168503 (768045), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

После изготовления ацетилцеллюлозные мембраны должны находиться во влажном состоянии. Для защиты мембран от воздействия бактерий рекомендуется хранить их в 0,5%-ном растворе формальдегида или в растворе медного купороса с концентрацией 800 мг/л при рН 4 - 6. Срок работы мембран зависит от наличия в очищаемых стоках микроорганизмов, вида органических растворителей, величины рН, температуры воды, а также от рабочего давления в аппаратах и при оптимальных условиях составляет один - два года.

В табл. 13 представлены характеристики ацетилцеллюлозных мембран марок МГА (опресняющих) и УАМ (ультрафильтрационных), разработанных во ВНИИ синтетических смол..

Таблица 13 Характеристики ацетилцелюлозных мембран

Марка мембраны	Производи-тельность, л/м2 • сут	Селективность, %	Средний диаметр пор, Å	Пористость, %
МГА-80	600	80	—	75
МГА-90	350	90	—	75
МГА-95	250	95	—	75
МГА-100	150	97,5	—	75
УАМ-50	29—58	—	<50	75
AM-100	58—230	—	75 + 25	75
УАМ-150	230—690	—	125 + 25	75
УАМ-200	504—1370	—	175 + 25	75
УАМ-300	920—2450	—	250 + 50	80
УАМ-500	>1730	—	>300	80

* Паспортные данные опресняющих мембран определены при фильтровании 0,5%-ного раствора NaCI под давлением 50 кгс/см2, а ультрафильтрационных - при фильтровании дистиллированной воды под давлением 1,5 кгс/см2.

Значительный интерес для опреснения соленой воды методом обратного осмоса представляют динамические полупроницаемые мембраны, которые образуются при фильтровании через пористые подложки под давлением растворов, содержащих примеси диспергированных веществ. Динамические мембраны отличаются высокой производительностью (сотни литров с 1 м2/ч (это мало, т. к. для зернистых фильтров этот показатель 6 000, а для полипропиленовых еще больше – 50 000 л · м2/ч - авт..) и продолжительным сроком службы [12].

Длительные испытания, проведенные на природной воде с дисперсными добавками гидроксида циркония и полиакриловой кислоты в аппарате с пористыми керамическими трубками, показали, что при давлении 70 кгс/см2 задерживается 93 - 95% ионов SO42- и 83 - 94% ионов С1- при производительности 170 л/м2 · ч [12].

Ироничная философия развития и концепции применения фильтрующих материалов

Природа дала материальную возможность Человечеству решить проблему с Чистой Водой рек, озер, морей, а также с собственными нуждами для питьевых целей. В начале 20 века эта проблема только была обозначена и появились первые фильтрующие установки для очистки питьевой воды в виде зернистых фильтров, состоящих из мелких фракций кварцевого песка с поддерживающим гравийным слоем. Так начался век эпохи песчаных фильтров.

В Первую мировую войну было применено новое, доселе неизвестное оружие: отравляющие вещества в виде хлора. В ответ на это изобрели противогаз – надежную очистку воздуха с помощью активированного угля. Отныне хлор станет отравлять людей не только на суши, а и в воде. Если активированный уголь (АУ) так хорошо очищает воздух, так почему ему нельзя очищать воду, задумались ученые? Создалась международная индустрия по выпуску активированных углей на различной сырьевой базе. Активированные угли по ТУ СЗК Карбон производят: кокосовый уголь - в Юго - Восточной Азии, а уголь из минерального сырья - из КНР, в основном. Качество производства контролирует швейцарская компания SGS. Традиционный для российских потребителей активированный уголь БАУ – А, БАУ – ФМ (на традиционном дереве, символе России – береза), ДАК выпускаются по техническим условиям ГОСТ 6217-74 "Уголь активный древесный дробленый". Стоимость: российских АУ порядка 65 -145 руб/кг; минеральных, кокосовых меняется из - за курса доллара, евро и я найти не смог…

История с активированным углем получила развитие в России 21 века, когда В.И. Петрик создал активированный уголь из вспученного графита и назвал его УСВР. Отличие от предыдущих углей его в том, что поверхность данного минерала стала на порядок еще более развитой, а по форме это порошок, почти пыль (в классической форме). Если получен такой фильтрующий материал, то надо и дать ему название в виде предложенного фильтра для МЧС России – название было создано от Бога и Человека: «Геркулес – Шойгу». Не вдаваясь в технологические подробности, фильтры на бытовом уровне в целом имеют существенные недостатки по сравнению с промышленными большими установками, при той же загрузки ФМ. Пример? Все ученые знают процесс моделирования технологических процессов. Так как можно сравнивать фильтр ФСУ (см. табл..14) с бытовым фильтром, когда фильтрующий слой АУ в первом составляет 2500 мм, а во втором 50 - 100 мм? Есть разница? Существенная! Поэтому надо разделять два понятие: качество ФМ и его способность к технологическому использованию: мало найти ракетное топливо, надо еще построить ракету!

Близким по своим свойствам к активированному углю является дробленный керамзит и синтетический цеолит. Если к керамзиту отношение прохладное – нет серьезных рекламодателей, хотя это отходы металлургического производства, то цеолиты стали национальной гордостью Казахстана, где есть большие залежи сырья. Мне удалось встретиться с представителями ТОО «ТАЗА – СУ» на ЭКВАТЭК - 2006 из г. Алматы – кроме своих цеолитов в области очистки воды они ничего не хотят знать… Своя рубашка ближе к телу! Может мы что – то недооцениваем в этих цеолитах? Например, стоимость. Стоимость – 10 руб/ кг минерального сырья (гравий с песком). Стоимость синтетических цеолитов – (600 – 750) руб/кг для мелких фракций (0,16 - 0,25 мм). Как видим, стоимостью цеолит нас не удивил, даже можно сказать, что разочаровал. Может насыпной плотностью? – Она в пределах (1,17 – 1,32) г/см3, то есть. тонет в воде.. Пористость – 25-28%.

В чем общий недостаток керамзита, АУ, цеолита для очистки воды – это не прочная их физическая структура в общей массе – зернистость. Для того, чтобы перекрыть общий поток очищаемой воды необходимо эти сыпучие минералы сделать как можно плотней. По этой логике они должны быть как можно меньше по размеру. Если это условие не будет соблюдаться, то вода будет просачиваться на стыках поверхностей в форме шариков, черенков и их аналогичных форм по закону меньшего сопротивления. Таким образом, эффективное решение состоит в создании мелкой плотной засыпки фильтрационного слоя. Вместе с решением этой проблемы возникает другая проблема – а как этот фильтр удержать от вымывания? Решение найдено в создании своеобразной пирамиды из слоев – внизу слои гравия, крупного песка, мелкого песка, цеолита, керамзита и т.д,. или другой вариант – микронные нержавеющие сетки с ячейкой меньше, чем зерна этих ФМ. Этим увеличиваем общий слой ФМ от 1,5 до 3 м. Если принять реальную максимально – допустимую скорость фильтрации в 6 м/ч, то чтобы создать промышленный фильтр для водопровода городов, потребуются значительные производственные площади. На рис.10 мы можем видеть, во что это обходится, например, для г. Москва.

А может использовать АУ и этим улучшить экономические, технологические показатели? Разберемся в этой и другой проблеме. В табл..14 приведены характеристики несколько фильтров ФСУ. Анализ этой таблицы показывает, что номинальная скорость фильтрации около 6 м/ч, т. е. соизмерима с песчаными фильтрами, но ни как 10 – 20 м/ч и более, которые указывают в рекламах западные производители. При такой скорости фильтрации гидравлическое сопротивление загрузки должно быть не более 1 м. в. ст. – это обеспечивает напорное исполнение конструкции фильтра ФСУ. Если песчаные фильтры регенерируют очищенной водой от 6 до 20 % от очищенной, то активированные угли из – за их тонкой развитой структуры и малого удельного веса это сделать трудно, т к. по закону физики надо воздействовать с такой энергией, чтобы преодолеть силы поверхностного натяжения. Здесь надо уместно напомнить об явлении адсорбции. Адсорбция на дисперсном уровне коллоидных частиц возможна на границах смежных фаз [13]: газ – твердые адсорбенты, твердое тело – жидкость, жидкость – жидкость, но никак между твердым и твердым телами. Поэтому, дисперсные твердые частицы, начиная от микрогетерогенных (0,1 - 10 мкм), грубодисперсных частиц (от 10 мкм и выше) явлению адсорбции не подвержены. Отсюда вывод, что твердые взвешенные вещества песок, глина, ил, составляющие основную долю загрязнений в поверхностных водах, могут быть локализованы на фильтрах лишь благодаря ее плотной пористой структуры, а не за счет адсорбции, как хотелось бы защитникам цеолитов, керамзитов, АУ, УСВР… Поэтому АУ, после уменьшения их эффективности очистки, а далее кольматации, подлежат все – таки полной замены,

