Мембранные технологии в системах водоподготовки

Мембранные технологии, используемые в системах водоподготовки, основаны на разделении водного потока при продавливании его через полупроницаемую перегородку – мембрану – за счет прилагаемого извне давления. Этот процесс позволяет получить воду с высокой степенью очистки и практически любого состава. Полное или частичное использование в системе водоподготовки технологии мембранного разделения является наиболее приемлемым и экономически оправданным методом.

В составе мембранных технологий можно выделить несколько методов:

• обратный осмос;
• микро- , ультра- и нанофильтрация;
• электродеионизация (ЭДИ).

Обратноосмотическая технология очистки воды очень быстро получила широкое распространение в системах водоподготовки предприятий различного рода деятельности. В первую очередь это связано с высоким уровнем очистки при достаточно низкой себестоимости. Обратноосмотические мембраны используются для удаления 99% всех растворенных солей, тяжелых металлов, органических соединений. В отдельных случаях обратноосмотическая технология является единственно возможным решением проблемы получения технологической воды соответствующего качества. Так, для любого производственного предприятия при получении  технологической воды с минерализацией менее 500 мг/л использование обратноосмотической технологии может быть экономически оправданно, а менее 250 мг/л – оправданно (за редким исключением) всегда. Метод применим как для водопроводной воды, так и для воды любых подземных и поверхностных источников с повышенной минерализацией.

Микрофильтрационные мембраны задерживают частицы от 1 до 0,1 мк, удаляют бактерии, масляные эмульсии, снижают цветность.

Ультрафильтрация разделяет частицы размерами 0,01 ÷ 0,1 мк, удаляются крупные органические молекулы, коллоиды, микробиологические загрязнения, что актуально при
очистке поверхностных вод.

Нанофильтрация используется для разделения частиц с молекулярной массой от 250 до 1000. Растворенные соли удаляются в пределах 20 – 80%.

Эти методы имеют ряд существенных преимуществ перед традиционными технологиями. Так, например, при высокой жесткости воды использование мембранных технологий для уменьшения содержания солей жесткости в воде экономически более оправданно, чем ионитов.

Системы электродеионизации (ЭДИ) заменяют обычную технологию глубокого
обессоливания – технологию смешанных слоев ионообменных смол. ЭДИ – технология сочетает
две хорошо известные технологии обессоливания воды – электродиализную технологию и ионообменную технологию. Посредством этой технологии растворенные соли могут быть удалены из раствора с низкими затратами энергии и без необходимости химической регенерации смол. Результатом является высококачественная вода, которая может производиться длительно при несущественных расходах.

ЭДИ-технология удаляет ионы из воды из входного потока воды в смежный поток посредством электрического потенциала. В отличие от ионообменной технологии, ЭДИ не требуют остановки технологического процесса для замены слоев ионообменных смол или для регенерации ионообменной смолы химическими реагентами. Поэтому ЭДИ минимизирует эксплуатационные и капитальные затраты на производство воды соответствующего качества.

ЭДИ удаляет ионы из потока воды, как правило совместно с устройствами обратного осмоса или другими устройствами по очистке воды.

ЭДИ-блоки могут длительно производить ультрачистую воду с удельным сопротивлением
до 18 МОм*см и работать в непрерывном или переменном режимах.

ЭДИ отличается от ЭД-технологии (электродиализной технологии) использованием ионообменных смол в камерах обессоливания – использование смол позволяет более эффективное перемещение ионов при очень низких проводимостях воды. Смолы работают в стационарном состоянии; они действуют не как накопитель ионов, а как проводник ионов.

Несмотря на увеличение количества технологических вод, где применение мембранных
технологий в системе водоподготовки может быть оправданно, сама система водоподготовки в
каждом отдельном случае является индивидуальной. В первую очередь это является следствием
различного содержания тех или других примесей в воде, которые могут существенно повлиять
на работоспособность всей системы. Во вторую – особенностью технологической воды того или иного предприятия.