Мембранные установки

Водоснабжение. Водоотведение. Оборудование и технологии. (ООО СТРОЙИНФОРМ, 2007 г.)

Мембранные установки имеют комплексную технологическую схему, в которой представлены в виде блоков осветлительные и адсорбционные фильтры. Непосредственно же в блоках мембранного отделения примесей используются два типа технологий: баромембранная (обратный осмос, нано-, ультра- и микрофильтрация) и электромембранная (электродиализ). К примеру, технологический процесс обратного осмоса заключается в том, что вода «продавливается» через полупроницаемую мембрану, где часть растворенных ионных и органических примесей задерживается. На выходе имеются два потока: рассол и фильтрат.

Сравнение основных баромебранных процессов, наиболее распространенных при очистке воды – таких, как обратный осмос (ОО), нанофильтрация (НФ), ультрафильтрация (УФ) и микрофильтрация (МФ), показывает, что при увеличении селективности в ряду МФ-УФ-НФ-ОО существенно снижается удельная производительность и возрастают удельные энергозатраты, достигая для процесса ОО величины порядка 1,0 – 1,5 кВтЧч/м3 пермеата. Все четыре способа обеспечивают практически полное удаление микроорганизмов и бактерий, а также соединение железа и механических примесей. Степень очистки по раствору соли NaCl в ряду МФ-УФ-НФ-ОО крайне высока: МФ – 0%; УФ-10-20%; НФ – 20-80%; ОО – 80-99,5%.

Области применения этих методов следующие:

ОО – мембраны обеспечивают очень высокую селективность по солям и всем другим загрязнениям при относительно высоких энергозатратах. Их выгодно использовать для опреснения сильносоленых вод – например, морской воды. При очистке водопроводной и артезианской вод для питьевых целей необходимо регулировать степень минерализации очищенной воды, что целесообразно только для крупных установок. Для индивидуальных фильтров практически полное обессоливание нецелесообразно.

НФ – мембраны целесообразно использовать для слабосоленых и сильнозагрязненных вод в крупных системах водоподготовки (возможно с последующей минерализацией), для индивидуальных фильтров – в районах с солоноватыми водами.

УФ – мембраны используют для подготовки речной, озерной и колодезной воды. Их можно применять как в установках большой производительности, так и в индивидуальных фильтрах, особенно в районах с неблагоприятной экологической обстановкой.

МФ – мембраны применяют для очистки водопроводной и артезианской вод с повышенным содержанием железа и других тяжелых металлов, а также микробиологических загрязнений и механических примесей. Они обеспечивают высокую производительность при относительно низкой стоимости и высоких степенях очистки. При этом содержание растворенных солей изменяется слабо.

Использование керамических мембран получает распространение в схемах для подготовки питьевой воды, для пищевой, фармацевтической, микробиологической, химической и других отраслей промышленности, в которых к чистоте воды предъявляются особые требования.

При использовании метода очистки с помощью обратного осмоса происходит практически полная дименирализация воды. Поэтому очищенную воду рационально использовать для приготовления напитков и пищи.

Электромембранные технологии применяют для опреснения солоноватых вод (солесодержание от 1 до 10 г/л). В этом случае комплексная технологическая схема может быть реализована в установке с электродиализным опреснением, которая имеет в качестве блоков все элементы, необходимые для отделения взвешенных, коллоидных, молекулярных и ионных примесей.