Актуальность проводимых исследований заключается в необходимости развития промышленного применения современных мембранных технологий для решения задач водоснабжения и водоотведения.
На сегодняшний день г. Петропавловск-Камчатский располагает очистными сооружениями, на которых имеются восемь скорых фильтров общей площадью 200 м2 . Вода для очистки поступает от двух водозаборных сооружений поверхностных вод, называемых «Крутоберегово-1» и «Крутоберегово-3». Водозабор «Крутоберегово-3» введен в эксплуатацию в 1958 г. и имеет проектную производительность 10 тыс. м3 /сут. Водозабор «Крутоберегово-1» введен в эксплуатацию в 1961 г. с производительностью 17 тыс. м3 /сут. В периоды таяния снега и паводков цветность и мутность воды превышают установленные значения СанПиНа. Эти показатели не могут быть понижены до нормативных на существующих очистных сооружениях (ниже 2 мг/дм3 по мутности, ниже 20 град. по цветности). Это приводит к полному отключению очистных сооружений на срок не менее трех месяцев ежегодно. Данная проблема рассмотрена в наших предыдущих статьях, в которых предложен вариант снижения мутности и цветности с помощью коагулянтов и флокулянтов нового поколения [1–3].
Целью и задачей данной работы является изучение эффективности применения мембранных фильтров (МФ), в том числе для выработки рекомендаций по их применению на существующих очистных сооружениях природных вод ГУП «Петропавловский водоканал». Это позволит производить очистку природной воды до нормативных значений в периоды высоких значений цветности и мутности и избежать остановок очистных сооружений.
Применение мембранных технологий для очистки воды берет свое начало с 1960–1970-х гг. Толчком к этому послужило изобретение синтетических мембран. Первая обратноосмотическая мембрана высокого давления была изобретена в 1962 г. в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе [4, 5]. Преимущества фильтров подобной конструкции – малый размер и вес, простота обслуживания, высокий уровень автоматизации, относительно низкие удельные затраты энергии. Также к достоинствам МФ относят возможность удаления простейших бактерий и вирусов, с получением при этом воды с более высокими физическими и бактериологическими показателями (применение «абсолютного барьера»), а также (для вод с небольшим количеством взвешенных веществ неколлоидного характера) возможность осветления без применения реагентов. Примером применения безреагентного фильтрования природной воды может служить завод питьевой воды La Jatte в Руане (Франция) производительностью 24000 м3 /сут., где применяется метод ультрафильтрации [5].