Введение к работе
Задача обеспечения населения качественной питьевой водой является актуальной для всей России. По данным органов санитарно- эпидемиологического надзора около 65% объема питьевой воды в нашей стране не соответствует нормативным требованиям.
«Состояние питьевого водоснабжения остается в РФ одной из самых актуальных проблем. Необходимого комплекса очистных сооружений не имеют 32% населенных пунктов, в замене нуждаются от 40 до 80% водоразводящих сетей. Плохое состояние сети питьевого водоснабжения является причиной высокого уровня заболеваемости острыми кишечными инфекциями, такими тяжелыми болезнями как дизентерия, вирусный гепатит», - заявил глава Роспотребнадзора, главный санитарный врач России Геннадий Онищенко.
Актуальность работы вызвана тем, что в условиях высокой изношенности водопроводных сетей и необходимостью получения очищенной воды высокого качества непосредственно потребителями возникла потребность в использовании мембранной ультрафильтрационной технологии. На данный момент на практике не существует рекомендаций по использованию ультрафильтрационных установок для очистки водопроводной воды, загрязненной продуктами коррозии водопроводных сетей и продуктами жизнедеятельности железобактерий.
Предметом данной диссертации является система водоподготовки, основанная на применении мембранной технологии ультрафильтрации для доочистки невской водопроводной воды до нормативных требований СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
Объект исследований - процессы регенерации ультрафильтрационных мембранных модулей, работающих на водопроводной воде, и восстановление их рабочих характеристик в процессе промышленной эксплуатации.
Особенности объекта исследований. Вода, забираемая из Ладожского озера и прошедшая предварительную обработку на городских очистных сооружениях Санкт-Петербурга, имеет низкую жесткость и невысокое значение рН, является коррозионно активной. При транспортировании воды по водопроводным сетям качество ее ухудшается, происходит ее вторичное загрязнение.
Цели и задачи работы.
Цель работы состоит в разработке научно обоснованной методике восстановления рабочих характеристик ультрафильтрационных мембранных модулей, используемых для очистки водопроводной воды и уменьшении эксплуатационных затрат на регенерацию ультрафильтрационных мембранных модулей. Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:
исследовать основные закономерности и особенности процессов снижения производительности ультрафильтрационных мембранных модулей;
-определить причины низкой эффективности регенерации ультрафильтрационных мембранных модулей стандартными растворами;
определить эффективные способы удаления загрязнений;
определить оптимальные гидравлические и технологические параметры процессов регенерации ультрафильтрационных мембранных модулей;
разработать рекомендации по способам регенерации ультрафильтрационных мембранных в процессе их промышленной эксплуатации.
Научная новизна работы заключается в следующем:
научно обоснована причина снижения производительности ультрафильтрационных мембранных модулей, используемых для очистки невской водопроводной воды;
определены причины низкой эффективности регенерации ультрафильтрационных мембранных модулей стандартными химическими растворами;
предложена технология восстановления рабочих характеристик ультрафильтрационных мембранных модулей, позволяющая существенно снизить эксплуатационные затраты;
предложена математическая модель, описывающая процесс растворения образовавшегося осадка на поверхности ультрафильтрационных мембранных модулей, экспериментально определена константа скорости реакции растворения осадка.
Практическая значимость:
разработана методика регенерации ультрафильтрационных мембранных модулей, позволяющая существенно снизить эксплуатационные затраты при работе водоподготовительных установок, основанных на технологии ультрафильтрации;
разработана методика определения оптимальных режимов регенерации ультрафильтрационных мембранных модулей;
запущена в штатный режим эксплуатации ультрафильтрационная установка в пятизвездочном отеле класса «Люкс» ООО "ЕВРОПА ОТЕЛЬ" (Санкт-Петербург, ул.Михайловская 1/7);
запущена в штатный режим эксплуатации ультрафильтрационная установка на заводе ЗАО «Форд Моторс Компани» (г.Всеволожск, Ленинградская обл., промзона Кирпичный завод).
Разработанные рекомендации открывают широкие перспективы для использования мембранной ультрафильтрационной технологии для очистки водопроводной воды на других объектах, где источником водоснабжения является водопроводная вода.
Достоверность полученных результатов подтверждается большим объемом и длительностью экспериментальных исследований на реально действующих объектах, сходимостью расчетных и экспериментальных результатов.
Апробация работы
Основные результаты данной работы докладывались на конференции молодых ученых Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) «Неделя науки - 2011» (апрель 2011).
Публикации:
Основные результаты работы опубликованы в восьми научных трудах, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Реализация результатов исследований:
-
-
Проведенные исследования позволили запустить в штатный режим эксплуатации водопродготовительную установку на объекте ООО «ЕВРОПА ОТЕЛЬ». Разработанная технология регенерации максимально автоматизирована и проводится с минимальным участием обслуживающего персонала.
-
В соответствии с рекомендациями, изложенными в данной работе, разработан и реализован проект водопроводных очистных сооружений с использованием технологии ультрафильтрации на объекте ЗАО «ФОРД МОТОРС КОМПАНИ».
-
Учитывая разработанные рекомендации, выполнен проект и находится в стадии строительства водоподготовительная установка для ООО «НОВАТЭК - Усть-Луга», «Комплекс по перевалке и фракционированию стабильного газового конденсата и продуктов его переработки мощностью 6,0 млн. тонн в год в морском порту Усть-Луга».
На защиту выносятся:
Результаты теоретических и экспериментальных исследований по:
- изучению причин и основных закономерностей падения производительности ультрафильтрационных мембранных модулей, используемых для очистки невской водопроводной воды;
определению кинетических констант и коэффициентов уравнений для расчета оптимального времени регенерации ультрафильтрационных мембран;
определению оптимальных гидравлических и технологических параметров промывки ультрафильтрационных мембран;
методике регенерации ультрафильтрационных мембранных модулей, используемых для очистки водопроводной воды;
методике расчета времени процесса регенерации ультрафильтрационных мембранных модулей, используемых для очистки водопроводной воды.
Структура и объём работы.
Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Библиография включает 127 источников, в т.ч. 86 - на иностранном языке. Общий объём диссертации 121 страница, 32 рисунка и 9 таблиц.
Похожие диссертации на Регенерация ультрафильтрационных мембран, используемых в процессах водоподготовки
-
