Документ обсуждает технологии ультрафильтрации и микрофильтрации для очистки воды, описывая их методы фильтрации и эффективность. Он акцентирует внимание на различиях между этими технологиями, их преимуществах, а также на проблемах, связанных с высокими капитальными затратами и необходимостью предварительной химической очистки. Кроме того, подчеркивается важность лабораторных исследований воды для правильного выбора технологии очистки, особенно в случае высокомутной воды.

1. 94
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
Т Е Х Н О Л О Г И И№11 ноябрь • 2008
HYDROCARBON PROCESSING: КОНТРОЛЬ ВОДЫ
ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ
L. Huchler, научный редактор HP
Ультрафильтрация (ultrafiltration – UF) и мик-
рофильтрация (microfiltration – MF) основаны на
технологии фильтрования, при которой удаляются
твердые вещества, находящиеся во взвешенном со-
стоянии, но при этом фактически не растворяются
примеси, образующиеся в самих водных потоках.
Фильтры представляют собой две разновидности:
полые нити (гибкие пластические волокна немного
толще человеческого волоса) и плоские пластичес-
кие решетки, сложенные спиралью подобно осмосу,
перевернутому на 180°. На установках муниципаль-
ной воды часто применяют ультрафильтрацию для
очищения питьевой воды. Однако персонал на про-
мышленных установках лишь начинает устанавли-
вать систему ультрафильтрации как альтернативу
системам осветления и фильтрации.
ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ
Поставщики описывают мембранные фильтры,
применяемые для осветления неочищенной воды,
как установки ультрафильтрации, даже если неко-
торые из них являются установками микрофиль-
трации. Эффективность мембранных фильтров
в значительной степени зависит от мутности неочи-
щенной воды. Подобно другим новым технологиям
отсутствие обоснованных результатов исследований
и расчетов эксплуатационных затрат увеличивает
восприятие риска при проведении работ. Основным
препятствием является стоимость. Когда технология
разработана досконально, снижаются капитальные
затраты. Однако капитальные затраты будут еще
выше, если системы осветления воды останутся тра-
диционными.
ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМЫ
Как показано в таблице, ультрафильтрация и мик-
рофильтрация имеют незначительные различия по
показателям, но по обеим технологиям воду получа-
ют с намного меньшей мутностью, чем в системе гра-
витационный очиститель/средняя фильтрация под
высоким давлением. Обычно вода на выходе из сис-
темы имеет менее чем 1,0 NTU (нефелометрическая
единица мутности – nephelometric turbidity unit) без
учета мутности втекающей в систему воды, а иногда
и менее чем 0,5 NTU.
Основными загрязняющими веществами этих
систем, естественно, являются органические вещес-
тва, железо и марганец. Фильтрационные системы
должны включать предварительную химическую
очистку: контроль рН и/или коагулянты, такие как
квасцы, применяемые для снижения влияния орга-
нических загрязняющих веществ, предотвращения
окисления или проведения химической очистки
с контролем содержания железа и марганца в воде.
Индекс плотности илистых осадков (silt density in-
dex – SDI) отфильтрованной воды будет ниже, чем у
входящей в систему воды и намного ниже, чем у гра-
витационно-осветленной воды, в то время как при
этом будет высокая концентрация органических за-
грязняющих веществ.
Характеристика фильтрационных систем
Показатель Микрофильтрация
(MF)
Ультрафильтрация
(UF)
Размер частиц, мк 0,1–3 0,005–1
Взвешенные
твердые частицы
Удаляются
большие
количества
Удаляются
полностью
Растворимые
загрязнения
Не удаляются В основном
удаляются
Бактерии Не устраняются Устраняются
Коллоидная
двуокись кремния
Не удаляется Удаляется
Рабочее давление,
кг/см2
0,71–7,1 0,35–10,6
Разработаны две конструкции волоконных мемб-
ранных фильтров: герметизированные и погружен-
ные в вакуум.
Максимальная температура поступающей воды –
до 40 °С. С применением мембранных фильтров до-
пускается предварительная химическая очистка на
основе алюминия с контролем концентрации хлора
в микробиологических загрязнениях. Вынос катио-
ноактивных полимеров и эмульсионных полимеров
в мембранных фильтрах будет необратимо засорять
систему.
В спецификации максимальная мутность входя-
щего потока составляет от 100 до 300 NTU. Сюда не
входят системы GE, в которых допускается мутность
до 1000 NTU. Мембранные фильтры системы GE ар-
мированы с тем, чтобы выдерживать высокую кон-
центрацию абразивных взвешенных частиц.
Новая технология мембранных фильтров про-
должает совершенствоваться. Одним из основных
требований, предъявляемых к выбору технологии,
является точность определения подходящей системы
для промышленной обработки воды переменного ка-
чества. Установка очистки муниципальной питьевой
воды требует предварительного лабораторного ис-
следования воды до выбора технологии ее очистки,
особенно это касается высокомутной речной воды.
Перевел А. Степанов
Loraine A. Huchler (Л. Хачлер), президент
компании MarTech Systems, Inc, которая
обеспечивает техническое обслуживание
энергетических и водообеспечивающих сис-
тем, включая потоки, системы охлаждения и
сточные воды на заводах и нефтехимических
установках. Она имеет степень бакалавра по
химическим технологиям и свидетельство о присвоении
звания персонального инженера. С Лоран Хачлер можно
связаться по адресу: Huchler@martechsystems.com.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»