Повышение квалификации

Мембранные технологии в водоподготовке

Модуль 1: Основы мембранных технологий (24 часа)

1.1. Введение в мембранные процессы (8 часов)

• 1.1.1. История развития мембранных технологий.
• 1.1.2. Преимущества и недостатки мембранных методов по сравнению с традиционными.
• 1.1.3. Области применения мембранных технологий в водоподготовке.
• 1.1.4. Основные термины и определения (проницаемость, селективность, отторжение, трансмембранное давление).

1.2. Классификация мембранных процессов (8 часов)

• 1.2.1. Микрофильтрация (МФ).
• 1.2.2. Ультрафильтрация (УФ).
• 1.2.3. Нанофильтрация (НФ).
• 1.2.4. Обратный осмос (ОО).
• 1.2.5. Электродиализ (ЭД) и электродеионизация (ЭДИ).
• 1.2.6. Особенности каждого процесса: механизм разделения, размер задерживаемых частиц, рабочее давление.

1.3. Теоретические основы мембранных процессов (8 часов)

• 1.3.1. Модели переноса веществ через мембраны: модель растворения-диффузии, модель капиллярного течения.
• 1.3.2. Поляризация концентрации и ее влияние на производительность и селективность мембран.
• 1.3.3. Факторы, влияющие на работу мембранных установок: температура, pH, состав исходной воды.
• 1.3.4. Основы гидравлики мембранных систем.

Модуль 2: Мембранные материалы и элементы (36 часов)

2.1. Типы мембранных материалов (12 часов)

• 2.1.1. Полимерные мембраны: полисульфон, полиэфирсульфон, полиамид, полипропилен, поливинилиденфторид (ПВДФ) и др.
• 2.1.2. Керамические мембраны: оксид алюминия, оксид титана, оксид циркония и др.
• 2.1.3. Композитные мембраны: тонкопленочные (TFC) и тонкопленочные композитные (TFC).
• 2.1.4. Особенности каждого материала: механическая прочность, химическая стойкость, температурный диапазон, склонность к загрязнению.

2.2. Конструкции мембранных элементов (12 часов)

• 2.2.1. Рулонные элементы.
• 2.2.2. Полые волокна.
• 2.2.3. Плоские мембраны.
• 2.2.4. Капиллярные мембраны.
• 2.2.5. Выбор конструкции в зависимости от типа процесса и условий эксплуатации.

2.3. Модулирование мембранных систем (12 часов)

• 2.3.1. Последовательное и параллельное соединение мембранных элементов.
• 2.3.2. Выбор количества мембранных элементов для достижения требуемой производительности и качества очистки.
• 2.3.3. Конфигурации мембранных установок: тупиковые и перекрестноточные системы.
• 2.3.4. Расчет материального баланса мембранных систем.

Модуль 3: Технологии предочистки воды для мембранных установок (24 часа)

3.1. Необходимость предочистки (8 часов)

• 3.1.1. Защита мембран от загрязнения и повреждения.
• 3.1.2. Продление срока службы мембран.
• 3.1.3. Повышение производительности и селективности мембранных установок.
• 3.1.4. Снижение эксплуатационных затрат.

3.2. Методы предочистки (8 часов)

• 3.2.1. Механическая фильтрация: сетчатые фильтры, песочные фильтры, картриджные фильтры.
• 3.2.2. Коагуляция и флокуляция.
• 3.2.3. Осветление и обесцвечивание.
• 3.2.4. Адсорбция (активированный уголь).
• 3.2.5. Обезжелезивание и деманганация.
• 3.2.6. Дехлорирование.

3.3. Выбор схемы предочистки (8 часов)

• 3.3.1. Анализ исходной воды: определение типа и концентрации загрязнений.
• 3.3.2. Определение требований к качеству воды после мембранной установки.
• 3.3.3. Оценка эффективности и стоимости различных методов предочистки.
• 3.3.4. Комбинирование различных методов предочистки для достижения оптимального результата.

Модуль 4: Эксплуатация и обслуживание мембранных установок (36 часов)

4.1. Мониторинг работы мембранных установок (12 часов)

• 4.1.1. Контроль давления, расхода и температуры.
• 4.1.2. Измерение проводимости и pH.
• 4.1.3. Определение мутности и содержания органических веществ.
• 4.1.4. Регистрация данных и анализ тенденций.
• 4.1.5. Выявление отклонений от нормальных параметров работы.

4.2. Химическая очистка мембран (12 часов)

• 4.2.1. Типы загрязнений мембран: органические вещества, коллоиды, соли жесткости, микроорганизмы.
• 4.2.2. Выбор химических реагентов для очистки мембран: кислоты, щелочи, ферменты, окислители.
• 4.2.3. Методика проведения химической очистки.
• 4.2.4. Контроль эффективности очистки.
• 4.2.5. Предотвращение повторного загрязнения мембран.

4.3. Обслуживание и замена мембранных элементов (12 часов)

• 4.3.1. Срок службы мембранных элементов.
• 4.3.2. Методика проведения замены мембранных элементов.
• 4.3.3. Утилизация отработанных мембран.
• 4.3.4. Анализ причин выхода из строя мембранных элементов.
• 4.3.5. Рекомендации по продлению срока службы мембранных элементов.

Модуль 5: Применение мембранных технологий в различных областях водоподготовки (24 часа)

5.1. Подготовка питьевой воды (8 часов)

• 5.1.1. Удаление органических веществ, коллоидов, мутности, цветности.
• 5.1.2. Умягчение воды.
• 5.1.3. Обессоливание воды.
• 5.1.4. Удаление микроорганизмов и вирусов.
• 5.1.5. Соответствие требованиям СанПиН к питьевой воде.

5.2. Подготовка воды для промышленности (8 часов)

• 5.2.1. Подготовка питательной воды для котельных.
• 5.2.2. Подготовка деминерализованной воды для энергетической промышленности.
• 5.2.3. Подготовка воды для микроэлектроники.
• 5.2.4. Подготовка воды для фармацевтической промышленности.
• 5.2.5. Соответствие требованиям к качеству воды в различных отраслях промышленности.

5.3. Очистка сточных вод (8 часов)

• 5.3.1. Удаление взвешенных веществ, органических веществ, нефтепродуктов.
• 5.3.2. Удаление биогенных элементов (азота и фосфора).
• 5.3.3. Подготовка сточных вод к повторному использованию.
• 5.3.4. Мембранные биореакторы (МБР).
• 5.3.5. Соответствие требованиям к качеству очищенных сточных вод.

Модуль 6: Экономические аспекты применения мембранных технологий (12 часов)

6.1. Оценка капитальных затрат (CAPEX) (4 часа)

• 6.1.1. Стоимость мембранного оборудования.
• 6.1.2. Стоимость оборудования для предочистки.
• 6.1.3. Стоимость строительно-монтажных работ.
• 6.1.4. Стоимость проектирования и пусконаладочных работ.

6.2. Оценка эксплуатационных затрат (OPEX) (4 часа)

• 6.2.1. Стоимость электроэнергии.
• 6.2.2. Стоимость химических реагентов.
• 6.2.3. Стоимость замены мембранных элементов.
• 6.2.4. Затраты на техническое обслуживание и ремонт оборудования.

6.3. Сравнение экономических показателей различных вариантов водоподготовки (4 часа)

• 6.3.1. Оценка срока окупаемости мембранных установок.
• 6.3.2. Сравнение затрат на мембранные и традиционные методы водоподготовки.
• 6.3.3. Анализ чувствительности экономической эффективности к различным факторам (стоимость электроэнергии, стоимость химических реагентов, срок службы мембран).