Опубликовано: XIII Всероссийская научная конференция «Мембраны-2016», Тезисы докладов, Нижний Новгород, 2016, с. 23-25
И.В.Катраева1, А.Б.Майборода2, Е.А.Моралова1, Э.Р.Михеева3
1 ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет», г. Нижний Новгород
2 ООО «Фазеркрафт», г. Москва
3 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского» (ННГУ), г. Нижний Новгород
В настоящее время в мировой практике получили широкое развитие биомембранные технологии, сочетающие преимущества биологической очистки и мембранного фильтрования. Особый интерес представляет использование таких технологий для очистки производственных сточных вод, отличающихся сложностью и нестационарностью количественного и качественного состава.
Исследования проводились в лабораторной автоматизированной установке (Рис. 1), которая включала анаэробный аппарат колонного типа и выносной мембранный модуль. Анаэробный аппарат работал в мезофильном режиме при температуре 36 оС.
В качестве мембранного модуля применили половолоконный мембранный модуль российской компании ООО «Фазеркрафт» (г. Москва), который имел основные технические характеристики, представленные в таблице 1.
Рис. 1. Анаэробный биореактор с вынесенным мембранным модулем.
1 – емкость исходной воды; 2 – колонна-биореактор; 3 – теплообменник; 4 – половолоконный мембранный модуль; 5 – ловушка для конденсата;
6 – счетчик объема биогаза, 7 – емкость очищенной воды
В установку, работавшую непрерывно в течение двух месяцев, подавали оборотную воду целлюлозно-бумажного предприятия (ЦБП) после предварительной механической очистки с использованием сита, имеющего диаметр отверстий 0,2 мм
Установка работала круглосуточно в циклическом режиме, включающем подачу исходной воды до достижения рабочего уровня, её окисление в течение заданного времени, фильтрацию расчетного количества очищенной воды с использованием выносного мембранного модуля. В ходе эксперимента ступенчато увеличивали нагрузку на анаэробный аппарат.
Таблица 1. Технические характеристики мембранного модуля
| Материал мембраны | поливинилиденфторид (ПВДФ) |
| Номинальная отсекаемая молекулярная масса, кДа
Размеры полого волокна (dнар/dвн), мм Длина волокон, мм Количество волокон, шт. Поверхность фильтрации, м2 Рекомендуемое трансмембранное давление, бар |
300
2,0/1,3 500 35 0,1 0,1-1,0 |
Ультрафильтрационный модуль работал в режиме тангенциальной фильтрации «снаружи-внутрь». Такая организация процесса была выбрана с целью обеспечения стабильной работы фильтра в условиях высокого содержания взвешенных веществ в рециркуляционном потоке.
Скорость тангенциального потока (w) в ходе эксперимента изменялась незначительно 0,23÷0,26 м/с, трансмембранное давление составляло 0,05÷0,55 бар, t=36÷38 оС. При данных условиях наблюдали плавное снижение потока фильтрата (J), который достиг минимума на 50-тые сутки непрерывной работы установки (рис.2). Зависимость потока фильтрата от времени работы установки указывает на то, что химически усиленную промывку мембранного модуля необходимо проводить не реже одного раза в 30 дней.
Рис. 2. Изменение потока фильтрата (Jn) в ходе эксперимента очистки оборотной воды ЦБП в АМБР.
Эффект очистки оборотной воды по ХПК при ступенчатом увеличении объёмной нагрузки (Bv) до 8,4 кг ХПК/м3 сут. составлял Э=84,2÷93,8 %, выход биогаза колебался от 150 до 359 л/кг ХПК. Биогаз имел следующий состав: CH4=59,4 об. %; СО2=40,6 об. %; Н2=0,05 об. %.
Благодаря мембранному модулю было получено полное удержание активного анаэробного ила в системе, концентрация взвешенных веществ в фильтрате не превышала 6 мг/л.
Проведенные лабораторные исследования доказывают перспективность применения анаэробных биореакторов с выносными мембранными модулями для очистки производственных сточных вод сложного состава, в частности, оборотной воды ЦБП с целью создания гибких и эффективных технологий очистки сточных вод, отвечающих современным требованиям энергосбережения и экологической безопасности.
Comments are closed.