Технопарк РХТУ им Д.И. Менделеева +7 499 9784959, +7 495 7680646

Электрофлотатор

Мембранные технологии

Системы обратного осмоса

Установки ультрафильтрации

Ионообменные технологии

Сорбционные технологии

Фильтр прессы

Выпарные установки

Оборотное водоснабжение

Требования ПДК

Микрофильтрация

Установки микрофильтрации для очистки воды

       На предприятиях машиностроительной отрасли промышленности в процессе производства образуются сточные воды, которые, при недостаточной степени очистки, являются источниками загрязнения водных объектов. Загрязняющие вещества приводят к качественным изменениям физических свойств воды и ее химического состава.
       Количественный и качественный состав сточных вод промышленных предприятий разнообразен и зависит от технологических процессов, применяемых в производственном цикле. В основном промышленные сточные воды содержат взвешенные вещества, нефтепродукты, ПАВ и ионы тяжелых металлов, что особенно характерно для стоков гальванического производства.
       Задача промышленной очистки воды приобретает в РФ все более серьезное значение, так как большинство очистных сооружений машиностроительных комплексов морально и физически устарело и более не позволяют добиться качественной очистки сточных вод в соответствии с требуемыми нормативами ПДК, а также обеспечить создание на предприятии системы оборотного водоснабжения.
       Для решения существующих проблем создан ряд современных очистных сооружений, позволяющих вести промышленную очистку воды от взвешенных веществ, тяжелых металлов, нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), и других вредных веществ. Работа очистных сооружений основана на новых технология очистки воды: электрофлотации и Микрофильтрации.
       На Рис.1. приведена технологическая схема очистки сточных вод гальванического производства с последующим сбросом очищенной воды в систему канализации, либо подачей на установку обратного осмоса для обессоливания при создании оборотного водоснабжения предприятия. Данная система промышленной очистки воды рекомендуется для использования при проектировании новых очистных сооружений, либо реконструкции действующих систем очистки сточных вод для повышения их экологической безопасности и экономической эффективности.

       Рис.1. Технологическая схема очистки сточных вод: Е1, Е2, Е3, Е4, Е5 – усреднитель; Н1, Н2, Н3 – насос; Д1, Д2, Д3 – дозатор раствора реагента; НД1, НД2, НД3, НД4 – дозирующий насос; Р1 – реактор; ЭФ – Электрофлотатор; ИПТ – источник питания электрофлотатора; ФП – фильтр-пресс; КФ – кварцевый фильтр; УФ – микрофильтр.

      Очистные сооружения функционируют следующим образом: сточные воды гальванического производства поступают в усреднитель Е1. Из усреднителя Е1 сточные воды подаются насосом Н1 в реактор Р1. В реактор Р1 для предварительной обработки стоков дозаторами НД2 и НД3 дозируются реагенты: раствор щелочи и флокулянта Суперфлок. Из реактора Р1 сточные воды поступают в электрофлотатор ЭФ, где происходит извлечение взвешенных веществ, тяжелых металлов, нефтепродуктов и ПАВ. Из усреднителя Е2 в усреднитель Е1 дозатором НД1 дозируются отработанные растворы электролитов. После очистки вода из электрофлотатора самотеком поступает в емкость Е3. Осветленная вода из емкости Е3 насосом Н2 подается на кварцевый фильтр КФ и после фильтрации поступает в емкость Е4. Из емкости Е4 вода насосом Н3 подается на установку Микрофильтрации (Микрофильтр) УФ, в котором происходит удаление остаточной концентрации ионов тяжелых металлов до норм ПДК. Очищенная вода сбрасывается в систему канализации, либо может быть возвращена в технологический процесс (в соответствии с ГОСТ 9.314-90 вода 2-й категории) при создании системы оборотного водоснабжения.
       Шлам проходит процесс обезвоживания на фильтр-прессе ФП. Обезвоженный шлам влажностью не более 70% утилизируется.
       Основными техническими установками данных очистных сооружений являются электрофлотатор и установка Микрофильтрации. Микрофильтр состоящий из комплекта керамических мембран, корпуса из нержавеющей стали, расходомера и системы регенерации представлен на Рис.2. Работа аппарата основана на процессе Микрофильтрации, описание которого представлено ниже. Установка работает, как в непрерывном, так и в периодическом режимах и обеспечивает извлечение СПАВ и ионов тяжелых металлов Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Pb²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ Ca²⁺, Mg²⁺.

