УДК 534.121.2

А.М.Азимов, Н.О.Джакипбекова, Б.С.Шакиров, М.И.Сатаев, А.А.Саипов

Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауезова

Ультрафильтрационная очистка питьевой воды в мембранном аппарате с неподвижными

мембранными элементами

Сотрудники ЮКГУ им.М.О.Ауезова совместно с сотрудниками ТОО «Водные ресурсы маркетинг» с 5 декабря 2006 года по 22 декабря 2006 года были проведены испытания мембранного аппарата с неподвижными мембранными элементами в схеме ультрафильтрационного очистки поверхностных и подземных вод являющихся источником водоснабжения питьевой воды.

Испытываемый мембранный аппарат, содержит цилиндрический корпус, внутри которого установлены мембранные модули, состоящие из трубчатого каркаса с дренажными отверстиями для прохода очищаемой жидкости, где с наружной поверхности расположены полупроницаемые мембраны, верхний конец трубчатого мембранного модуля имеет съемную крышку и соединен с патрубком вывода очищенной жидкости, а нижний торец имеет глухое днище. Корпус снабжен патрубком для ввода очищаемой жидкости, расположенный тангенциально к образующей корпуса, за счет чего создается турбулизация потока жидкости, и фильтром грубой очистки (ФГО). Вывод недоочищенной жидкости осуществляют через патрубок на нижнем торце корпуса. На верхнем торце корпуса установлена съемная крышка, снаружи мембранных модулей, в центре по оси аппарата установлен эластичный элемент, выполненный из пористого материала в форме цилиндрического валика с возможностью вращения по оси аппарата при помощи электродвигателя.

Мембранный аппарат работает следующим образом: Подлежащая мембранной очистке жидкость поступает через фильтр грубой очистки и патрубок, расположенный тангенциально к образующей корпуса. Создается кольцевое движение жидкости, наиболее крупные частицы отбрасываются к периферии под действием центробежных силы и осаждаются, что способствует более длительному сохранению проницаемости мембраны. Проходя через полупроницаемую мембрану трубчатого мембранного модуля, жидкость очищается от механических примесей и по дренажным отверстиям поступает внутрь трубчатого мембранного модуля и очищенная выводится через патрубок потребителю. При работе устройства в режиме фильтрации патрубок для вывода недоочищенной жидкости закрыт. В процессе работы аппарата происходит засорение поверхности мембраны, что приводит к увеличению перепада давления на трубчато-мембранном модуле. При достижении величины перепада давления до заданной, автоматически приводится в движение эластичный валиковый элемент при помощи электродвигателя.

Эластичный валиковый элемент, касаясь поверхности мембраны, снимает загрязнения, которые смываются тангенциальным потоком жидкости, проводится промывка мембраны, при этом недоочищенная жидкость сливается через патрубок. Периодичность регенерации препятствует износу мембраны. Эластичный элемент выполнен из пористого эластичного материала в форме цилиндрического валика, который механически очищает поверхность мембраны без её разрушения. После длительной эксплуатации до 2,5-3 года удаляются старые мембраны и заменяются на новые.

Характеристика мембранного аппарата и процесса ультрафильтрационного очистка питьевой воды.

Диаметр аппарата D, м 0,4

Высота аппарата H, м 0,6

Количество мембранных модулей 5

Поверхность мембран S, м² 14,8

Производительность Q, м³/с 1,667*10^-3

Скорость потока V, м/с 0,1

Движущая сила ∆Р, мПА 0,3-0,4

Эффективность очистки Э, % 99

Качество питьевой воды в распределительной сети г.Шымкента,

требования ГОСТа 2874-82 и нормативы ВОЗ.

№	Показатели	Ед. изм.	Нормативы питьевой воды
			ГОСТ 2874-82 СанПиН 3.02.002.04	Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)	Тассай– Аксуйское месторожде-ние
1	Температура	Град.		Вода должна быть приятной	12,3
2	Запах при 20^0 С не более	Балл	2	Вода должна быть приятной	0
3	Запах при 60^0С не более	Балл	2	Вода должна быть приятной
4	Вкус и привкус 20^0С не более	Балл	2	Вода должна быть приятной	0
5	Цветность, не более	Град.	20	15 стандартных ед.цвета	0
6	Мутность, не более	мг/дм^3	1,5-(2,0)	5 ЕМФ	0
7	рН	ед. рН	6,0-9,0	6,5-8,5	7,7
8	Жесткость общая, не более	мгэкв/ дм^3	7,0-10,0	-	4,0
9	Перманга. окисляемость	мгО2/дм^3	5,0	-	0,5
10	Сухой остаток, не более	мг/дм^3	1000	-	242
11	Полифосфаты, не более	мг/дм^3	3,5	-	‹ 0,01
12	Фториды	мг/дм^3	0,75	1,5	0,01
13	Железа, не более	мг/дм^3	0,3	0,3	‹ 0,01
14	Марганец, не более	мг/дм^3	0,1	0,1	‹ 0,01
15	Медь, не более	мг/дм^3	1,0	1,0	‹ 0,02
16	Молибден, не более	мг/дм^3	0,25	0,07	‹ 0,0025
17	Селен, не более	мг/дм^3	0,01	0,01	‹ 0,0001
18	Стронций, не более	мг/дм^3	7,0	-	1,1
19	Бор, не более	мг/дм^3	0,5	0,5	‹ 0,05
20	Хлор остаточный	мг/дм^3	0,3-0,5	0,6-0,7	0,04
21	Мышьяк, не более	мг/дм^3	0,05	0,01	‹ 0,005
22	Свинец	мг/дм^3	0,03	0,01	‹ 0,005
23	Медь	мг/дм^3	1,0	2,0	‹ 0,2
24	Цинк	мг/дм^3	5,0	3,0	‹ 0,05
25	Альфа-активность суммарная	Бк/дм^3	1,0	1,0	отсутствие
26	Бета-активность суммарная	Бк/дм^3	1,0	1,0	‹ 0,12
27	Пестициды ГХЦГ	мг/кг	0,002	-	отсутствие
28	Общие колиформные бактерии (ОКБ)	Ед/100мл	отсутствие	Не должны обнаруживаться в любой пробе объемом 100мл	отсутствие
29	Общее микробное число		не более 50	-	‹ 50

За счет использование эластичного валикового элемента позволяет снизить износ мембраны и повышает эффективность очистки поверхности и пор мембраны.