Эффективный способ осветление воды

Эпоян С.М., Карагяур А.С., Штонда И.Ю.

Для малых населенных пунктов Украины важной проблемой является обеспечение населения качественной питьевой водой. Поэтому в условиях высокого уровня загрязнения поверхностных источников вследствие сброса в них недостаточно очищенных сточных вод, несоответствия качества большинства подземных вод требо­ваниям к питьевой воде в результате повышенного содержания железа актуальной является разработка компактной установки для тонкой очистки воды. Актуальность применения компактных эффективных установок усиливается при чрезвычайных ситуациях, например наводнении, когда источники водоснабжения могут быть за­грязнены.

Важным элементом установок для подготовки питьевой воды являются устройства, обезпечивающие осветление воды. От эффективного удаления из воды взвешенных и коллоидных веществ зависит устойчивость работы устройств дальнейшей очистки: обеспечение органолептических характеристик воды, обеззараживание, эффективность работы традиционных сооружений (отстойников, фильтров и др.) т.е очистке от тонко дисперсной взвеси зависит от применения реагентов, имеющих значительную стоимость и требующих громоздкого реагентного хозяйства. Использование установок ультрафильтрации ограничивается зависимостью производительности этих устройств от качества исходной воды. Поэтому перспективным является применение ультрафильтрации вместе с эффективными устройствами предочистки которыми могут быть осветляющие центрифуги с цилиндрическими вставками. Значительные центробежные силы и малая ширина осаждения позволяют удалять из большую часть загрязнений, снижая нагрузку на мембраны.

Целью данной работы были исследования, направленные на усовершенствование перспективного метода осветления ультрафильтрацией, и разработку эффективных устройств предочистки, обеспечивающих значительное снижение эксплуатационных затрат.

Проведенные исследования показали, что энергетически более выгодно приме осветляющие центрифуги с параметрами, значения которых близки к критическим то есть таким, при которых начинается смыв осадка, осевшего на поверхности осаждения [1].

Исследования распределения осадка по поверхности осаждения осветляющих устройств отстойного типа показали, что большая часть осадка выпадает в первой четверти-трети устройства [2]. Это позволило усовершенствовать конструкцию осветляющей центрифуги с цилиндрическими вставками путем создания зон первой и второй ступени очистки [3]. Такие усовершенствования уменьшают вероятность смыва осадка с поверхности осаждения, обеспечивают более длительную работу устройства в режиме осветления.

Исследования траектории движения частиц взвеси в предложенном устройстве совмещающего в себе осветляющую центрифугу и мембраны, доказали его высокую эффективность [4]. К основным преимуществам данного устройства относятся увеличение эффекта осветления за счет центробежных сил, уменьшение прироста потерь напора при фильтрации через мембрану, непосредственная очистка в устройстве воды от промывки мембран, уменьшение количества устройств в технологической схеме  очистки воды.

Также были проведены исследования по усовершенствованию работы ультрафильтрационных установок. Анализ баланса сил, действующих на частицу взвеси, «прилипшую» к мембране показал, что оторвать более мелкую частицу сложнее. Поэтому мембранные ультрафильтрационные установки с рейтингом фильтрации более 0,04- мкм рационально эксплуатировать по схеме «тангенциальной» фильтрации, установки для более тонкой очистки (рейтинг фильтрации менее 0,04 мкм) - по схеме «тупиковой» фильтрации [5].

Если в процессе фильтрации загрязнения, которые задерживаются на поверхности мембран, не смываются и не отводятся, или смываются не полностью, происходит интенсивный рост во времени потерь напора и снижение производительности установки. Снижение производительности, в свою очередь, влияет на мощность, потребляемую осветляющей центрифугой. При этом более рациональным режимом работы центрифуги, является тот, при котором частота вращения центрифуги не изменяется [6]. При этом за счет снижения производительности увеличивается глубина очистки в центрифугах, что создает условия для увеличения фильтроцикла мембранных устройств.

Таким образом, разработанные технические и технологические усовершенствования позволяют эффективно удалять из воды взвешенные и коллоидные веще меньшими в сравнении с существующими решениями затратами.

(Повышение эффективности работы КНС и КОС)