Общая информация

Часто природные воды могут оказаться непригодны для питьевых целей, поскольку содержат ряд ингредиентов в концентрациях, превышающих допустимые пределы, как, например, жесткость, железо, фториды, органические вещества, болезнетворные бактерии и т.д. Кроме того, в воде часто оказываются загрязнения антропогенного характера - тяжелые металлы, хлорорганические загрязнения, нитраты, радионуклиды и др.

Традиционно, для удаления из воды каждого из известных видов загрязнений существует специальная технология очистки. Поэтому для подготовки воды питьевого качества из природных источников часто требуются довольно сложные и громоздкие технологические схемы. В случае попадания в воду антропогенных загрязнений традиционные технологии могут оказаться бессильными для ее очистки.

Мембранная технология, основанная на принципе обратного осмоса (нанофильтрации) обладает универсальностью, позволяя одновременно, в одну ступень, удалять из воды большинство растворенных в ней загрязнений. Применение мембран позволяет гарантировать высокое качество очищенной воды. Кроме того, мембранные установки отличаются компактностью, простотой конструкции и эксплуатации.

Системы мембранной очистки в настоящее время широко применяются для снабжения населенных пунктов и предприятий высококачественной водой. Производительности установок доходят до 100 м3/ч и выше.

    Разработанные и изготовленные фирмой WATERLAB системы в настоящее время используются:

  • При опреснении и умягчении подземных артезианских вод высокой жесткости с повышенным содержанием железа, жесткости, фтора, стронция и других микроэлементов для нужд питьевого и технического водоснабжения.
  • При подготовке питьевой и технической воды из поверхностных источников, имеющих как природные, так и антропогенные загрязнения.
  • При кондиционировании водопроводной воды с целью снижения ее жесткости, освобождения от хлорорганических загрязнений и некоторых вредных микроэлементов для нужд пищевой промышленности, медицины (на-пример, подготовки воды для гемодиализа).
  • При опреснении подземных солоноватых вод и морской воды с целью получения воды питьевого качества.

Преимущества мембранных методов

До настоящего времени обратный осмос считался неконкурентоспособным (по экономическим соображениям) другим традиционным методам очистки воды, таким как коагуляция с фильтрованием, сорбция, ионный обмен и др. Поэтому большинство специалистов отводило ему роль дорогостоящего метода, находящего ограниченное применение только в таких областях, где традиционные методы бессильны: при опреснении подземных соленых и морских вод, в медицине, при получении сверхчистой воды для электронной промышленности, в пищевой промышленности и т.п.

Уже сейчас можно с уверенностью утверждать, что при выборе вариантов схемы очистки сильно загрязненными токсичными примесями поверхностных и жестких подземных вод с высоким содержанием железа для станций малой и средней производительности (50 - 1000 м3/сутки) предпочтение следует отдать мембранным установкам. В этой области последние вполне конкурентоспособны традиционным схемам благодаря своей компактности и простоте при одновременной гарантии высокого качества обработанной воды, в том числе и по санитарно-бактериологическим показателям.

В своих исследованиях авторами была поставлена основная задача: разработать такую технологию мембранных обратноосмотических установок, которая была бы аналогична общепринятой в водоподготовке (для механических и ионообменных фильтров) технологии их эксплуатации по схеме: фильтроцикл - отмывка - регенерация - фильтроцикл.

Для разработки конструкций мембранных установок, их внедрения и сервисного обслуживания инициативной группой лаборатории улучшения качества воды НИИ ВОДГЕО в 1992 г. было создано и зарегистрировано ООО "Уотерлэб" - Waterlab. В основу конструктивных разработок установок была положена технология, разработанная в НИИ ВОДГЕО.

Начиная с 1993 г. ООО "Уотерлэб" изготовлено и внедрено в производство более 700 обратноосмотических установок (более 20 типоразмеров) производительностью от 50 л/час до 100 м3/час для обработки артезианских, поверхностных вод и кондиционирования водопроводной воды. В процессе разработки шло непрерывное совершенствование установок, как в части конструктивного оформления, дизайна, так и в части комплектации более совершенным насосным оборудованием, элементами автоматики, трубопроводами. К настоящему времени все установки унифицированы и содержат одинаковые элементы мембранного, насосного и дозирующего оборудования.

В последнее время Waterlab разрабатывает и поставляет установки блочно-модульного типа на основании готовых технологических решений.

Для большинства случаев питьевого и технического водоснабжения разработаны схемы очистки и аппаратурное оформление. Поэтому на основании готовых решений заказчик получает схему размещения технологического оборудования и необходимые единицы оборудования (блоки):

  • насосный блок;
  • блок предочистки;
  • мембранный блок;
  • блок автоматики;
  • блок фильтров доочистки (если он необ-ходим);
  • баки-накопители;
  • блок сетевой насосной станции;
  • блок химической регенерации мембран.

Каждая единица оборудования собрана, испытана и готова к монтажу. Все агрегаты схемы (блоки) соединяются при помощи накидных гаек соединительными шлангами или трубопроводами.

Такая концепция поставки и эксплуатации систем водоподготовки имеет ряд преимуществ. Упрощается и удешевляется транспортировка системы. Все блоки поставляются в отдельных коробках. Вышедшие из строя блоки легко отсоединяются и направляются в сервисный центр

Сервисные реагенты поставляются в виде сменных картриджей (ингибитор) или в расфасованном виде (моющие композиции). Монтаж и пуск блочно-модульных схем может быть осуществлен силами заказчика в соответствии с предоставленными инструкциями.

Готовые технологические решения разработаны для большинства случаев подготовки питьевой и технической воды на различных предприятиях; как, например:

  • очистка подземной воды для питьевого водоснабжения поселков, домов отдыха, частных домов и др.;
  • подготовка питьевой воды на пищеблоках предприятий, больниц, поликлиник, школ и т.д.;
  • продажа питьевой воды в розлив;
  • улучшение качества водопроводной воды в городских зданиях;
  • системы водоподготовки для различных отраслей промышленности (пищевой, фармацевтической, гальванической, электронной при производстве полимерных изделий и т.д.).

Для каждого случая предоставляется технологическая схема, перечень готовых блоков, компоновочный чертеж и схема монтажа, расход потребляемых сервисных реагентов и т.д.

Хотя вода московского водопровода вполне пригодна для питья, в силу перечисленных выше обстоятельств могут иметь место попадание в воду хлорорганических соединений, бактерий и вирусов. Важный аспект проблемы городского водоснабжения - состояние городских водопроводных сетей, вызывающее дополнительное загрязнение воды.

В мировой и европейской практике начинает широко использоваться доочистка воды, поступающей из городского водопровода. Применяются мембранных систем в домашнем "водоснабжении". Это многочисленные системы "у крана", системы подготовки питьевой воды в столовых, ресторанах, больницах и т.д.

В настоящее время домашние мембранные мини-системы достаточно популярны и их часто можно увидеть в продаже. Традиционно эти системы состоят из мембранного фильтра, напорного бака-накопителя чистой воды, чтобы всегда держать "наготове" запас чистой воды 5-8 литров, а также крана чистой воды.

Установка такой мини-станции чистой воды в доме или в офисе бросает вызов покупке бутылированной воды, как по качеству, так и по экономическим соображениям. Себестоимость такой воды составляет порядка 1 у.е. за 1м3, т.е. примерно в 300 раз дешевле бутылированной!

Многие объекты имеют повышенные требования к составу водопроводной воды по содержанию жесткости, железа, бактерий, взвешенных частиц. Это медицинские оздоровительные центры, элитные клубы здоровья, элитные жилые дома, офисные здания. Для таких объектов используются автономные системы водоснабжения, гарантирующие постоянно высокое качество воды вне зависимости от паводков и других причин сбоя в работе городских очистных сооружений.

Более того, плохое качество централизованной горячей воды и перебои с ее подачей заставляют создавать в домах и квартирах автономные системы горячего водоснабжения, которые также должны "питаться" очищенной и умягченной водой. В таких системах несомненный эффект дает применение мембранных установок.

Мембранные нанофильтрационные системы малой производительности (от 20 до 1000 л/сутки) особенно эффективны при их использовании в квартирах, на дачах, офисах, пищеблоках предприятий, больниц, баз отдыха и т.д.

В отличие от систем, использующихся для улучшения качества московской водопроводной воды, при очистке артезианской воды подбирается наиболее подходящий тип мембран, а также оптимизируется состав очищенной воды путем подбора величин рабочего давления, выхода фильтрата и т.д. В случае присутствия в исходной воде запаха сероводорода используется специальный фильтр доочистки с окислительной загрузкой, а при повышенной жесткости исходной воды - ингибиторный патрон.

В современном благоустроенном доме водоочистная установка стала таким же необходимым атрибутом, как например, бойлер. Беспокойство у домовладельцев вызывает в основном состояние дорогих сантехнических приборов (сантехника, посудомоечные и стиральные машины, бойлеры), которые могут выйти из строя при плохом качестве воды.

Существует два основных вида загрязнений: железо, дающее красноту воды и оставляющее красные подтеки на сантехнических приборах, и жесткость (кальций), оставляющая накипь на нагревательных приборах. В связи с этим наиболее важно выбрать систему, подходящую для дома.

Мембранные установки очистки вод от загрязнений универсальны. Они очень эффективны при использовании в частных домах. "Сердцем" таких установок являются сменные мембранные блоки, заменяемые 1-3 раза в год. Мембраны одновременно снижают содержание в воде железа и жесткости, причем универсально, вне зависимости от состава исходной воды. Поэтому на всех объектах Подмосковья использу-ются одинаковые взаимозаменяемые блоки. Такие блочно-модульные системы снабжают питьевой водой сотни объектов: от квартир, офисов и коттеджей до домов отдыха, таунхаусов и целых поселков.

В последнее время фирмой "Уотерлэб" разрабатывается и используется "картриджный" способ эксплуатации систем водоподготовки. Мембранные модули, ингибиторные патроны, картриджи доочистки после отработки через определенный срок заменяются на новые, отрегенерированные.

Унифицированные размеры мембранных модулей, картриджей доочистки, а также универсальность мембранной технологии в обработке природных вод различного состава делают эффективным "картриджный" способ при обслуживании большого количества установок.

Создание сервисной службы за последние годы решающим образом повлияло на формирование стратегии развития производства и продажи систем водоподготовки. Изготовление комплектующих установок - мембранных модулей и фильтров, поставка сервисных реагентов собственного производства составляет сущность новой технологии.

Основным направлением в настоящее время, наряду с технологией очистки воды, стало создание технологии эксплуатации установок, позволяющей обеспечить поставляемые системы необходимыми реагентами, деталями, аксессуарами, что повышает надежность работы установок.

Создание систем водоочистки именно с точки зрения их эксплуатации повлекло за собой огромное количество усовершенствований, которые в конечном счете изменили внешний вид установок, способы их монтажа, эксплуатационные мероприятия.

Разработка и усовершенствование систем ведется на основе постоянно ведущихся научных разработок. Сюда можно отнести:

  • создание программы прогноза качества воды, очищенной с помощью нанофильтрационных мембран;
  • разработка новых реагентов для эксплуатации мембранных систем, оценка эффективности их действия;
  • разработка программ расчета установок и подбора параметров эксплуатации мембранных систем обратного осмоса, ультрафильтрации, нанофильтрации;
  • методики подбора типов мембран, позволяющих получить наиболее оптимальный для данного случая состав очищенной воды.
 
Меню