ВЛИЯНИЕ ВЫБОРА АНТИСКАЛАНТА НА ВЕЛИЧИНУ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАТРАТ ДЛЯ УСТАНОВОК ОБРАТНОГО ОСМОСА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

УДК 628.16:657.47 DOI: 10.22227/1997-0935.2020.8.1163-1174

Влияние выбора антискаланта на величину эксплуатационных затрат для установок обратного осмоса

В.А. Головесов1, А.Г. Первов1, Г.Д. Сухов2, Г.Я. Рудакова2

1Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия; 2АО «Научный центр "Малотоннажная химия"»; г. Москва, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. Выбор эффективного антискаланта — задача, с которой сталкиваются все промышленные предприятия, поскольку от него зависит величина эксплуатационных затрат. Поэтому предприятия перед закупкой антискаланта требуют проведения опытно-промышленных или, как минимум, лабораторных исследований. Процесс выбора сервисных реагентов промышленными предприятиями для обслуживания установок обратного осмоса сопровождается оценкой всех значимых факторов — от эффективности ингибирования до цены продукции. Однако анализ научной и технической литературы показывает, что при оценке антискалантов учитывается только эффективность ингибирования без учета влияния осадка на величину рабочего давления, качество пермеата и снижение производительности. Проведение испытаний должно соответствовать реальным условиям эксплуатации или быть максимально близким к ним. Следовательно, для определения эффективных дозировок необходимо проведение лабораторных исследований на «реальной» воде и с учетом реальной степени извлечения. Представлены результаты сравнения ингибирующей способности двух антискалантов, проведенные на «реальной» воде промышленного предприятия. Проведена оценка влияния выбора антискаланта на величину эксплуатационных затрат. По результатам исследования получены зависимости содержания Са2+ и адсорбции антискаланта от его дозы. В процессе экспериментов были определены эффективные дозировки антискалантов.

Материалы и методы. Использовались следующие антискаланты: «АминаттмК» (ООО «НПФ "Траверс"», Россия), < до Jurbysoft М422 (Jurbywatertech, Литва). Исследования проводились с использованием промышленно выпускаемых 2 ® рулонных фильтрующих элементов (модель RE 1812-80 CSM, R-80G) (CSM, Корея).

Результаты. Получены экспериментально определенные зависимости содержания Са2+ от величины выхода филь- ^ ^ трата установки обратного осмоса при различных дозах антискаланта, составлявших 2, 4 и 6 мг/л. Показано, что при ^ * обработке воды антискалантом последний адсорбируется на поверхности кристаллов, и чем больше доза антиска- ф 5 ланта, тем в большем количестве он адсорбируется. Й С

Выводы. Показано, что при одинаковых дозировках антискалант «АминатТмК» эффективнее предотвращает вы- * Ч падение осадка карбоната кальция при эксплуатации мембранных установок. м I

о « о со

КлючЕВыЕ слОВА: обратный осмос, карбонат кальция, эксплуатационные затраты обратного осмоса, анти- 1 с

скаланты, рост кристаллов, адсорбция антискаланта 2 9

° 7

Благодарности: Авторы выражают благодарность Российскому фонду фундаментальных исследований. Исследо- 0 0 вание выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-38-90078. 1 3

о сс

ДлЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Головесов В.А., Первое А.Г., Сухов Г.Д., Рудакова Г.Я. Влияние выбора антискаланта на ве- 2 г личину эксплуатационных затрат для установок обратного осмоса // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 8. С. 1163-1174. о 5' DOI: 10.22227/1997-0935.2020.8.1163-1174 5 I

Impact of chosen antiscalant on the operating costs value for reverse

osmosis systems > g

о о

С О

Vladimir A. Golovesov1, Alexey G. Pervov1, Genadiy D. Suhov2, Galina Ya. Rudakova2 £ =

'Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); ® )

Moscow, Russian Federation; < ^

2JSC "Fine Chemicals R&D Centre"; Moscow, Russian Federation ¡r O

e1

ABSTRACT

<D

№ DO

' B"

Introduction. The choice of an effective antiscalant is an issue that all industrial enterprises have to face, as the operating

costs value depends on it. Therefore, enterprises require experimental-industrial or at least laboratory tests before ordering s 3

a particular antiscalant. The process of selecting reagents for the maintenance of reverse osmosis systems by industrial r C

enterprises is accompanied by the evaluation of all significant factors, from the inhibition efficiency to the product price. ® *