Таблица 14 –

Характеристика промышленных сорбционно – угольных фильтров

а с их большим объемов в одном фильтре, сделать это очень не просто. Дальнейшая судьба АУ или сжигание, или регенерация при температуре 800˚С в специальных печах. Экономический анализ по эксплуатационным и капитальным затратам показывает, что применение АУ для очистки питьевой воды больших и малых городов очень дорого. Поэтому в промышленном варианте это не проходит. Это что касается питьевой воды. Однако остается в наследство от экс-СССР - тема очистки воды от нефтепродуктов для атомных станций. Я был на трех атомных станциях Украины и удивлен, что дренажную воду продолжают очищать на фильтрах ФСУ (или они называют СУФ). Дешевой энергией греют очищенную воду – промывают фильтры (регенерируют), что считаю самообманом. Однако приходит все-таки время, примерно раз в год, когда анализы на входе и выходе отличаются незначительно и приходится все – таки менять этот активированный уголь. Какие это трудовые и материальные затраты! И это происходит на атомных станциях не только Украины, а на всей территории России! Атомные станции богатые и это себе позволяют. Гриф особой безопасности не позволяет никому вмешиваться в этот процесс… Вообще, я бы все глупости мира наделил бы грифом «ДСП» или «Сов. секретно». Зачем надо, чтобы все знали об этом?...

Однако перейдем к другой теме – мембранам. Как уже выше сказано процесс развития мембран начался с идеи Рейда использовать соленую воду морей, океанов для питьевых целей. Научная гипотеза превратилась в целую индустрию по производству мембран. Никто не спорит, что это качественно новая возможность в очистки воды на молекулярном уровне без солей и тем более и всех мех примесей. Если для небольших объемом в фармацевтике это еще оправдано, то применение этого метода в целом для очистки, например, поверхностных вод – это просто экономическая глупость! Вам это понятно, а пример вымышленный? Не спешите с выводами – такую установку уже внедрили под г. Киевом на полигоне ТБО, правда она из – за сложности эксплуатации не долго работала… Я слышал, что мембранные технологии внедряются в г. Москве. Интересно посмотреть, как выглядит это ТЭО и кто его обосновывает. А вообще эта тема серьезная, т. к. такому большому коллективу как ЗАО НТЦ «Владипор» и десяток аналогичных фирм надо иметь рынки сбыта своей продукции. Что придумать? Решили пустить в госорганы фишку – нанотехнологии. Прошла – на самом высоком уровне эту идею поддержали. Скажите – что здесь плохого? Ничего не возражаю для космоса, но Вы все на Земле и надо считаться с законами экономического развития. Я был в г. Дубна и предложил свои услуги – думают до сих пор. Недавно, я смотрел по телевидению, как Президент России пьет воду, созданную по нанотехнологиям… Что безвредна – не сомневаюсь, а как по вкусу без солей, ее стоимость - не услышал… Когда не можем решить проблему питьевой воды при стоимости 10 руб за м3 , а предлагают решить ее при стоимости, например, 100 руб за м3 – это экономически оправдано при монополии водоканалов, монополии на истину, однако мы все становимся экономическими донорами решения этой проблемы. Людей обеспеченных, готовых на эти расходы гораздо меньше от всех других. Тем более что альтернатива мембранным технологиям имеется. И не надо прятать проблему за модным словом «нанотехнология». Мы это уже проходили, когда все бытовые, экономические проблемы мы списывали на трудности строительства коммунизма…

Характеристики

Список файлов статьи