Технология озоно-ультрафильтрационной очистки

Для глубокой очистки и обеззараживания питьевой воды необходимо использование процесс окисления примесей - органических и неорганических соединений - в том числе и растворенных в воде железа и марганца. Для решения этой задачи мы используем новейшие, экологически чистые, комплексные методы очистки воды, включающие следующие технологии.

1.Окисление наиболее экологически чистым и действенным методом, а именно - озонированием всех способных к окислению растворенных в воде веществ. Мы разработали, производим и используем генераторы озона со специально подобранным видом разряда, обеспечивающим стабильную работу и меньшее потребление электроэнергии по сравнению с западными аналогами. Наши генераторы озона компактны, технологичны и просты в использовании, не требуют ни каких расходных материалов даже при непрерывной работе в течении нескольких лет эксплуатации.

Для лучшего окисления веществ растворенных в воде мы используем эжекторы особой конструкции нашей новой разработки.

2.Ультрафильтрацию полученных после обработки озоном окислов на керамических мембранах с особым также керамическим селективным слоем из α-Al2O3, TiO2, ZrO2

γ-Al2O3, β-SiC, порог удержания которого может варьироватьсяот нескольких мкм. до 0,001мкм.

Керамические мембраны с порогом отсечки 0,01 мкм. способны не только быстро и качественно задерживать все коллоиды и взвеси размером более вышеуказанного, но сохранять в воде все растворенные необходимые минералы. Такая глубокая фильтрация глубоко очищает воду от примесей и   придаёт ей голубоватый цвет. Вода не становится «мёртвой» и «безвкусной» - вкус её значительно улучшается.

Трубчатые (с диаметром канала от нескольких мм. и более) керамические мембраны, обладают по сравнению с полимерными, существенно большей эрозионно – и химической стойкостью, способны работать при очень высоких концентрациях озона, имеют значительно повышенную биорезистивность даже при высоких температурах и механически прочны. Следует также отметить, что разработанные и производимые в промышленных объёмах отечественные керамические мембраны с селективным слоем на наружной поверхности трубки – подложки не имеют зарубежных аналогов: Такая конструкция мембран позволяет увеличить в несколько раз плотность их упаковки в корпусе модуля, а значит, и увеличить суммарную площадь фильтрации без увеличения габаритов и металлоёмкости модуля. Совместное использование данных мембран с предварительным озонированием позволили предотвратить закупоривание внутренних каналов мембран, значительно уменьшить их заиливание, сократить время и число регенераций, уменьшить количество воды на регенерацию   до 1-2% от объема очищаемой воды.

В итоге применения сочетания указанных технологий возник ярко выраженный синергетический эффект, позволивший получить максимальную степень очистки воды при минимальных габаритах и предельной технической простоте установки, существенно минимизировать эксплуатационные расходы и увеличить срок надёжной эксплуатации до 7-10 лет.    

Средние параметры установок:

Средний суточный расход очищаемой воды Пиковый расход очищаемой воды Занимаемая площадь м2 Общая потребляемая электроэнергия не более Объем контактной емкости Объем накопительной емкост Используемые реагенты
10-3000 м3/сутки 0,5-150 м3/час 1-100 0,5-20 кВт 8-14500 л 400-100000 л нет.

Описание технологического процесса очистки воды.

Очищаемая вода проходит через сетчатый фильтр и пройдя через электромагнитный клапан, поступает в контактную емкость. Заданный (необходимый) уровень воды в контактной емкости контролируется и поддерживается с помощью датчика уровня,. Из контактной емкости вода циркуляционным насосом подаётся в замкнутый контор, последовательно проходя через эжектор и смешивается с озоно-кислородной смесью, надежно и быстро окисляющей окисляемые примеси. Затем часть обработанной озоном воды подается на ультрафильтрационный мембранный модуль, задерживающий все коллоидные частицы и микропузырьки газа размером более 0,01- 0,001 мкм, в результате чего достигается глубокая очистка воды от растворенных и взвешенных примесей.

Концентрат примесей, не прошедший через мембрану в количестве 2-6 % от потока очищаемой воды, уходит в дренаж при её промывке (регенерации), а чистая вода, прошедшая через мембрану, поступает потребителю. Давление воды в водопроводе можно корректировать на пульте управления. В процессе работы установки проводится периодическая импульсная промывка (регенерация) ультрафильтрационной мембраны чистой водой. Промывка проходит периодически через каждые 10 минут работы установки в режиме фильтрации; время регенерации составляет 20 секунд. Данные настройки установки являются заводскими и легко могут изменяться Эксплуатантом на пульте управления.

Установка работает в автоматическом режиме; управление осуществляется при помощи многофункционального блока управления по сигналам датчиков уровня жидкости в контактной емкости. Информация на дисплей выводится на 5 языках.

Основные причины, ограничивающие широкое использование полимерных ультрафильтрационных мембран в технологиях очистки, обеззараживания воды и водоподготовки.

Классическая технология очистки воды на полимерных ультрафильтрационных мембранах разработана одновременно с появлением таких мембран, но изначально уже содержала ряд существенных недостатков, определяемых как   самими полимерными материалами, так и конструкциями таких мембран. Указанные недостатки значительно усложняют эксплуатацию полимерных мембран, особенно в течение длительного времени, и существенно препятствует дальнейшему распространению такой технологии. Конструкционно полимерный мембранный модуль как правило представляет собой картридж -   пучок параллельно расположенных и скреплённых по концам трубок из полимерных материалов с внутренними каналами малого (около 1 мм. диаметром) сечения, помещённый в корпус с необходимыми штуцерами подачи исходной воды, выпуском фильтрата и дренажа. Стенки трубок имеют сквозные ультра-поры (диаметром 0,01 мкм. и менее), что позволяет очень глубоко очистить воду от любых коллоидных примесей, бактерий и их спор, а также вирусов; в результате вода не только очищается, но и обеззараживается без применений каких бы то ни было реагентов.

Однако малый диаметр канала приводит к постоянному и достаточно быстрому закупориванию картриджа. Кроме того, малая биорезистивность полимерных материалов способствует процессу размножениябиоорганизмов на мембране, заиливанию мембран и в конечном итоге – к быстрому уменьшению производительности и полной потере проницаемости фильтров. Следует также отметить трудности использования полимерных мембран для очистки воды, содержащей химически активные добавки (особенно – хлор) и взвеси с повышенной механической твёрдостью. Для продления срока службы полимерных ультрафильтрационных мембран их необходимо периодически регенерировать кислотой (лимонной, щавелевой). Такая технология влечет за собой дополнительные расходы на закупку реагентов и увеличение трудоемкости обслуживания мембран и, что особенно важно в наше время, - создаёт проблемы утилизации использованных реагентов.


Возврат к списку

Применение озона в других направлениях