Экологические решения корпорации Pall
Применение мембранной фильтрации на базе модулей MICROZA™ для очистки сточных вод
В мировой горнодобывающей промышленности все большую значимость приобретают вопросы, связанные с подготовкой воды и переработкой сточных вод. Нехватка воды и ужесточение правил природопользования значительно изменили подходы к управлению водными ресурсами на добывающих предприятиях. Кроме того, сброс шахтных вод сопровождается высоким риском загрязнения поверхностных вод, а потому требует специальных мер по предотвращению загрязнения окружающей среды.
Александр Петрович Волков, ведущий специалист отдела гидравлики ООО «Палл Евразия»
Сергей Владимирович Золотых, ведущий специалист отдела оборудования для водоподготовки ООО «Палл Евразия»
Корпорация Pall с помощью инновационных экологичных технологий фильтрации помогает горнодобывающим предприятиям соблюдать требования к сбрасываемым сточным водам, перерабатывать воду для возможности ее повторного использования (в качестве технической воды или для восполнения дефицита воды), значительно сокращать объемы забора свежей воды, улучшать коэффициент водопотребления и меньше зависеть от ограничений внешнего водоснабжения.
Начиная с конца 80-х годов Pall успешно внедряет системы фильтрации для водоподготовки. К 2012 году функционирует более чем 750 установок на базе модулей MICROZA™ в разных странах мира. Значительную долю в этом объеме составляют применения на предприятиях горной промышленности, где мембранные технологии используются в процессе очистки шахтных и карьерных вод, хозяйственно-бытовых стоков, с целью обеспечения стабильного и надежного качества очищенной воды. Микрофильтрационная мембрана MICROZA™ UNA-620A гарантированно обеспечивает требуемое качество очистки по следующим показателям: взвешенные вещества, окисленные железо и марганец, ОМЧ, ОКБ, ТКБ, а также снижение ХПК и БПК. Поэтому мембранные установки, производимые корпорацией Pall, позволяют эффективно использовать их как самостоятельный элемент очистки, а кроме того, дополнять ими существующий технологический процесс.
Задача, которая ставится перед любым типом оборудования для очистки сточных вод, — стабильно высокое качество очистки в продолжительном отрезке времени эксплуатации оборудования при оптимальных экономических характеристиках работы установки. Под этим определением понимаются не только явные и регулярные затраты на электроэнергию, реагенты, обслуживающий персонал, замену мембранных элементов и т.д., но и стоимость капитального строительства здания, необходимость предварительной очистки и дополнительно возникающие затраты.
Модульный дизайн установок на базе MICROZA™ UNA-620A и напорный режим работы позволяют создавать очень компактные системы обработки сточных вод. Пример: была поставлена задача разместить мембранный блок производительностью 1600 м3/час на площади 20х20 м, не имея ограничения расположения по высоте. В предложенном решении мембраны MICROZA™ UNA-620A были расположены на площади 13х15 м на трех уровнях, внутри строящегося здания. Следует отметить, что компактные размеры очистных сооружений позволяют заказчику экономить на строительстве здания, его отоплении и освещении. Немаловажным показателем являются энергозатраты и затраты на производство 1 м³ очищенной воды. Себестоимость очистки воды складывается из большого числа факторов, но наиболее значимыми являются электроэнергия, реагенты и замена мембранных элементов. Для MICROZA™ UNA-620A эти показатели одни из самых низких среди конкурентов: к примеру, на производство 1 м³ воды установка затрачивает в среднем 0,07 кВт/час.
Режим фильтрации «снаружи — внутрь» обеспечивает более высокую грязеемкость модулей, стойкость к высоким концентрациям взвешенных веществ в исходной воде и возможность использования в технологическом процессе водовоздушной промывки, которая позволяет снизить затраты воды на собственные нужды установки. Затраты воды на собственные нужды для мембран MICROZA™ UNA-620A колеблются в пределах 3-6%. Имеется опыт применения на воде, где мутность в моменты пиковых колебаний составляла более 200 мг/л, а постоянная (проектная) мутность составляла 35 мг/л (см. график).
Мембраны MICROZA™ UNA-620A изготавливаются из высококристаллического ПВДФ, который отличается высокой механической прочностью и химической стойкостью к большинству применяемых в водоочистке реагентов (коагулянты, хлор, озон и т.д.). Стойкость к применяемому в процессе промывок мембран хлору прямо связана со сроком службы мембранных модулей и обусловлена старением мембранного материала под действием окислителей.
При проектировании установок мембранной микро-ультрафильтрации важно учитывать климатическое расположение объекта ввиду того, что это накладывает определенные условия к технологическому процессу с точки зрения температурного режима исходной воды. Например, поверхностная вода в большей части России в зимний период имеет температуру +1 Сº и ниже, что заметно влияет на вязкость воды, а вязкость напрямую связана с удельной производительностью мембраны (чем ниже температура исходной воды, тем выше вязкость и меньше удельная производительность), что необходимо учитывать в расчетах. Среди возможных выходов из этой ситуации — изначально закладывать большее количество мембранных элементов или компенсировать падение расхода повышением давления. Второй вариант предпочтительней ввиду того, что это не приводит к увеличению количества мембранных модулей в установке. Модули MICROZA™ UNA-620A способны работать при давлении до 3 атм., это позволяет увеличивать производительность установки без наращивания количества элементов только за счет повышения давления.