bbk 000000

УДК 628.16:62-278

Кузнецов В. Н.

Возврат промывной воды и обработка осадков  Западной фильтровальной станции Екатеринбурга

Аннотация

Для прекращения сброса в водоисточник грязных промывных вод разработана и внедрена система очистки промывных вод на ультрафильтрационных мембранах для их повторного использования, а также установка обработки осадков, образующихся на фильтровальных сооружениях. В основу технологии обработки промывных вод заложен метод ультрафильтрации. Промывные воды основной технологической линии фильтруются через специальные мембраны, которые разделяют их на чистую воду (пермеат) и концентрат (шлам). В цех обработки осадков поступает шлам из горизонтальных отстойников основной технологической линии и шлам от установки ультрафильтрации. Выпавший осадок влажностью 98,5% удаляется скребковым механизмом в приямок, из которого подается на ленточный сгуститель и далее на камерный фильтр-пресс. Обезвоженный осадок влажностью 75% вывозится автотранспортом на полигоны твердых бытовых отходов. В результате реализации этих разработок существенно сокращаются потери воды на собственные производственные нужды, потери воды в общем объеме не превышают 1,5%, снижается забор воды из источника, сокращается дефицит водных ресурсов. По результатам первых месяцев работы цеха ультрафильтрации качество производимой питьевой воды отвечает требованиям СанПиН.

Ключевые слова

ультрафильтрация , повторное использование промывных вод , обработка осадка , дефицит водных ресурсов

DOI 10.35776/MNP.2019.12.08
УДК 628.16:62-278

Кофман В. Я.

Гравитационная мембранная фильтрация в схемах очистки воды и сточных вод (обзор)

Аннотация

Технология гравитационной мембранной фильтрации предусматривает использование плоских полимерных ­ультра- и микрофильтрационных мембран (с размером пор от нескольких нанометров до нескольких сотен наномет­ров), расположенных на 40–100 см ниже уровня воды, т. е. работающих под гидростатическим напором 40–100 мбар в качест­ве движущей силы мембранной фильтрации в тупиковом режиме. Бактериальное сообщество исходной воды вызывает образование слоя биопленки на поверхности мембраны. В то же время присутствие эукариотных организмов в слое биопленки, характеризующихся хищничес­ким поведением, обусловливает возникновение своего рода эффекта «биологической чистки», приводящей к уменьшению сопротивления фильтрации биопленки за счет образования пустот и развития ее гетерогенности. В результате динамического развития подобной системы происходит ее стабилизация и соответствующее достижение относительного постоянства потока пермеата на уровне 2–10 л/(м2·ч). Стабильный водный поток в режиме гравитационной мемб­ранной фильтрации сохраняется в течение многих месяцев без проведения чистки мембраны. Система обеспечивает удаление из воды органических веществ и патогенных мик­роорганизмов. Проведены разного масштаба испытания системы гравитационной мембранной фильтрации для децентрализованной обработки речной воды, для обработки дождевой воды и серых сточных вод в локальных очистных системах с получением воды, пригодной для непитьевого потребления, при очистке сточных вод для безопасного их сброса и при предварительной обработке морской воды перед опреснением. В настоящее время известны примеры практического применения данной системы фильтрации.

Ключевые слова

ультрафильтрация , очистка воды , органические вещества , патогенные микроорганизмы , гравитационная мембранная фильтрация , тупиковый режим

DOI 10.35776/VST.2021.01.01
УДК 628.167.069.84

Черкесов А. Ю., Щукин С. А., Денисова И. А.

