Опыт эксплуатации систем ультрафильтрации воды (на примере водоканала в г. Онега, Архангельская область)

В 2016 году компания ООО НПЦ ПромВодОчистка поставила систему очистки воды ПВО-UF-3 на основе половоконных мембранных элементов INGE. В конце 2017 года предприятию понадобилась техническая диагностика системы очистки воды, так как она не вырабатывала необходимое количество очищенной воды при режиме фильтрации «сверху вниз». Иными словами заказчику требовалось выполнение CIP-мойки, которую также называют химической усиленной промывкой.

Нами были поставлены следующие цели работ:

• Определение состояния системы очистки воды;
• Проведение CIP-мойки половолоконной системы ультрафильтрации (при необходимости);
• Выдать Заказчику рекомендации и предписания по дальнейшей эксплуатации системы очистки воды;

Схема установки ПВО-UF-3.

Данные с панели приборов установки, полученные при первичном осмотре (до CIP-мойки)

*Данные приведены в начале фильтроцикла и в конце.

Для установки ПВО-UF-3 оптимальная производительность по подготовленной воде должна составлять 70 л/минуту или 4200 л/час.

При обратных промывках расходы не достигали заданных параметров (особенно при промывках «снизу вверх»). Данное явление могло быть вызвано сильным забиванием верхней части фильтрующего элемента мембранного модуля dizzer XL 0,9 MB 60W, что послужило поводом к снятию верхней крышки модуля для визуального осмотра верхней части фильтрующего элемента. Результат осмотра приведен на фотографии 1.

Фотография 1.Осмотр верхней части фильтрующего модуля после череды обратных промывок.

Капилляры мембранного элемента на 85-90% забиты илоподобными отложениями.

Далее мы определились в какой последовательность будет выполняться CIP-мойка:

1. Кислотная;
2. Щелочная;
3. Щелочная;
4. Кислотная;
5. Щелочная.

Затем был разработан план стадий выполнения промывок.

Кислотная:

• Подготовка кислотного промывочного раствора с рН - 2. Реагент – щавелевая кислота.
• Циркуляция кислотным моющим раствором через мембранный элемент. Моющий раствор постепенно подогревается до температуры не более 30°С.
• Замачивание мембранного элемента в кислотном моющем растворе на срок 14 часов;
• Вымывание кислотного моющего раствора;

Щелочная:

• Подготовка щелочного промывочного раствора с рН - 12. Реагент: едкий натр (каустическая сода), гипохлорит натрия.
• Циркуляция щелочным моющим раствором через мембранный элемент. Моющий раствор постепенно подогревается до температуры не более 30°С.
• Замачивание мембранного элемента в щелочном моющем растворе на срок 14 часов;
• Вымывание щелочного моющего раствора;

Общее время проведения CIP-мойки – 4 дня.

Каждый из этапов CIP-мойки сопровождался огромным количеством удаленной из модуля грязи. CIP-мойка продолжалась до отсутствия загрязнений в моющем растворе при каждом из этапов мойки.

Данные о работе системы после выполнения CIP-мойки.

Для визуального определения эффективности проведенной CIP-мойки выполнилась повторное снятие верхней крышки модуля. Результат приведен на фотографии 2.

Фотография 2. Верхняя часть модуля со снятой крышкой после CIP-мойки.

Верхняя часть капилляров мембранного элемента очистились от илоподобных отложений, но их внутренние полости забиты примерно на 30%.

Вывод по проведенной CIP-мойке установки ультрафильтрации ПВО-UF-3.

• CIP-мойка полностью не восстановила фильтрующую способность мембранного модуля;
• Увеличился удельный расход (производительность) установки, по сравнению с исходными параметрами;
• Установка работает без значительного снижения производительности в течении фильтроцикла;

Нами были разработаны рекомендации и предписания по дальнейшей работе системы очистки воды.

1. Приобретение приборов для определения качества воды. Основным прибором является рН-метр. Данный прибор позволяет определить уровень рН моющих растворов при CEB-мойке (ежедневная химическая промывка), а также позволит судить о качестве выполненной отмывки мембранного элемента от кислот и щелочей для предотвращения их попадания в РЧВ.
2. Ежедневное ведение журнала, в котором будут отмечаться параметры работы установки. Наличие данного журнала позволит отслеживать тенденции работы установки и поможет предотвратить критическое забивание капилляров мембранного модуля. Так же на основании данного журнала, возможно, сформировать запрос в службу технической поддержки завода изготовителя.
3. Необходимо периодически (хотя бы 1-2 раза в месяц) выполнять лабораторные исследования качества исходной и подготовленной воды. Протоколы лабораторных исследований позволят вовремя отследить сезонные изменения качества исходной воды и изменить настройки системы под новые параметры воды. В протоколе качества очищенной воды обязательно должны присутствовать показатели: мутность, цветность, рН, железо, алюминий.
4. Необходимо корректировать параметры установки в соответствии с полученными протоколами качества воды.
5. Необходимо предотвратить попадание посторонних механических загрязнений в баки для приготовления химических растворов (щелочь, коагулянт). Наличие посторонних механических загрязнений могут привести к: забиванию клапанов дозирующего насоса; поломке насоса; не корректному дозированию раствора.
6. Рассмотреть возможность изменения существующей схемы предварительной очистки воды перед очисткой на мембранных системах водоподготовки.

Предлагается выполнить ряд мероприятий:

a)  Перенос существующей точки дозирования коагулянта на линию ввода исходной воды в здание водоподготовки, после насосов первого подъема. Данная мера позволит коагулянту начать работать задолго до поступления на основную систему очистки воды и значительно увеличит КПД работы отстойников.

b)  Установить эжектор на линию подачи исходной воды, после насосов первого подъема и станции дозации коагулянта. Данная мера позволит эффективно выполнить перемешивание коагулянта с исходной водой, а также осуществит ввоз большого количества мелких пузырьков воздуха в исходную воду. Мелкие пузырьки воздуха будут окислять растворенное в воде железо, а коагулянт связывать его. Связанное железо выпадет в осадок на отстойниках.