Пути совершенствования технологий очистки воды

        В современных условиях надежная и эффективная работа установок энергетической и химической промышленности может быть обеспечена только при использовании глубоко обессоленной воды. Надежная работа теплофикационных систем также обеспечивается за счет предварительной очистки воды от соединений жесткости.
       В схемах очистки воды от солей и соединений жесткости используются в основном ионообменные технологии. Работа последних связана со значительным потреблением химических реагентов и, соответственно, сбросом засоленных стоков. 
       Исчерпание водных ресурсов вызывает необходимость применения для целей водоподготовки воды повышенной минерализации. В этих условиях баромембранные технологии являются практически безальтернативными методами очистки воды, как при обессоливании воды, так и при ее умягчении. В последнем случае могут использоваться наномембранные методы очистки воды.
       Целью этой работы было определение влияния конфигурации подключения обратноосмотических элементов на технологические показатели процесса обессоливания воды в мембранных аппаратах. 
       Мембранные элементы в обратноосмотической установке могут быть собраны по разным схемам, конфигурациям. Например, при обессоливании солоноватых вод с солесодержанием до 2 г/л мембраны могут быть соединены в несколько корпусов, соединенных параллельно (для увеличения производительности оборудования) и последовательно (для увеличения выхода обессоленной воды – пермиата). 
       Пользуясь программами анализа систем обратного осмоса, выполнено расчеты эффективности работы установок с разными конфигурациями подключения мембранных аппаратов при обессоливании шахтной воды.
       Расчеты технологических параметров  работы обратноосмотических установок показали, что при одинаковом давлении поступающей воды и одинаковом количестве корпусов изменение конфигурации подключения позволяет в значительной мере увеличить расход обессоленной воды – пермиата.
       При этом при переходе от трехступенчатой схемы обессоливания воды (по ходу концентрата) к одноступенчатой снижается выход пермиата с 76 до 60 % и его солесодержание, а общий расход пермиата увеличивается в 1,3 раза. При этом затраты электроэнергии уменьшаются с 0,55 до 0,43 кВт?ч/м3. При двухступенчатой схеме включения мембранных аппаратов наблюдается наиболее полное и равномерное распределение нагрузки на отдельные элементы.
       При неизменном расходе поступающей воды и выходе пермиата переход с трехступенчатой схемы подключения корпусов на одноступенчатую позволяет уменьшить давление поступающей воды приблизительно с 13 до 10 бар и затраты электроэнергии с 0,55 до 0,43 кВт?ч/м3.
       Для уменьшения объема концентрата и соответствующего уменьшения нагрузки на наиболее дорогие процессы с фазовым переходом выполнены расчеты процесса концентрирования солей в мембранных аппаратах с рециркуляцией потока концентрата. Подключение мембранного концентратора позволяет сократить расход продувочной воды с 25 до 6,25 % на каждые 100 т обессоленной воды. При этом общий выход пермиата увеличивается до 93,75 %. Параметры процесса концентрирования рассола получены при обессоливании шахтной воды.
       Большой интерес представляет определение возможности применения нанофильтрационных установок для умягчения воды, так как нанофильтрационные мембраны селективно задерживают двухвалентные катионы и анионы (Ca2+, Mg2+, SO42-). Мембранные элементы на основе нанофильтрационных мембран снижают солесодержание пермиата также за счет частично задержки одновалентных ионов. Это свидетельствует о том, что воды повышенной минерализации, например, шахтные воды могут быть использованы в качестве источника водоснабжения при получении подпиточной воды для тепловых сетей. 
 
Пути совершенствования технологий очистки воды / Высоцкий С.П., Фаткулина А.В., Коновальчик М.В. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 197.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р.
Вінницький національний технічний університет
Секція 5 “Інженерні шляхи вирішення екологічних проблем України. Альтернативні (відновлювальні) джерела енергії ”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet