CC BY
102
Повеквечнов А.С.
Магистрант, Международная кафедра управления и инжиниринга в сфере охраны
окружающей среды, Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева
МЕМБРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД
Технология мембранного биореактора (МБР) является одной из динамически развивающихся областей науки и техники. Наиболее широкое распространение технология МБР с погружными мембранными элементами получила в высокопроизводительных системах очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Одна из первых высокопроизводительных систем с использованием технологии МБР для очистки промышленных сточных вод была запущена в 1991 году в Северной Америке, затем подобные установки были применены в США и Канаде, ряде европейских стран, в Республике Корея, Японии.
Мембранный биореактор представляет собой комбинированный процесс, объединяющий биологическую очистку и мембранную фильтрацию (ультра и микрофильтрация). Мембраны в технологии МБР используются в качестве фильтра, очищающего сточную воду от взвешенных веществ, органических загрязнений и активного ила. При этом микроорганизмы, находящиеся в биореакторе, позволяют существенно интенсифицировать процесс биологической очистки, а эффективность процессов ультра- и микрофильтрации существенно выше традиционного процесса вторичного отстаивания.
Различают 2 типа мембранных биореакторов:
• МБР с напорным режимом фильтрации;
• МБР с безнапорным режимом фильтрации / с погружными мембранными элементами.
В случае МБР с напорным режимом фильтрации мембранные аппараты располагают вне биореактора. Данный тип МБР малоэффективен из-за высокой потребляемой мощности насосного оборудования, используемого для подачи сточных вод с биомассой на мембранную доочистку и рециркуляцию ретентата, а также из-за жестких требований к предварительной подготовке сточных вод перед подачей в мембранные аппараты (высокое содержание взвешенных веществ может привести к необратимому загрязнению мембран).
В случае МБР с погружными мембранными элементами мембранные аппараты располагаются непосредственно в биореакторе. Данный тип МБР характеризуется низкими энергозатратами (насосное оборудование используется только для откачивания пермеата), а также низкой вероятностью необратимого повреждения мембран (при поддержании технологических параметров на заданном уровне). Преимущества технологии МБР с погружными мембранными элементами широко используются в высокопроизводительных системах очистки промышленных и хозяйственно-бытовых стоков.
Половолоконные мембранные элементы получили наибольшее распространение в технологии МБР. Они характеризуются высокой плотностью упаковки мембран, низкой материалоемкость, высокой удельной производительностью и минимальной стоимостью.
В технологии МБР используются ультра- и микрофильтрационные мембраны, изготавливаемые из различных полимерных (полисульфон, полиэфирсульфон, полиэтилен, поливинилиденфторид) и неорганических материалов.
Наилучшими эксплуатационными характеристиками обладают неорганические мембраны, а также полимерные половолоконные мембраны из поливинилиденфторида. Неорганические мембраны применяют редко в связи с их высокой стоимостью, низкими
удельной производительностью и плотностью упаковки.
Кроме того, технология МБР позволяет упростить традиционную схему очистки, исключив вторичное отстаивание, доочистку на фильтрах и обеззараживание. Высокая эффективность очистки сточных вод достигается благодаря увеличению концентрации активного ила, снижению объема избыточного активного ила и увеличению его водоотдающих свойств.
В этой связи перспективно рассмотрение возможности использования технологии МБР при модернизации канализационных очистных станций г. Астаны при условии её глубокого исследования в реальных условиях и при соответствующем техникоэкономическом обосновании.
