CC BY
38
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННЫХ МЕМБРАННЫХ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Джунусова Ляззат Рысхановна
доцент НАО АУЭиС, Республика Казахстан, г. Алматы
Е-mail: l_dzhunusova@mail. ru
USE OF MEMBRANE WATER TREATMENT PLANTS SYSTEMS
Lyazzat Junussova
associate Professor of AUPET, Republic of Kazakhstan, Almaty АННОТАЦИЯ
Тематика, связана с научно-теоретическим обоснованием, разработкой усовершенствованных технологий и комбинированной очистки природных вод, в условиях повышенных антропогенных нагрузок на природные источники воды, являющаяся приоритетной среди фундаментальных и поисковых работ в области водоподготовки.
ABSTRACT
Subjects related to scientific and theoretical studies, development of improved technologies and combined treatment of natural waters at high anthropogenic pressure on natural water sources is a priority among the fundamental and exploratory work in the field of water treatment. Background. Methods. Result. Conclusion.
Ключевые слова: мембраны; опреснение; водоснабжение,
Keywords: Membrane; desalination; water supply,
В настоящее время для очистки природных вод и последующего использования в питьевых, технических и получения особо чистой воды публиковано большое количество работ, посвященных проблемам адаптации и контроля функционирования водоподготовительных систем управления, разработаны общетеоретические концепции, возрастает число решенных практических вопросов. Существуют и разрабатываются различные пути
^ created by free version of
ё DociFreezer
эксплуатаций и типов фильтров, работающих в условиях различной степени качества исходной воды и уже не вызывает сомнений в своей конкурентоспособности и эффективности [2].
Однако постоянное усложнение и расширение круга объектов научных исследований требует разработки новых эффективных методов и приемов, т. к. существующие схемы использующиеся на многих котельных и ПП для очистки воды с применением химических реагентов и последующим обеззараживанием хлора, имеет ряд недостатков такие как: низкая эффективность очистки воды по сравнению с мембранной технологией, высокие капитальные затраты при строительстве новых и реконструкции старых ВПУ, высокая себестоимость воды вследствии значительного увеличения применяемых реагентов (флокулянты, коагулянты, кислота, щелочь), энергозатраты и количество потребляемой воды при регенерации фильтров, невозможность полной автоматизации и контроля эффективности процесса фильтрации, большие габариты и компоновка оборудования химического цеха [3].
В связи с вышеперечисленными проблемами с обессоленной водой, необходимо использовать новые технологические приемы и установки, так как старые установки очистки морально устарели и практически не очищают воду от специфических и антропогенных загрязнений на территории Приаральского региона. В отечественной практике в настоящее время создалась парадоксальная ситуация, что для широкого внедрения ультрафильтрационных и электродиализных мембранных установок, требуется опыт их эксплуатации. В то же время для получения опыта требуется их внедрение на нескольких типах природных вод [1].
Исходя из этого, полностью осознавая отсутствие достаточной полноты информации, решение поставленных задач требует проведения специальных исследований и разработок, направленных на дальнейшее повышение эффективности водоподготовительных систем, на основе современных
created by free version of
DociFreezer
мембранных технологий, при использовании различных природных вод. В этой связи предпринята цель и задача исследование и разработка улучшения качества воды на комбинированной водоподготовительной установке в условиях Приаралья», которая позволит применение технологически более тонких процессов очистки в установках нового поколения и является актуальным в решении вопросов для конкретных ситуаций Приаральского региона.
Опытно-экспериментальная комбинированная водоподготовительная установка — 1 м3/ч смонтирована на базе НАО «АУЭиС» на кафедре «Промышленная теплоэнергетика», лаборатории «Водоподготоительные установки и ВХР».
Технологическая схема предлагаемой экспериментальной установки представлена на рисунке 1 и состоит из следующих блоков:
1. Блок-Предварительная очистка состоит из ультрафильтрационного модуля;
2. Блок-Многокамерный электродиализатор состоит из ассиметричной автоматической электродиализной системы;
3. Блок-Ультрафиолетовое обеззараживание воды используется УФ-излучение в бактерицидной области спектра.