Рис.2. Установка микрофильтрации производительностью 1,5 м³/час, г. Тула

       Подобная технология очистки воды успешно реализована на нескольких очистных сооружениях гальванических производств в РФ. Технология предусматривает обработку кислотно-щелочных и хромсодержащих сточных вод в самостоятельных технологических цепочках. Технология обеспечивает глубокую очистку сточных воды от тяжелых металлов до уровня 0,005 мг/л, взвешенных веществ и нефтепродуктов до 0,01–0,05 мг/л. Рекомендуется для вновь строящихся очистных сооружений в регионах с жесткими нормами ПДК.
       Представленные выше технологии нашли применение в модульных, блочно-модульных и сборных установках. Разработаны различные модификации модульных установок в зависимости от состава сточных вод и климатических условий.
       Модульные установки производительностью от 1 до 10 м³/ч отвечают современным гигиеническим нормам и предназначены для промышленной очистки воды до требований ПДК рыбохозяйственных водоемов.

       Микрофильтрация - процесс отделения от растворителя крупных коллоидных частиц или взвешенных микрочастиц размером 0,02–10 мкм. Мембраны для микрофильтрации обычно имеют изотропную структуру. Они обладают высокой производительностью, особенно в начальный период эксплуатации. Микрофильтрацию, как правило, осуществляют при малых давлениях во избежание значительных деформаций, которым подвержены мембраны при приложении нагрузки. Мембраны для микрофильтрации чаще всего используют в виде дисков различных диаметров. В последнее время для увеличения площади фильтрации на основе микрофильтрационных мембран изготавливают патронные фильтры. Сравнительная таблица фильтрующих способностей различных мембранных процессов представлена здесь (таблица подготовлена специалистами Технопарка РХТУ им Д.И. Менделеева).

       Области применения микрофильтрационных мембран весьма разнообразны. Типичные примеры их использования в зависимости от размеров пор приведены ниже:

       при диаметре пор 5 мкм и более - предварительная фильтрация взвесей, высокоэффективная очистка газов от взвешенных частиц, очистка высоковязких жидкостей и фотохимикатов, гравиметрический анализ гидравлических масел, анализ пыли, цитофизиологические исследования;

       при диаметре пор 3 мкм - микрофильтрация масел и других вязких жидкостей, фильтрация тонких взвесей, цитофизиологические исследования;

       при диаметре пор 1,2 мкм - фильтрация суспензий, очистка растворителей, гидравлических жидкостей и воздуха для приборов управления, разделение аэрозолей, исследование планктона, цитофизиологические исследования;

       при диаметре пор 0,8 мкм - тонкая фильтрация реактивов, фильтрация газов, контроль чистоты помещений, анализ радиоактивных частиц, анализ дрожжей и плесневых грибков, исследование молочных продуктов, гравиметрический анализ и микроскопическое исследование топлива и минеральных масел;

       при диаметре пор 0,65 мкм - тонкая фильтрация химических, фармацевтических препаратов, микробиологическое исследование молочных продуктов;

       при диаметре пор 0,45 мкм - тонкая фильтрация растворителей, получение сверхчистой воды и фотохимикатов, анализ воздуха, обнаружение бактерии Е. coli в питьевой воде, выделение дрожжей и плесневых грибков из жидких дисперсий;

       при диаметре пор 0,3 мкм - фильтрация сыворотки, анализ радиоактивных частиц, стерилизация жидкостей и газов;

       при диаметре пор 0,22 мкм - получение оптически чистых продуктов, концентрирование некоторых бактериофагов, стерилизация жидкостей и газов, в том числе фармацевтических и медицинских препаратов, а также питательных сред, стерилизационный контроль фармацевтических препаратов.

       С целью наиболее полного использования специфических свойств микрофильтров разделяемые дисперсии рекомендуется подвергать предварительной фильтрации на специальных фильтрах.

       Весьма эффективным является использование микрофильтров на основе ацетатов целлюлозы в качестве стационарной фазы для электрофоретического разделения белков сыворотки крови и других высокомолекулярных веществ. Использование микрофильтров вместо бумаги в электрофоретических методах анализа позволяет в 15-20 раз ускорить проведение анализа.

Характеристики некоторых марок микрофильтрационных мембран

Сравнительная характеристика установок микрофильтрации