However, the analysis of scientific and technical literature shows that only the inhibition efficiency is taken into account when ® ®

evaluating antiscalants, while the effect of sediment on the operating pressure, permeate quality and performance reduction N 2

are ignored. The tests should be carried out under actual operating conditions or be as close to them as possible. Therefore, 2 2

in order to determine effective dosages, it is necessary to conduct laboratory tests on "actual" water while taking into account O O

© В.А. Головесов, А.Г. Первов, Г.Д. Сухов, Г.Я. Рудакова, 2020

Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

the actual recovery rate. This article presents the results of comparison of inhibitory property of two antiscalants, carried out on "actual" water from an industrial enterprise. An estimation of the effect of antiscalant choice on the operating costs value was carried out. The dependences of Ca2+ content and antiscalant adsorption on its dose are obtained. Over the course of experiments, effective dosages of antiscalants were determined.

Materials and methods. The following antiscalants were used as part of this research: "AminatTMK" (NPF "Travers", LLC, Russia), Jurbysoft M422 (Jurbywatertech, Lithuania). The research was conducted using industrial roll filters (model RE 1812-80 CSM, R-80G) (CSM, Korea).

Results. Experimentally determined dependences of Ca2+ content on the filtrate output value of reverse osmosis systems at different antiscalant doses of 2, 4 and 6 mg/l were obtained. It was shown that during water treatment with antiscalant the latter is adsorbed on the crystal surface, and the higher the antiscalant dose, the more of it is adsorbed. Conclusions. It was shown that at the same dosage the antiscalant "AminatTMK" is more effective at preventing sedimentation of calcium carbonate during the operation of membrane units.

KEYwoRDS: reverse osmosis, calcium carbonate, reverse osmosis operating costs, antiscalants, crystal growth, antis-calant adsorption

Acknowledgments. The authors would like to express gratitude to the Russian Foundation for Basic Research. The research was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research as part of the scientific project No. 19-38-90078.

FoR CITATIoN: Golovesov V.A., Pervov A.G., Suhov G.D., Rudakova G.Ya. Impact of chosen antiscalant on the operating costs value for reverse osmosis systems. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(8):1163-1174. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.8.1163-1174 (rus.).

О О

N N

о о

tv N

00 CO

К <D U 3

> (Л

с и to in

¡1

<D <u

о ё

---' "t^

о

О у

8 «

z ■ i

w *

со E

E О

CL° ^ с

ю о

s «

о E

CO ^

t- ^

CO CO

■s

il

О tn

введение

В настоящее время опреснение воды методом обратного осмоса получило широкое распространение как эффективный метод обессоливания/опрес-нения воды в различных областях промышленности [1]. Сейчас обессоливание воды методом обратного осмоса широко используется как на отечественных, так и на зарубежных предприятиях. Наиболее популярен метод обратного осмоса при опреснении солоноватых вод из-за его способности задерживать 97...99 % всех растворенных в воде солей [2, 3]. Однако подготовка воды методом обратного осмоса считается экономически целесообразной тогда, когда степень извлечения пермеата находится на уровне не ниже 70 % [1, 2]. При такой степени извлечения количество малорастворимых солей Са2+ и Mg2+, всегда присутствующих в питательной воде, увеличивается в 4 раза и, соответственно, увеличивается вероятность их осаждения на мембранах, что в конечном итоге влияет на экономическую эффективность подобных процессов [4-6]. Осадки малорастворимых солей, такие как СаС03 и CaSO4, всегда образовываются в процессе эксплуатации об-ратноосмотических установок. Поэтому даже при умеренном уровне извлечения пермеата существует высокая вероятность неорганического загрязнения [5]. Осадки малорастворимых солей накапливаются на мембране и связанных с ней компонентах, постепенно приводя к снижению потока пермеата и увеличению перепада давления на элементе [7, 8].

