Меню

Вода и способы ее очистки

Как беречь природу в ХХI веке.

Когда люди смогли выйти в околоземное пространство, то оказалось, что Земля совсем маленькая. И вид сверху показал, как много уже успел натворить человек. Особенно тяжелые последствия человеческой деятельности отразились на воде. Это привело до того, что питьевую воду придется предварительно очищать, причем многоступенчатость очистки начинает расти в геометрической прогрессии. Типичные решения включают барабанные сетки, сложное реагентное хозяйство, систему безнапорных фильтров, с песчаной загрузкой, обеззараживание хлором или гипохлоридом, и систему очистки промывных вод с довеском в виде какого-либо способа обезвоживания осадков. Весь этот монстр занимает огромную территорию как, собственно, на технологическое производство, так и на санитарно-защитную зону. Хотя до сих пор в России земля цены не имеет, но опосредствовано стоимость ее начинает доставать владельцев. Приблизительно такая же ситуация есть и в очистке стоковых вод, Состав стоковых вод сегодня резко отличается от того, что сбрасывали наши предки, а очистительные сооружения остаются на уровне 30-х годов ХХ века. Существуют попытки совершенствовать технологию, но путь этот экстенсивен и сводится в основном к попыткам модернизировать давно известны системы очистительных сооружений. Это наглядно видно при просмотре патентов в области водоочистки и водоотвода.(Отличается тем, что гайка имеет четыре грани а не шести).

События последних лет показали, что земляне имеют несколько технологий, которые позволяют при задействовании творческого подхода к проектированию коренным образом изменить эффективность, а главное принцип водоотвода и водоочистки. В данной статье мы хотели бы рассмотреть одну из таких технологий.

Начнем, как водится, из истории:

Все началось с того, что в 1748 г. французский ученый, монах Нолле, решил отобедать. Перед трапезой он окунул бычий пузырь с вином в воду, задавшись целью охладить напиток, и начал размещать на столе все, что ему послал тогда Бог. Но вина, к сожалению, в тот день отведать ему не пришлось: то ли Бог хотел видеть монаха трезвым, то ли решил наказать его за какие-то грехи, но пузырь с вином увеличился в объеме и лопнул. Выяснилось, что вода проникла в пузырь через его стенку. Так монах открыл явление непроизвольного проникновения через пленку малоконцентрированного раствора (естественной воды) в более концентрированный раствор (вино). Это явление впоследствии получило название осмоса, а ученые начали обращать внимание на тонкие пленки животного происхождения (мембраны), которые, к удивлению исследователей, оказались пористыми.

Мембранные системы долгое время были сложны и дороги и использовались, в основном, для небольших прикладных заданий. Но на начало 2004 года состоялся качественный прыжок в производстве мембранных материалов и конструкции мембранных систем, что привело к значительному снижению стоимости систем и открыло дорогу к широкому их приложению вместо типичных решений.

Водоочистка на основе мембранных технологий.

В настоящее время мембранные технологии разделяются на два направления:

Первое направление - оборудование, предназначенное для очистки поверхностных и подземных вод без снижения общего солесодержания. Это оборудование включает микро- и ультрафильтрационние мембраны. Дан тип оборудования работает с низким трансмембранним перепадом давления не больше 1,5 панив.

Второе направление - снижение общего солесодержания. Оно включает обратноосмотические и нанофильтрационные элементы. Дан тип оборудования работает с трансмембранним перепадом давления от 7 панив и выше для пресных вод, и от 40 панив для морской воды.

Технологическое оборудование очистки поверхностных вод.

Оборудование на основе ультрафильтрационних мембран позволяет обрабатывать воду в больших объемах (от 100 м3/час и более) с выходом по очищенной воде до 98-99 %. УФ оборудование требует площадей в 4-5 раз меньше, чем при использовании традиционного оборудования (насыпные сорбционные и осветительные фильтры) такой же производительности. Вода, которая прошла обработку на УФ мембранах, не нуждается в стерилизации, поскольку на порах мембран задерживаются частицы, больше 0,03 мкм, в частности микроорганизмы и вирусы.

Оборудование производительностью до 60 м3/час имеет полную заводскую готовность и может поставляться у контейнерного выполнения. Оборудование большей производительности поставляется монтажными блоками и требует полного сборника технологии на месте. Производительность монтажных блоков определяется конкретными условиями объекта (от 50-100 м3/час).

Ультрафильтрация.

Ультрафильтрация - процесс отделения механических частиц от жидкости на полупроницаемой мембране. Размер пор колеблется от 0,01мкм до 0,1 мкм. Это позволяет фильтровать кроме механических суспензий органические вещества с большой молекулярной массой. Ультрафильтрационная мембрана задерживает коллоидные частицы, бактерии, вирусы и высокомолекулярные органические соединения. Ультрафильтрация, как и все мембранные процессы, основана на перепаде давления. Мембрана разделяет жидкость на две зоны: зона высокого давления и зона низкого давления. Разница давления в этих зонах называется трансмембранним перепадом давления (ТМД). Для ультрафильтрации ТМД составляет 1-2 господина.

В настоящее время используются два типа мембранных элементов:

рулонные мембраны, которые работают со значениями мути входной воды (до 0,5 миллиграмма/л) и используемые только для доочистки питьевой воды или стерилизации растворов;

трубчатые половолоконние мембраны, которые работают с большими значениями мути (до 50 миллиграмма/л), Эти элементы могут работают без дополнительной предочистки с поверхностными и стоковыми водами. Срок службы мембран составляет 5 - 10 лет и зависит от качества и количества начальной воды.

Технологическое оборудование опреснения минерализованных вод.

Оборудование на основе обратноосмотических (нанофильтрационных) мембран позволяет обрабатывать воду с солесодержанием в начальной воде от 1 до 40 грамма/л. Оборудование большой производительности поставляется монтажными блоками, производительностью одного блока от 10 до 150 м3/час. Выход по опресненной воде до 60 %. При обработке воды с мутью выше 1 миллиграмма/л обязательное применение предыдущей очистки. Для систем производительностью больше 50 м3/час как предочистка рекомендуется ультрафильтрация.

Установки производительностью до 10 м3/час могут поставляться у контейнерного выполнения.

Опреснительная установка производительностью 8 м3/чв контейнерного выполнения

Таким образом, использование мембранных технологий позволяет:

сократить площади, которые занимают очистительные сооружения, в 4 - 5 раз;

сократить санитарно-защитные зоны, поскольку комплексы располагаются в закрытых помещениях, которые позволяют осуществить комплекс мероприятий по охране окружающей среды;

сократить численность обслуживающего персонала за счет максимальной автоматизации процесса;

в ряде случаев отказаться от реагентной обработки, что позволяет избавиться от составов и участков приготовления химических растворов, а также снижает количество отходов от использования технологии;

значительно снизить эксплуатационные расходы и, тем самым, сократить время окупаемости;

использовать данные технологии в районах Крайнего Севера, которые характеризуются проблемами доставки энергоносителей, реагентов, заменяемых материалов, и тому подобное

Гляденов С. Н. Ооо "Водозор": водоочистка, очистительные сооружения для очистки бытовых стоков.

Похожие статьи: