Гравитационная мембранная фильтрация в схемах очистки воды и сточных вод (обзор)
Authors: Kofman V. 
Published: December 2019

Технология гравитационной мембранной фильтрации предусматривает использование плоских полимерных ультра- и микрофильтрационных мембран (с размером пор от нескольких нанометров до нескольких сотен нанометров), расположенных на 40 100 см ниже уровня воды, т. е. работающих под гидростатическим напором 40 100 мбар в качестве движущей силы мембранной фильтрации в тупиковом режиме. Бактериальное сообщество исходной воды вызывает образование слоя биопленки на поверхности мембраны. В то же время присутствие эукариотных организмов в слое биопленки, характеризующихся хищническим поведением, обусловливает возникновение своего рода эффекта биологической чистки , приводящей к уменьшению сопротивления фильтрации биопленки за счет образования пустот и развития ее гетерогенности. В результате динамического развития подобной системы происходит ее стабилизация и соответствующее достижение относительного постоянства потока пермеата на уровне 2 10 л/(м2ч). Стабильный водный поток в режиме гравитационной мембранной фильтрации сохраняется в течение многих месяцев без проведения чистки мембраны. Система обеспечивает удаление из воды органических веществ и патогенных микроорганизмов. Проведены разного масштаба испытания системы гравитационной мембранной фильтрации для децентрализованной обработки речной воды, для обработки дождевой воды и серых сточных вод в локальных очистных системах с получением воды, пригодной для непитьевого потребления, при очистке сточных вод для безопасного их сброса и при предварительной обработке морской воды перед опреснением. В настоящее время известны примеры практического применения данной системы фильтрации.

Gravity membrane filtration technology involves the use of flat polymer ultrafiltration and microfiltration membranes with pore sizes from several nanometers to several hundred nanometers submerged in water at 40-100 cm, i.e. operating under a hydrostatic head of 40 100 mbar as a driving force of the membrane filtration in deadlock mode. The bacterial community of the source water induces the formation of a biofilm layer on the membrane surface. At the same time, the presence of eukaryotes in the biofilm layer that are characterized by predatory behavior produces a kind of biological purification effect that provides for decreasing the filtration resistance of the biofilm due to the formation of voids and development of its heterogeneity. As a result of the dynamic development of such a system, its sustainability and relative continuity of the permeate flow at the level of 2 10 l/(m2h) are achieved. Sustainable water flow in the gravity membrane filtration mode is maintained for many months without cleaning the membrane. The system ensures the removal of organic substances and pathogenic microorganisms from water. Different-scale testing of the gravity membrane filtration system has been carried out: for decentralized river water treatment, for stormwater and gray wastewater treatment in local treatment systems to produce water suitable for non-potable consumption, in wastewater treatment for safe discharge, and for seawater pretreatment before desalination. Currently, examples of the practical application of this filtration system are known.