Коли люди змогли вийти в навколоземний простір, то виявилось, що Земля зовсім маленька. І вигляд зверху показав, як багато вже встиг натворити чоловік. Особливо тяжкі наслідки людської діяльності позначилися на воді. Це привело до того, що питну воду доводиться заздалегідь очищати, причому багатоступінчатість очищення починає рости в геометричній прогресії.

Типові рішення включають барабанні сітки, складне реагентноє господарство, систему безнапірних фільтрів з піщаним завантаженням, знезараження хлором або гипохлорідом, і систему очищення промивних вод з доважком у вигляді якого-небудь способу обезводнення опадів. Весь цей монстр займає величезну територію як, власне, на технологічне виробництво, так і на санітарно-захисну зону.

Хоча до цих пір в Росії земля ціни не має, але опосередковано вартість її починає діставати власників. Приблизно така ж ситуація є і в очищенні стічних вод, Склад стічних вод сьогодні різко відрізняється від того, що скидали наші предки, а очисні споруди залишаються на рівні 30-х років ХХ століття. Існують спроби удосконалювати технологію, але шлях цей екстенсивний і зводиться в основному до спроб модернізувати давно відомі системи очисних споруд. Це наочно видно при прогляданні патентів в області водоочистки і водовідведення. (Відрізняється тим, що гайка має чотири грані а не шість).

Події останніх років показали, що земляни мають декілька технологій, що дозволяють при задіюванні творчого підходу до проектування корінним чином змінити ефективність, а головне принцип, на якому базується очищення води. У даній статті ми хотіли б розглянути одну з таких технологій.

Почнемо, як повелося, з історії:

Все почалося з того, що в 1748 р. французький учений, чернець Нолле, вирішив пообідати. Перед трапезою він занурив бичачий міхур з вином у воду, задавшись метою охолодити напій, і почав розміщувати на столі все, що йому послав тоді Бог. Але провина, на жаль, того дня покуштувати йому не довелося: чи то Бог хотів бачити ченця тверезим, чи то вирішив покарати його за якісь гріхи, але міхур з вином збільшився в об'ємі і лопнув. З'ясувалося, що вода проникла в міхур через його стінку. Так чернець відкрив явище мимовільного проникнення через плівку малоконцентрованого розчину (природної води) в більш концентрований розчин (вино). Це явище згодом отримало назву осмосу, а учені почали звертати увагу на тонкі плівки тваринного походження (мембрани), які, до подиву дослідників, виявилися пористими.

Мембранні системи довгий час були складні і дорогі і використовувалися, в основному, для невеликих прикладних завдань. Але на початок 2004 року відбувся якісний стрибок у виробництві мембранних матеріалів і конструкції мембранних систем, що привело до значного зниження вартості систем і відкрило дорогу до широкого їх застосування замість типових рішень.

Водоочистка на основі мембранних технологій.

В даний час мембранні технології розділяються на два напрями:

Перший напрям - устаткування, призначене для очищення поверхневих і підземних вод без зниження загального солевмісту. Це устаткування включає мікро- і ультрафільтрационниє мембрани. Даний тип устаткування працює з низьким трансмембранним перепадом тиску не більше 1,5 панів.

Другий напрям - зниження загального солевмісту. Воно включає обратноосмотічеськие і нанофільтраційні елементи. Даний тип устаткування працює з трансмембранним перепадом тиску від 7 панів і вище для прісних вод, і від 40 панів для морської води.

Технологічне устаткування очищення поверхневих вод.

Устаткування на основі ультрафільтрационних мембран дозволяє обробляти воду у великих об'ємах (від 100 м3/час і більш) з виходом по очищеній воді до 98-99 %. УФ устаткування вимагає площ в 4-5 разів менше, ніж при використанні традиційного устаткування (насипні сорбційні і освітлювальні фільтри) такої ж продуктивності. Вода, що пройшла обробку на УФ мембранах, не потребує стерилізації, оскільки на порах мембран затримуються частинки, більше 0,03 мкм, зокрема мікроорганізми і віруси.

Устаткування продуктивністю до 60 м3/час має повну заводську готовність і може поставлятися в контейнерного виконання. Устаткування більшої продуктивності поставляється монтажними блоками і вимагає повної збірки технології на місці. Продуктивність монтажних блоків визначається конкретними умовами об'єкту (від 50-100 м3/час).

Ультрафільтрація.

Ультрафільтрація - процес відділення механічних частинок від рідини на напівпроникній мембрані. Розмір пір коливається від 0,01мкм до 0,1 мкм. Це дозволяє фільтрувати окрім механічних суспензій органічні речовини з великою молекулярною масою. Ультрафільтрационная мембрана затримує колоїдні частинки, бактерії, віруси і високомолекулярні органічні сполуки. Ультрафільтрація, як і всі мембранні процеси, заснована на перепаді тиску. Мембрана розділяє рідину на дві зони: зона високого тиску і зона низького тиску. Різниця тиску в цих зонах називається трансмембранним перепадом тиску (ТМД). Для ультрафільтрації ТМД складає 1-2 пани.

В даний час використовуються два типи мембранних елементів:

рулонні мембрани, що працюють із значеннями каламутності вхідної води (до 0,5 міліграма/л) і використовувані тільки для доочистки питної води або стерилізації розчинів;

трубчасті половолоконниє мембрани, що працюють з великими значеннями каламутності (до 50 міліграма/л), Ці елементи можуть працюють без додаткового передочищення з поверхневими і стічними водами.

Термін служби мембран складає 5 - 10 років і залежить від якості і кількості початкової води.

Технологічне устаткування опріснення мінералізованих вод.

Устаткування на основі обратноосмотічеських (нанофільтраційних) мембран дозволяє обробляти воду з солевмістом в початковій воді від 1 до 40 грама/л. Устаткування великої продуктивності поставляється монтажними блоками, продуктивністю одного блоку від 10 до 150 м3/час. Вихід по опрісненій воді до 60 %. При обробці води з каламутністю вище за 1 міліграм/л обов'язкове застосування попереднього очищення. Для систем продуктивністю більше 50 м3/час як передочищення рекомендується ультрафільтрація.

Таким чином, використання мембранних технологій дозволяє:

скоротити площі, які займають очисні споруди, в 4 - 5 разів;

скоротити санітарно-захисні зони, оскільки комплекси розташовуються в закритих приміщеннях, що дозволяють здійснити комплекс заходів щодо охорони навколишнього середовища;

скоротити чисельність обслуговуючого персоналу за рахунок максимальної автоматизації процесу;

у ряді випадків відмовитися від реагентной обробки, що дозволяє позбавитися від складів і ділянок приготування хімічних розчинів, а також знижує кількість відходів від використання технології;

значно понизити експлуатаційні витрати і, тим самим, скоротити час окупності;

використовувати дані технології в районах Крайньої Півночі, що характеризуються проблемами доставки енергоносіїв, реагентів, замінюваних матеріалів і тому подібне

Гляденов С. Н. Ооо “Водозор”: малоповерхове будівництво; очисні споруди, інженерні мережі.