Очистка поверхностных и подземных вод на станциях централизованного водоснабжения
ПРИЛОЖЕНИЕ Л
Chapter 3 (part 6)
Content
6 Technological schemes of purification of natural waters using membrane processes 2
6.1 General information. 2
6.2 Membrane technologies in potable water supplying. 3
6.3 Membrane technologies in the industrial water supplying. 10
6.3.1. Membrane technologies in power generation. 11
6.3.2. Membrane technologies in the food and beverage industries. 11
6.3.3. Membrane technologies in pharmacy. 11
6.3.4. Extra-pure water production for the microelectronics. 11
6.3.5. Membrane separation in medicine: methods of extrarenal blood purification (dialysis) 13
Technological schemes of purification of natural waters using membrane processes
Технологические схемы очистки природных вод с применением мембранных процессов
General information
An overview of membrane materials and their industrial applications
Electrophoresis (EP), microfiltration (MF), ultrafiltration (UF), reverse osmosis (RO), gas separation (GS), nanofiltration (NF), dialysis (D), membrane distillation (MD), membrane contactor (MC)
Figure XX. A table of membrane materials.
Не существует единого мнения о наилучшем типе мембран и аппаратов для обработки природных вод: для этой цели используются как капиллярные, так и плоские (рулонные элементы) мембраны.
На данный момент разрабатывается теория [Первов], оптимизации работы ультрафильтрационных установок, которая учитывает эффективность гидравлических промывок и постепенное падение производительности мембран с течением времени. Не существует надежной экспериментальной методики прогнозирования работы мембранной установки на воде заданного состава.
Ведутся работы по поиску оптимального соотношения длительности фильтроцикла и промывки при различных концентрациях загрязняющих веществ (железо) в исходной воде [Первов]. Полученные данные могут использоваться в качестве рекомендаций при разработке систем обезжелезивания с применением ультрафильтрационных установок. (Дальше взять из Первова определение падения производительности через массу отложений за один фильтроцикл).
|
|
|
При выборе технологий очистки важно подобрать тип мембран, что влияет на величину эксплуатационных затрат (расход электроэнергии, затраты на промывки и т.д.). От характеристик мембран (селективность, проницаемость, тип материала и т.п.) зависит не только качество очищенной воды, но и величина рабочего давления, продолжительность непрерывной работы до промывки (фильттроцикл), интенсивность осадкообразования и другие факторы, определяющие затраты на очистку.
Во всех случаях, если нанофильтрационные мембраны обеспечивают удаление загрязнений, их использование предпочтительнее вследствие меньших эксплуатационных затрат.
Мембранные технологии находят широко применение и в питьевом, и в техническом водоснабжении. Рассмотрим подробее оба направления водоснабжения:
Membrane technologies in potable water supplying
В зависимости от качества исходной воды для ее очистки выбирается либо метод ультрафильтрации (для обезжелезивания), либо обратного осмоса/нанофильтрации, позволяющий одновременно снизить содержание железа, ионов жесткости, органических веществ и радиоактивных элементов (стройнций).
|
|
|
Основные области применения мембранных установок [Первов]:
1) Очистка поверхностных и подземных вод на станциях централизованного водоснабжения;
2) Доочистка водопроводной воды в городах:
а) Создание мини-установок для улучшения качества воды “in-situ”, в квартирах, офисах, учреждениях;
б) создание крупных станций и систем водоснабжения районов или отдельных зданий
3) Получение питьевой воды из подземных источников:
а) очистка воды от отельных элементов;
б) создание установок комплексной очистки воды, умягчения и обезжелезивания;
Внутри каждой категории имеются свои особенности, зависящие от состава исходной воды, подаваемой на очистку.
Идеально, если каждому составу воды соответствует своя технология и свой тип мембран, позволяющие получить воду заданного качества.
Так, для вод с высоким содержанием цветности, марганца и железа эффективен метод нанофильтрации, а для воды с высоким солесодержанием (например, морской) – обратный осмос.
Очистка поверхностных и подземных вод на станциях централизованного водоснабжения
|
|
|
Пример схемы очистки поверхностных и поземных вод с использованием ультрафильтрационных и обратноосмотических мембран приведен на рис. Х .
1 – ингибиторный патрон; 2 – центробежный многоступенчатый насос; 3 – манометр рабочего давления; 4 – мембранные аппараты; 5 – водосчетчик фильтрата; 6 – фильтры доочистки (опция); 7 – баки для сбора фильтрата; 8 – поплавковый выключатель; 9 – сетевой насос; 10 – бак-гидроаккумулятор; 11 – манометр давления чисто воды; 12 – реле давления; 13 – запорные краны; 14 – реле «сухого хода»; 15 – кран регулировки давления; 16 – водосчетчик концентрата; 17 – шаровой кран подачи промывного раствора; 18 – бак химической регенерации мембран.
Figure 10 – Technological scheme of ground water treatment using nanofiltration and reverse osmosis membranes with open reservoir
Технология ультрафильтрации весьма эффективна для обезжелезивания подземных вод. Ультрафильтрационные мембраны эффективно задерживают все взвешенные и коллоидные загрязнения (в том числе и Fe(OH)3, бактерии, высокомолекулярные органические вещества, связанные с железом и марганцем. Особенно эффективны ультрафильтрационные схемы для обработки вод с высокой цветностью
|
|
|
Для перевода двухвалентного железа в трехвалентное перед подачей воды на ультрафильрационные мембраны применяется предварительная аэрация воды. На современных станциях обезжелезивания ультрафильтрационные мембраны могут применяться вместо песчаных фильтров. Более высокая степень задержания коллоидных примесей позволяет упростить процесс аэрации, сократить его продолжительность и уменьшить объем аэрационных сооружений. На рис. Х приведена технологическая схема процесса обезжелезивания воды с применением процесса ультрафильтрации.
1 – вентиль; 2 – манометр; 3 – магнитный клапан; 4 – сетчатый фильтр; 5 – ультрафильтрационные модули; 6 – бак-накопитель очищенной воды; 7 – поплавковые реле; 8 – сетевой насос; 9 – обратный клапан; 10 – реле давления; 11 – регулирующая напорная емкость; 12 – компрессор; 13 – бак-аэратор.
Figure X. Iron removal scheme with nanofiltration membrane modules
Системы нанофильтрации обеспечивают удаление различных ионов на 40-60%, а цветности и железа – на 90-95%.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 89; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!