-mail, επιτρέποντας την άμεση ενημέρωση του χρήστη και την ασφαλή λειτουργία της εγκατάστασης.

Όλες οι βασικές λειτουργικές παράμετροι, όπως θερμοκρασία, πίεση, παροχή, pH και αγωγιμότητα, καταγράφονται ψηφιακά και εξάγονται για περαιτέρω επεξεργασία, αξιολόγηση και ανάλυση.

Ο συντονισμός των επιμέρους υποσυστημάτων πραγματοποιείται μέσω Προγραμματιζόμενου Λογικού Ελεγκτή (PLC — Programmable Logic Controller), ο οποίος είναι εξοπλισμένος με κατάλληλες μονάδες επέκτασης και συνδεδεμένος με δίκτυο αισθητήρων και οργάνων μέτρησης. Το PLC αναλαμβάνει τον έλεγχο σε πραγματικό χρόνο, τη διατήρηση των επιθυμητών συνθηκών λειτουργίας, την ενεργοποίηση επιμέρους λειτουργιών και την καταγραφή των κρίσιμων παραμέτρων της διεργασίας.

Όλες οι λειτουργικές παράμετροι είναι προσβάσιμες εξ αποστάσεως μέσω υπολογιστή, smartphone ή tablet, επιτρέποντας την παρακολούθηση και ρύθμιση της μονάδας οποιαδήποτε στιγμή, ανεξάρτητα από την τοποθεσία του χρήστη.