Ультрафильтрация: особенности технологии. Решения по устранению возможных недостатков.

В настоящее время технология ультрафильтрации используется для обработки поверхностных или грунтовых вод, а также обработки сточных вод муниципальных и индустриальных объектов. Кроме того, установки ультрафильтрации применяются в качестве предподготовки питающей воды для обратноосмотических систем.

Внедрение технологии ультрафильтрации обусловлено следующими ее преимуществами перед классическими методами:

• снижение стоимости подготовленной воды в 5 раз;
• уменьшение площади, занимаемой установкой, в 3-10 раз;
• уменьшение количества используемых реагентов в 10 раз;
• уменьшение энергозатрат в 1,5-2 раза;
• высокая степень автоматизации;
• качество фильтрата значительно более стабильно;
• полное отсутствие взвешенных веществ в фильтрате;
• высокая степень удаления коллоидного кремния и органических веществ;
• эффективное удаление железа и марганца высоких концентраций (свыше 10 мг/л);
• эффективный барьер для вирусов и бактерий.

В ультрафильтрационных установках используются трубчатые, рулонные и половолоконные мембранные элементы. Наибольшее распространение получили половолоконные мембраны, выполненные из полиэфирсульфона, благодаря высоким показателям гидродинамической эффективности и возможности осуществления промывки обратным током, а также их способности работать с сильнозагрязненными водами.

Существуют разные производители мембран. Некоторые производят УФ мембранные элементы из поливинилиденфторида (PVDF), предназначенные для тупиковой фильтрации снаружи-вовнутрь. Другие выпускают мембранные элементы из полиэфирсульфона для напорной фильтрации (изнутри-наружу) для работы, как в тупиковом, так и тангенциальном режимах.

Компания  INGE  выпускает мембраны из полиэфирсульфона, тип фильтрации «изнутри-наружу».

На территории РФ представлены ультрафильтрационные установки с модулями INGE производительностью от 10 до 176 м3/ч.

Например, установки ультрафильтрации с модулями INGE успешно работают на таких предприятиях, как Новочеркасская, Шатурская и Ставропольская ГРЭС, Кирово-Чепецкий завод минеральных удобрений, Первомайская и Краснодарская ТЭЦ, Адлерская ТЭС и т.д.

Эксплуатация этих установок выявила несколько проблем технологии ультрафильтрации.

Одной из них является большой расход сбрасываемой промывной воды и высокие собственные нужды установок ультрафильтрации. Как известно, расход на собственные нужды установки составляет 10-20%, что требует трубопровода большого диаметра и, как правило, большой протяженности, а также мощного насоса для обратной промывки. Данную проблему можно решить путем размещения рядом с УФ установкой промежуточной емкости для сбора промывных вод с непрерывной откачкой насосом малой мощности по трубопроводу малого диаметра. Объем накопительного бака должен составлять от 6-8 м3 (характерный расход на одну промывку) до 15-25 м3 (3-4 промывки). Снижения расхода на собственные нужды также можно добиться подачей промывной воды на отстаивание с последующим возвратом отстоянной воды на вход установки ультрафильтрации. Эти подходы были реализованы при реконструкции ВПУ Ставропольской ГРЭС
(рис. 1).
 

Рисунок 1. Схема реконструкции ВПУ Ставропольской ГРЭС.

К проблемам технологии ультрафильтрации можно также отнести интенсивное биообрастание баков ультрафильтрованой воды. Решением данной проблемы является:
• правильный выбор объема бака ультрафильтрата с целью обеспечения высокой кратности
обмена воды в баке. Оптимально: 20-60 мин. производительности УФ установки;
• увеличение частоты проведения химических обратных промывок (СЕВ) с NaClO4;
• контроль за количеством хлора перед поступлением на установку обратного осмоса.

Указанные проблемы не являются недостатком технологии ультрафильтрации и могут быть решены путем правильного и грамотного технологического проектирования.

Для статьи использовались данные справочника «СБОРНИК ТЕЗИСОВ ДОКЛАДОВ 7–11» Международный водно-химический форум.