Ахтямов Р.Ф.
ПУТИ МОДЕРНИЗАЦИИ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ ОБРАТНООСМОТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК *
Аннотация:
в данной статье рассматриваются особенности модернизации водоподготовительных установок на основе обратноосмотических установки, основные плюсы и минусы, способы и оптимизаций условий работы
Ключевые слова:
водоподготовительная установка, обратный осмос, обратноосмотическая мембрана
УДК 628.19
Ахтямов Р.Ф.
студент
Казанский государственный энергетический университет
(Россия, г. Казань)
ПУТИ МОДЕРНИЗАЦИИ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ
УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ
ОБРАТНООСМОТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Аннотация: в данной статье рассматриваются особенности модернизации водоподготовительных установок на основе обратноосмотических установки, основные плюсы и минусы, способы и оптимизаций условий работы.
Ключевые слова: водоподготовительная установка, обратный осмос, обратноосмотическая мембрана.
Перед нами стоит задача не только сохранения положительных аспектов технологии обратного осмоса, но и максимальной оптимизации процесса. Совершенствование рассматриваемого метода обессоливания требует предварительного анализа возможных путей развития [1]. Следует обозначить основные перспективные способы совершенствования, модернизации и роста привлекательности обратноосмотических установок:
снижение энергопотребления; повышение качества очистки на установке путем повышения селективности мембран;
повышение устойчивости мембран к отравлению и загрязнению,
снижение влияния концентрационной поляризации (отказ от использования ингибиторов);
снижение требований к воде, поступающей на мембрану (сокращение количества ступеней оборудования предподготовки);
повышение допустимого КПД (удельного съема с поверхности
мембраны);
организация переменных режимов работы установки без
ухудшения характеристик во времени;
организация работы установки в широком диапазоне нагрузок;
снижение стоимости оборудования при появлении на отечественном рынке качественных производителей комплектующих.
Отсюда следует вывод, что к созданию и выбору оптимальной технологической схемы водоподготовительная установка необходим индивидуальный подход для каждого единичного случая (не бывает одинаковых решений). Одной из основных проблем, возникающих при эксплуатации установка обратного осмоса, остается обеспечение их длительной работы с минимальным снижением производительности, которое является результатом концентрирования и выпадения на поверхности мембраны
Примесей и отложений [2]. А определение эффективных режимов работы установок обратного осмоса для разных. случаев должен проводиться на основе оптимизационных исследований [3-5]. Сопоставление качества фильтрата обратноосмотической установки с аналогичными показателями традиционных ионообменных обессоливающих установок показывает, что фильтрат установка обратного осмоса превосходит фильтрат после первой ступени ионообменных фильтров, но уступает фильтрату второй ступени. Отметим, что метод обратного осмоса может применяться так же для подготовки воды для первичного заполнения циркуляционных контуров АЭС, а также для восполнения потерь пара и турбинного конденсата [6].
В открытых источниках [7] разработана методика, позволяющая определять и прогнозировать скорости образования кристаллических осадков в мембранных аппаратах и изменение их производительности со временем в зависимости от качества исходной воды и режимов работы мембранной установки. В многочисленных работах выделяться необходимость сокращения расхода воды на собственные нужды [8-9]. Один из таких методов заключается в использовании перед установка обратного осмоса нанофильтрации. В результате, съем с обратноосмотического мембранного элемента позволяет достигать 80-90%, что существенным образом позволяет экономить воду. Авторы разработки подчеркивают, что на установке обратного осмоса рекомендуется применять мембранный элемент с открытым каналом, поскольку это позволит снизить риск образования застойных зон, и, следовательно, снизить скорость образования осадков, повысить выход фильтрата [10].
Изучение данной проблемы позволило разработать технологию утилизации концентрата, суть которой заключается в осаждении избыточных солей жесткости, содержащихся в концентрате, на «затравке», и дальнейшем смешении с фильтратом. При этом, получается вода, имеющая меньшее солесодержание и жесткость на величину, эквивалентную количеству выпавшего осадка на «затравке» карбоната кальция [11].
Стоит отметить важность совершенствования селективных свойств мембран и определения оптимальных условий при разделении воды на ней. Работа, проведенная В.И. Федоренко, показала, что селективные свойства полиамидных мембран определяются поверхностным зарядом, величина и полярность которого зависят от pH [12]. В изоэлектрической точке мембрана не обладает поверхностным зарядом, т.е. изоэлектронейтральна. При pH ,близком к 7, полиамидные мембраны заряжены отрицательно. Чем выше pH водного раствора и плотность карбоксильных групп в поверхностном слое мембраны, тем выше ее селективность по слабодиссоциирующим органическим соединениям, соединениям кремния и бора.
Исследователями были предложены в проведении процесса химической очистки мембран установка обратного осмоса, выведены основные параметры, определяющие загрязнение мембраны [13]. Исследована методика поиска и приведен опыт замены мембран. Определены характерные показатели, по которым происходил выбор. Предложены способы оптимизации замены и увеличения ресурса мембран [14].
Использование интегрированных мембранных технологий в комплексе с ионным обменом (прежде всего, основанном на методах противоточной регенерации) для целей водоподготовки в энергетике позволяет добиться снижения себестоимости получения обессоленной воды при одновременном сокращении водопотребления и количества солей, поступающих в окружающую среду со сточными водами.
Описаны случаи проектирования и внедрения дополнительной стадии обработки концентрата осмоса первой ступени на «дожимной» или «концентратной» установка обратного осмоса, благодаря которому показатель потребления воды на собственные нужды снижался до 5% [15].
Наиболее целесообразно применение комбинированных схем водоподготовительной установки, представляющих ряд различных способов обработки воды, объединенных в общую технологическую схему, отдельные элементы которой подключают для частичной или полной обработки исходной воды в соответствии с тепловым графиком [16].
Комбинация методов позволяет достигнуть оптимальных показателей качества, надежности, эффективности и экономичности эксплуатации [17-18]. Несомненно, в совокупности, достоинства каждого метода при их сочетании позволяют существенным образом снизить или сгладить недостатки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Лесков, Е.Е. Оптимизация систем мембранного разделения / Е.Е. Лесков, А.М. Цирлин // Теоретические Основы Химической Технологии. –2007. – №5.– С. 491-498.
Первов, А.Г. Разработка мембранных аппратов с "открытым каналом" с целью ликвидации осадкообразования и сокращения расходов на предочистку при использовании мембранных технологий в водоподготовке /А.Г. Первов // Энергосбережение и водоподготовка. – 2009. – №6. – С. 5-9.
Мембранные методы очистки поверхностных сточных вод / А.П. Андрианов, Д.В. Спицов, А.Г. Первов, Е.Б. Юрчевский // Водоснабжение и санитарная техника. – 2009 г. – №6. – С. 29-37.
Victor Dvornikovm, Strategies to Improve Desalination PlantReliability // Industrial Water Treatment. – 2013. – № 6. – P. 14-17.
Ситняковский, Ю.А. Обратный осмос для обессоливания
добавочной воды в схеме питания паровых котлов / Ю.А. Ситняковский, А.С. Григорьев, В.В. Ноев // Энергосбережение и водоподготовка. – 1998. – №6. – С. 54-62.
Перспективное оборудование для водоподготовительных установок электростанций с ядерными энергетическими реакторами / Е.Б. Юрчевский, А.Г. Первов, А.П. Андрианов [и др.]. // Вопросы атомной науки и техники. – 2009. – №25. – С. 113-125.
Боронина, Л.В. Обоснование необходимости внедрения мембранных технологий для водоподготовки на теплоэнерегетических предприятиях г. Астрахани / Л.В. Боронина, А.Э. Усынина, А.П. Андрианов // Вестник МГСУ. – 2012. – №11. – С. 198-203.
Использование современных интегрированных мембранных технологий для улучшения качества питательной воды на предприятиях энергетики. Часть 1 / С.Л. Громов, М.П. Ковалев, А.Р. Сидоров [и др.]. // Водоочистка. – 2007. – №8. – С. 13-16.
Использование современных интегрированных мембранных технологий для улучшения качества питательной воды на предприятиях энергетики. Часть 2 / С.Л. Громов, М.П. Ковалев, А.Р. Сидоров [и др.]. // Водоочистка, водоподготовка, водоснабжение. – 2008. – №2. – С. 20-29.
Первов, А.Г. Повышение экологичности мембранных установок: разработка технологии водоподготовки с уменьшенным сбросом концентрата / А.Г. Первов, А.П. Андрианов, Т.П. Горбунова // Научный потенциал регионов на службу модернизации. – 2013. – №3 (6). – С. 48-53.
Первов А.Г., Андрианов А.П., Юрчевский Е.Б. Современныетехнологии водоподготовкии защиты оборудования от коррозии накипеобразования //Совершенствование мембранных систем водоподготовки - исключение реагентов и стоков. – Москва, 2011. – С. 34-44.
Федоренко, В.И. Производство ультрачистой воды с применением двухступенчатого обратного осмоса / В.И. Федоренко, И.Е. Кирякин, С.С. Бурковский // Мембраны. – 2004. – №4 (24). – С. 5-17.
Stephen P. Chesters, Matthew W. ArmstrongRO – Innovations in Membrane Cleaning // Industrial Water Treatment. – 2015. – № 4. – P. 25-30.
Knoell Tom,Membranes: RO Element Replacement Strategy for a Large-Scale // Industrial Water Treatment. – 2014. – № 5. – P. 23-29.
Громов, С.Л. Современные технологии водоподготовкии защиты оборудования от коррозии и накипеобразования / С.Л. Громов, А.А.
Пантелеев // Опыт НПК "Медиана-Фильтр" по применению ИМТ и их комбинаций с ионным обменом для водоподготовки. – Москва, 2011. – С.44-55.
Использование метода обратного осмоса для водоподготовки в теплоэнергетике / А.Н. Самодуров, С.Е. Лысенко, С.Л. Громов [и др.]. // Теплоэнергетика. – 2006. – №6. – С. 26-30.
Малосточная и экологически чистая технология получения воды для подпитки теплосетей / С.Л. Громов, А.А. Пантелеев, Е.Б. Федосеева [и др.]. // Энергетик. – 2005. – №3. – С. 30-32.
Юрчевский, Е.Б. Современное отечественное водоподготовительное оборудование для обессоливания и умягчения воды на ТЭС / Е.Б. Юрчевский // Теплоэнергетика. – 2002. – №3. – С. 62-67
Ahktyamov R.F.
Student
Kazan State Power Engineering Institute
(Russia, Kazan)
WAYS TO MODERNIZE A WATER TREATMENT
PLANT BASED ON REVERSE OSMOSIS PLANTS
Abstract: this article discusses the features of the modernization of water treatment plants based on reverse osmosis plants, the main pros and cons, methods and optimization of working conditions.
Keywords: water treatment plant, reverse osmosis, reverse osmosis membrane.
Номер журнала Вестник науки №6 (51) том 2
Ссылка для цитирования:
Ахтямов Р.Ф. ПУТИ МОДЕРНИЗАЦИИ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК НА ОСНОВЕ ОБРАТНООСМОТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК // Вестник науки №6 (51) том 2. С. 217 - 222. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/5851 (дата обращения: 20.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+