Ультрафильтрация в водоподготовке и очистке сточных вод

Технология ультрафильтрации находит все большее применение в качестве альтернативы классической технологии очистки воды на скорых фильтрах.

Преимущества установок, основанных на технологии ультрафильтрации, заключаются в следующем:

  1. Обеспечивают эффективную очистку воды от взвешенных веществ, мутности, коллоидных соединений, не изменяя при этом солевого состава воды;
  2. Обеспечивают обеззараживание воды: ультрафильтрационные мембраны с размером пор 0,01–0,05 мкм на 99,99 % удаляют из исходной воды патогенные микроорганизмы и вирусы, в том числе Giardia и Cryptosporidium и на 100%-го задерживают бактерии и простейшие;
  3. Являются компактными, что сокращает затраты на капитальное строительство.

 Существуют несколько режимов работы ультрафильтрационных  мембранных модулей:

- перекрестный режим (cross-flow);

- перекрестный режим с частичным возвратом концентрата (feed and bleed);

- тупиковый режим (dead-end).

 

В обоих перекрестных режимах фильтрования жидкость течет параллельно поверхности мембраны. При этом часть ее проходит через мембрану – пермеат (очищенная вода), а часть с задержанными загрязнениями (концентрат) постоянно сбрасывается в канализационную сеть. При таком режиме необходимо поддерживать высокую скорость потока над поверхностью мембран, чтобы задерживаемые частицы не осаждались на поверхности, а находились во взвешенном состоянии и постоянно сбрасывались.

Перекрестный режим работы ультрафильтрационных  мембранных модулей

Рис.1 Перекрестный режим работы ультрафильтрационных  мембранных модулей

             

           Часть концентрата может возвращаться на вход в ультрафильтрационный мембранный модуль. Для этого необходимо организовывать рециркуляционный контур.

 

Перекрестный режим работы ультрафильтрационных мембранных модулей с частичным возвратом концентрата

Рис.2 Перекрестный режим работы ультрафильтрационных мембранных модулей с частичным возвратом концентрата

 

Недостатками перекрестного режима фильтрации является большое потребление  электроэнергии и постоянный сброс концентрата, что приводит к увеличению объема воды, потребляемого установкой на собственные нужды (около 10-15% от объема очищенной воды). 

 В тупиковом режиме фильтрации (рис.3) вся жидкость проходит через поверхность мембраны, а оставшиеся на  поверхности загрязнения выводятся с помощью периодических   обратных промывок. За счет этого значительно сокращается объем воды, потребляемой установкой на собственные нужды (5- 8% от объема очищенной воды).

         

Тупиковый  режим работы ультрафильтрационных мембранных модулей
         Рис.3 Тупиковый  режим работы ультрафильтрационных мембранных модулей

Для сокращения объема промывных вод широко используется тупиковый режим фильтрации с доочисткой промывных вод на второй ступени ультрафльтрационной очистки (рис.4).

 Сравнение одноступенчатой и двухступенчатой технологии ультрафильтрации

Рис.4 Сравнение одноступенчатой и двухступенчатой технологии ультрафильтрации: а)– одноступенчатая фильтрация; б) – двухступенчатая фильтрация с доочисткой промывных вод от первой ступени

 

Двухступенчатая схема позволяет уменьшить количество фильтрационных стоков до 0,5% от объема очищенной воды.

Применение того или иного метода зависит от конкретных условий, анализов исходной воды и др.факторов.

Для очистки сточных вод в последние годы все большее применение находит технология мембранного биореактора (МБР). В основу действия мембранного биореактора (МБР) положен синтез биологической очистки сточных вод и технологии разделения водных суспензий на полимерных мембранах. Для отделения активного ила от очищенной воды в МБР используются ультрафильтрационные мембранные модули погружного и выносного типа.

Специалисты ООО Компания «КРИСТАЛЬ» имеют огромный практический опыт в проектировании, изготовлении, монтаже и пуско-наладке очистных сооружений, основанных на современной мембранной технологии ультрафильтрации.