Рисунок 1. Принципиальная аппаратурно-технологическая схема комбинированной очистки воды: 1 — скважинный насос, 2 — насос перед УФМ, 3 — кран подачи воды на УФМ, 4 — бак с фильтратом после УФМ, 5 — насос для обратной промывки, 6 — кран для обратной промывки, 7 — кран на выходе из УФМ, 8 — канализация, 9 — кран на выходе из бака с фильтратом,
created by free version of
DociFreezer
10 — подача воды на элуктродиализную установку (ЭДИС), 11 — сброс концентрата, 12 — кран для забора пробы воды, 13 — кран подачи воды из
УФМ на ЭДИС, 14— подача воды на ЭДИС, 15 — очищенная вода после ЭДИС, 16 — подача воды на установку ультрафиолетового обеззараживания воды (УУФОВ), 17 — очищенная вода после УУФОВ, 18 — кран выхода воды
после УУФОВ
Результаты исследования
Технологические характеристики мембранных модулей
водоподготовительной установки: степень обессоливания и удельные затраты электроэнергии на удаление г-экв/кг соли, изменяются в зависимости от рабочей плотности тока, минерализации, ионного состава, температуры исходной воды и от скорости воды в камерах обессоливания установки.
На 1 кг удаляемой соли (кВТ*ч/м3) используют параметр потребляемой мощности, т. к. мощность является параметром и определяет эффективность процесса. Ток, проходящий через электродиализ является неполной характеристикой, поскольку любой аппарат состоит из мембран, имеющих площадь, в связи с чем более информативен в этом случае параметр как плотность тока. Энергетический потенциал процесса характеризует напряжение, но для сравнительного анализа характеристик лучше использовать параметр- напряжение электрического поля на 1 ячейку U/n, где n — количество ячеек в аппарате. Производительность по опресненной воде, характеристика, необходимая для сравнительных оценок, соотнесения ко времени V/t, что позволяет оценить эффективность опреснения. Линейное перемещение единицы объема жидкости в электродиализаторе за единицу времени L/t также важно.
Наблюдения и анализ работы процесса эксплуатации комбинированной водоподготовительной установки, позволили сформулировать следующие принципы такие как:
^ created by free version of
S DociFreezer
• процент снижения солесодержания в опресненной воде, который зависит от селективности мембранных аппаратов и от концентрации ионов в исходном растворе;
• использование оптимальной плотности тока;
• удаление загрязнений с единицы площади мембран являющаяся основной характеристикой ВПУ.
Результаты исследований приведены на рисунке 2
Рисунок 2. Изменение степени обессоливания воды по отдельным ионным составляющим солей при изменении питающего напряжения комбинированной водоподготовительной установки для воды с минерализацией 2500 мг/л и жесткостью до 3 мг/экв-л
Главное преимущество данной схемы — низкий удельный расход электроэнергии и относительно меньшие удельные, капитальные затраты. простая, удобная и экономичная установка, не требующая использования реагентов и последующей технологии доочистки для получения высококачественной питьевой воды, позволяющая сохранить естественный солевой состав природной воды после УФУ, а также предупреждение образования коррозионных процессов трубопроводов водоснабжения.
■jrB
о
U О, 6 tJrH
lr2 1,4 lrO l,fi 2 2,2 2,4 2,ä Д.дЛД
Выводы
created by free version of
DociFreezer
Комбинированная Водоподготовительная установка из -за компактности, низкого энергопотребления, небольших габаритов может быть изготовлена локально, автономно или в контейнерном исполнении, а также использоваться в зонах промышленных предприятий где нет доступа к чистой питьевой, технической и особо чистой воде. Для определения контроля качества воды после отдельных стадий обработки предусмотрены пробоотборные устройства.
Список литературы:
1. Будаговский А.И. Некоторые водно-экологические аспекты проблемы Арала и Приаралья // Водные ресурсы. — 1992, — № 2 — С. 22—38.
2. Смагин В.Н., Щекотов П.Д., Дробот Г.К., Зачинский Г.А. Технико-экономическое обоснование комбинированной схемы подготовки воды для парогенераторов // Теплоэнергетика. — 1975, — № 5, — с. 17—20.
3. Schexnallder S.J. Choosing membrane-based water treatment for advanced boiler makeup in the power industry // Prezented at Power Gem Amerikas'93, Dallas, Texas, November 17—19, 1993.
^ created by free version of
ё DociFreezer