Исследование железокаталитического окисления сероводорода кислородом воздуха в реакторе с мембранным разделителем

Аннотация

Приведены результаты исследований железокаталитического окисления сероводорода кислородом воздуха в реакторе с мембранным разделителем. Исследования проводили на лабораторной установке. Объектом исследований служила искусственно приготовленная модельная сероводородсодержащая вода. Лабораторная установка представляла собой емкость-реактор, где происходило окисление сероводорода кислородом воздуха в присутствии гидроксида железа, выступающего катализатором процесса. Отделение очищенной воды от Fe(OH)₃ проводили методом ультрафильтрации. Все эксперименты осуществлялись в условиях, рекомендованных для протекания железокаталитического окисления сероводорода: концентрация гидроксида железа (III) 2 г/дм³, рН 7–8, время пребывания в реакторе 1 час, расход воздуха 2 м³/м³, температура 20–23 ºС. Экспериментально подтверждена окислительная способность метода при вышеуказанных стандартных значениях показателей. Получено уравнение регрессии, описывающее железокаталитическое окисление сероводорода кислородом воздуха в реакторе с мембранным разделителем. Представленный метод может быть рекомендован в схемах очистки сероводородсодержащих природных вод для целей питьевого водоснабжения.

Ключевые слова

ультрафильтрация , железокаталитическое окисление , сероводород , мембранное разделение , кислород воздуха , гидроксид железа

bbk 000000

УДК 628.35:648.1

Ферштерлинг Х., Фэнрих А., Кравфорд Д., Кюне Л., Барйенбрух М.

МБР-технологии для повторного использования сточных вод небольших прачечных

Аннотация

Работа прачечных в Германии характеризуется высоким потреблением воды и электроэнергии. Бизнес-конкуренция, увеличение стоимости электроэнергии и требования современного законодательства обусловили повышение спроса на системы повторного использования сточных вод (для очистки технологической воды, рекуперации тепла и химикатов). С точки зрения технологии стирки уровень водосбережения весьма высок. Однако снижения потребления свежей воды можно добиться только в том случае, если технологии очистки и повторного использования воды будут интегрированы в существующую систему. Для небольших прачечных производительностью менее 500 кг/сут примеров применения технологии повторного использования сточных вод почти нет, а доступные системы рециркуляции воды для них были недостаточно эффективны. В одной из таких прачечных был смонтирован мембранный биореактор с плоскими погружными ультрафильтрационными мембранами. Во время работы биореактора удаление ХПК достигало 93%, возврат воды превышал 90%. Качество пермеата было очень высоким (он не содержал взвешенных веществ и микробов) и соответствовало требованиям для его повторного применения в процессе стирки. Анализ затрат показал, что использование имеющегося тепла пермеата взамен электрической энергии повышает экономическую эффективность работы прачечной.

Ключевые слова

ультрафильтрация , утилизация тепла , мембранный биореактор , сточные воды прачечных , рециркуляция воды , очистка промышленных сточных вод

bbk 000000

УДК 628.1.2:62-278

Френкель В.С.

Мембранные технологии: прошлое, настоящее и будущее (на примере Северной Америки)

Аннотация

Освещаются основные тенденции в области разработки мембранных процессов для очистки воды и сточных вод в Северной Америке. Приведены основные характеристики, главные направления и особенности применения мембран, включая мембранные биореакторы. Сопоставляются характеристики, необходимые при оценке и выборе наилучших мембранных технологий для каждого отдельного проекта. Мембранная обработка в водоподготовке, очистке сточных вод и опреснении воды стала быстроразвивающимся направлением. При этом используются четыре категории мембран, которые классифицируются по размеру пор: микрофильтрация (MF), ультрафильтрация (UF), нанофильтрация (NF) и обратный осмос (RO). В области очистки сточных вод мембранные биореакторы (MBR) стали признанной технологией. Все четыре основных типа мембран обеспечивают удаление полного спектра веществ, загрязняющих воду, поэтому в большинстве случаев могут использоваться как самостоятельные технологии. Интегрированные мембранные процессы, комбинирующие различные типы мембран, становятся современным методом, позволяющим выполнять строгие требования, предъявляемые к качеству воды (сточных вод), поскольку обеспечивают минимально возможные размеры очистных сооружений, минимальный расход химических реагентов и в большинстве случаев являются самым рентабельным решением.

Ключевые слова

питьевая вода , очистка сточных вод , обратный осмос , ультрафильтрация , опреснение , мембраны , микрофильтрация , нанофильтрация , мемб­ранный биореактор

bbk 000000

УДК 628.1.03

Пономарев А. П., Подколзин И. В.

Морфология и минеральный состав наноструктур
в составе питьевой воды

Аннотация

В результате исследований отработан метод выделения наноструктур из образцов питьевой воды на основе микро- и ультрафильтрации с использованием микрофильтров (размер пор 450 нм) и полупроницаемой мембраны (размер пор 15 нм). Установлено, что в процессе ультрафильтрации минеральный состав воды до и после прохождения через мемб­рану не изменяется. При полном переходе воды в ультрафильтрат на мембране задерживаются органоминеральные наноструктуры диаметром от 10 до 200 нм, в состав которых входят макро- и микроэлементы. Комплексный метод микро- и ультрафильтрации обеспечивает эффективное удаление наноструктуры или нанобактерии из питьевой воды при сохранении ее минерального состава, что позволяет рекомендовать данный метод для получении очищенной воды для человека и животных. Анализ минерального состава наноструктур показал, что превалирующими макро­элементами являются кальций и натрий, относительное процентное содержание которых в сумме составляет 60–70%. Эти данные подтверждают предыдущее сообщение авторов о том, что кальций является основным строительным материалом оболочек нанобактерий, выявляемых в крови человека и животных. Принимая во внимание морфологические особенности наноструктур, выделяемых из питьевой воды, их форму и размеры, следует отметить их идентичность трансформированным клеткам нанобактерий из крови человека и животных. Сопоставление результатов анализов трех независимых методов – электронной микроскопии, масс-спектрометрии и хроматографии позволяет утвердиться во мнении, что первоисточником нанобактерий является вода, вместе с которой они попадают в живой организм. При этом исследователи, исключающие существование нанобактерий как живых организмов, признают, что данные наноструктуры могут существенным образом влиять на здоровье человека.

Ключевые слова

питьевая вода , ультрафильтрация , наноструктуры , электронная микроскопия , масс-спектрометрия , жидкостная хроматография

bbk 000000

УДК 628.165:66.081.63

Курдюмов В. Р., Тимофеев К. Л., Краюхин С. А.

Особенности очистки шахтной воды  по технологии обратного осмоса

Аннотация

Исследована возможность очистки шахтной воды одного из отработанных медно-никелевых рудников методом обратного осмоса. Состав шахтной воды, мг/дм³: Mn 0,6–1; Fe 0,01–0,1; Ni 0,8–1,5; Cu 0,3–0,5; Zn 0,05–0,25; Co 0,02–0,07; Na 35–50; Ca 125–150; Mg 35–45; SO4 100–200; Cl
65–75; Al 0,02–0,05; Si 9–11; Se 0,1–0,2; As < 0,005; Te < 0,005; Pb < 0,005; Hg < 0,00005; солесодержание 750–850; общая жесткость 9,5–11,5 °Ж; рН 7–7,5. Исследования проводились на опытной установке производительностью 1 м³/ч по исходной шахтной воде. Установка состоит из модулей ультрафильтрации и обратного осмоса. Степень выхода пермеата варьировалась в диапазоне 50–75% от объема исходной воды. Опробован способ реагентной деманганации и обезжелезивания шахтной воды на предварительной стадии очистки. Качество очищенной воды (пермеата) полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к воде хозяйственно-питьевого назначения. Описаны режимные параметры работы опытной установки, указаны расходные нормы реагентов. Приведены особенности использования технологии обратного осмоса применительно к очистке шахтной воды. Определены основные технико-экономические показатели работы установки обратного осмоса в пересчете на 1 м³/ч очищенной воды при ее выходе 75% от входящего потока. Описан способ утилизации концентрата при условии уменьшения его выхода до 5%, что делает возможным извлечение ценных примесей (цветных металлов).

Ключевые слова

обезжелезивание , обратный осмос , ультрафильтрация , индекс стабильности , деманганация , утилизация концентрата , шахтная вода , цветные металлы

DOI 10.35776/VST.2022.03.07
УДК 628.316:66.081.63

Ильина М. Е., Селиванов О. Г., Пикалов Е. С.

Оценка эффективности метода ультрафильтрации при очистке фильтрационных вод полигона твердых бытовых отходов

Аннотация

Представлены результаты оценки эффективности очистки воды методом ультрафильтрации на различных мемб­ранных элементах перед обратноосмотическим разделением. Исследования проводились на опытной установке ультрафильтрации с использованием трубчатых мембранных элементов из керамики и половолоконных мембранных элементов из полисульфона и поливинилиденфторида различных производителей. В качестве исходной воды использовались фильтрационные воды полигона твердых бытовых отходов. Результаты исследований показали, что все рассмотренные мембранные элементы обеспечивают высокую степень очистки по взвешенным веществам (> 99,9%), общему железу (80%), нефтепродуктам (> 90%), неионогенным поверхностно-активным веществам (> 84%). Конечная производительность всех рассмотренных мембранных элементов практически одинакова. Сравнение производительности мембранных элементов по чистой водопроводной воде после химической промывки показало, что наибольшая степень восстановления наблюдается у напорного половолоконного элемента на основе полисульфона (80%). Таким образом, половолоконные мембранные элементы из полисульфона будут отличаться наибольшим сроком эксплуатации при сохранении высокой степени очистки фильтрационных вод полигона твердых бытовых отходов.

Ключевые слова

очистка сточных вод , ультрафильтрация , керамический мембранный элемент , половолоконный мембранный элемент , удельная скорость фильтрации

bbk 000000

УДК 628.16.067.1:66.081.63

Стрелков А. К., Баранов А. В., Цабилев О. В., Ефанов И. А.

Оценка эффективности применения половолоконных мембран при очистке промывных вод

Аннотация

Развитие городов определяет необходимость увеличе­ния производительности  сооружений подготовки пить­евой воды, что требует максимально задействовать все мощности насосно-фильтровальных станций. В этой связи повторное использование очищенных промывных вод для хозяйственно-питьевых нужд позволило бы решить проблему дефицита воды и снизить экологическую нагрузку на водные объекты. В г. Самаре особенно остро стоит задача увеличения производительности насосно-фильтровальной станции № 2. Очистка речной воды осуществляется по одноступенчатой схеме на контактных осветлителях. Ввиду технологических особенностей процесса осветления такая схема не позволяет увеличить производительность станции путем оптимизации подбора фильтрующих загрузок. Альтернативным решением, которое дает возможность обеспечить стабильные показатели качества очистки, является использование баромемб­ранных процессов – микрофильтрации и ультрафильт­рации. Такие методы находят достаточно широкое применение для очистки речной воды на объектах небольшой производительности как в качестве самостоятельных, так и в составе более сложных технологических решений. Проведены исследования процесса очистки промывных вод насосно-фильтровальной станции, работающей по одноступенчатой схеме с применением половолоконных мембран. Рассмотрены основные направления и возможности внедрения новой технологической схемы. Приведены результаты предварительных испытаний пилотной установки на основе половолоконного мембранного элемента. Оценка качества полученного фильтрата показывает возможность его использования для хозяйственно-питьевых нужд. Концентрат после мембранных установок в существенно меньшем количестве может сбрасываться на канализационные очистные сооружения либо перерабатываться с целью выделения и обезвоживания осадка.

Ключевые слова

водоподготовка , мембрана , ультрафильтрация , насосно-фильтровальная станция , микрофильтрация , промывные воды , пилотная уста­новка

bbk 000000

УДК 628.161.2:614.777:546.47/.49

Ларионов С. Ю., Пантелеев А. А., Рябчиков Б. Е., Шилов М. М., Касаточкин А. С.

Очистка воды подземных источников от природных радионуклидов

Аннотация

В подземных водоисточниках ряда регионов России присутствуют радионуклиды природного происхождения в концентрациях, превышающих предельно допустимые нормы для питьевой воды. Естественная радиоактивность воды обусловлена присутствием продуктов распада изотопов урана 238U и тория 232Th, в том числе радия и радона. Для очистки воды, содержащей радий, используют известковое умягчение, сорбцию на специальных адсорбентах (например, цео­литах), ионообменное умягчение, а также активную окись алюминия или активный глинозем, марганецсодержащую загрузку. По данным методам очистки имеется ряд публикаций, где указывается возможность использования обратного осмоса или нанофильтрации, однако информация по их применению отсутствует. Мембранные технологии в сочетании с традиционными методами позволяют создать схему очистки подземных вод от радионуклидов. В проведенных испытаниях по получению воды требуемого качества для подпитки открытой теплосети накопления радионуклидов не наблюдалось. За время работы (1,5 месяца) установки ультрафильтрации в промежутке между обратными промывками радиационный фон непосредственно у мембраны незначительно возрастал, но после промывки возвращался к исходному значению. Число промывок составило более 100, что дает статистически достоверные данные. Установка обратного осмоса работала на пермеате ультрафильтрации. Суммарное содержание радионуклидов в исходном растворе – на уровне 1,4 Бк/л, в фильтрате обратного осмоса – 0,005 Бк/л, что существенно ниже допустимого значения. В концентрате обратного осмоса эта величина не превышает 1 Бк/л, что позволяет, в соответствии с нормативами, сбрасывать его в открытую гидросеть. Накопление активности на мембранах обратного осмоса не наблюдалось.

Ключевые слова

аэрация , обратный осмос , ультрафильтрация , нанофильтрация , мембранная технология , очистка воды , радионуклиды , радиоактивные отходы

bbk 000000

УДК 628.349.087.4:621.357

Павлов Д. В., Колесников В. А.

Очистка сточных вод гальванического производства: новые решения

Аннотация

Разработана технология очистки сточных вод гальванического производства на основе комбинирования процессов электрофлотации и ультрафильтрации. Технико-экономический результат – глубокая очистка сточных вод от тяжелых металлов до уровня 0,01 мг/л, взвешенных веществ и нефтепродуктов до 0,05 мг/л при относительно низких затратах на эксплуатацию очистных сооружений. Электрофлотатор и установка ультрафильтрации на базе трубчатых керамических мембран рекомендуются к внедрению на модернизируемых и вновь строящихся очистных сооружениях промышленных предприятий. Основной задачей разработчиков технологий и оборудования является снижение затрат на строительство и эксплуатацию очистных сооружений при поддержании высокого качества очистки.

Ключевые слова

очистка сточных вод , ультрафильтрация , тяжелые металлы , керамическая мембрана , электрофлотация

bbk 000000

УДК 628.16:62-278

Первов А. Г., Андрианов А. П., Горбунова Т. П.

Разработка мембранных технологий с уменьшенным расходом воды на собственные нужды

Аннотация

Рассмотрены вопросы совершенствования мембранных технологий, используемых в водоподготовке, для снижения расхода концентрата установок обратного осмоса и промывных вод установок ультрафильтрации. Изменение конструкции мембранного канала позволяет ликвидировать причины образования кристаллов осадка. Предложены новые технологии очистки воды с утилизацией концентрата и уменьшением расхода воды на собственные нужды.

Ключевые слова:

фильтрат , водоподготовка , концентрат , мембрана , обратный осмос , ультрафильтрация

bbk 000000

УДК 628.321

Гейд Кадер, Совинье Филипп, Бюиссон Эрве

Технологическая схема «Actiflo^® – УФ- и МФ-мембраны»: эффективное решение для очистки поверхностных вод

Аннотация

Технологические схемы очистки поверхностных вод с мемб­ранной фильтрацией на заключительной стадии в большинстве случаев требуют усовершенствованных технологий осветления, которые позволяют эффективно снижать цветность и удалять органические и взвешенные вещества при их высоком содержании в исходной воде. Поэтому технологическая схема «Actiflo^® – ультра- и микрофильтрация» является оптимальным решением для подготовки питьевой воды. Представлены результаты пилотных испытаний технологической схемы «Actiflo^® – микро- и ультрафильтрация». Обобщен опыт эксплуатации установок, работающих по этой схеме.

Ключевые слова

коагуляция , ультрафильтрация , микрофильтрация , поверхностные воды , микропесок , флокуляция , предварительная очистка , технологическая схема Actiflo®