Наиболее распространенным методом контроля и минимизации влияния осадка малорастворимых солей является дозирование добавляемых в воду ингибиторов, или так называемых антиска-лантов [9-11]. Антискаланты дозируются перед введением в установки обратного осмоса с расходом от 4 до 7 г/м3. Чаще всего антискаланты по-

ставляются в виде водных растворов, содержащих от 15 до 35 % активного вещества, и их стоимость может варьироваться от 200 до 400 руб./кг товарного реагента, что в сумме составляет сотни тысяч рублей за партию.

В России поставки ингибирующих веществ осуществляются как отечественными, так и зарубежными организациями. Поставляемые антискаланты отличаются не только стоимостью, но и основным действующим веществом, необходимой дозировкой и способностью к ингибированию [8, 12].

Для определения частоты химических промывок установок обратного осмоса эксплуатационному или обслуживающему персоналу необходимы данные о скорости роста отложений малорастворимых солей Са2+ и Mg2+, которые должны предоставляться компаниями -- поставщиками антискалантов. Однако поставщики антискалантов не предоставляют необходимых сведений о скорости роста отложений, зависящих от условий эксплуатации установок обратного осмоса [13-15].

Компания — поставщик антискалантов, предоставляя данные о необходимой дозировке, в основном отталкивается от данных об общей жесткости исходной воды. Однако необходимое количество антискаланта зависит не только от количества малорастворимых солей Са2+ и Mg2+, но и от температуры, рН, общего состава воды и гидравлических условий системы обратного осмоса [1, 16, 17]. Также авторами данной статьи в ряде предыдущих работ было показано, что в определенном диапазоне содержаний солей жесткости эффективная дозировка антискаланта не влияет на эффективность ингиби-рования.

Чаще всего эти дозировки берутся с запасом, что влечет за собой перерасход антискаланта и, как следствие, ненужное увеличение эксплуатационных затрат. Поэтому предприятия, закупающие

антискалант, прежде чем его приобрести, требуют проведения опытно-промышленных или, как минимум, лабораторных испытаний по оценке эффективности работы антискаланта.

Однако, как показал анализ научной и технической литературы, испытания по определению эффективности антискалантов сводятся к оценке их ингибирующей способности по отношению к малорастворимым соединениям, таким как CaCO3 и CaSO4. Кристаллы осажденных солей накапливаются на мембране и в мембранных каналах, что приводит к снижению потока пермеата и увеличению перепада давления на элементе [18]. Кроме того, удаление загрязнений требует химической очистки мембранных элементов [19].

Все эти факторы приводят к уменьшению количества очищенной воды — пермеата, а также снижению его качества [20, 21].

Следовательно, в результате выпадения в осадок малорастворимых солей происходит увеличение эксплуатационных затрат на обратноосмотиче-скую установку из-за более высокого потребления энергии [22, 23], простоев системы [4, 24] и затрат на очистку мембраны [2].

Таким образом, целью данной работы было проведение лабораторных исследований по определению эффективных дозировок различных антиска-лантов для АО «Щекиноазот» и влияние выбранного антискаланта на величину эксплуатационных затрат. В работе использовался серийно выпускаемый отечественной компанией ООО «НПФ "Траверс"» антискалант «АминатТМК», а также антискалант зарубежного производства марки Jurbysoft М422.

«АминатТМК» представляет собой водный раствор нитрилотриметиленфосфоновой и иминодимети-ленфосфоновой кислот [15, 18], Jurbysoft М422 — это водный раствор оксиэтилидендифосфоновой инитрилотриметиленфосфоновой кислот.

Программа исследований включала в себя четыре этапа:

• 1-й этап — количественное определение содержания Са2+ в мембранном аппарате с необходимой степенью извлечения в присутствии антиска-лантов «АминатТМК» и Jurbysoft M422 в различных дозах: 2, 4 и 6 мг/л по массе товарного продукта;

• 2-й этап — определение количества адсорбированного антискаланта «АминатТМК» и Jurbysoft M422 в мембранном аппарате в процессе проведения экспериментов;

• 3-й этап — оценка качества пермеата и производительности обратноосмотической установки с наиболее эффективной дозой антискаланта;

• 4-й этап — определение влияния антискалан-та на величину эксплуатационных затрат.

материалы и методы

Для исследования образования кристаллических осадков солей с низкой растворимостью в воде в экспериментах авторы данной статьи использовали рулонный мембранный элемент (модель 1812-CSM, R-80G) производства CSM (Корея).

Лабораторные эксперименты выполнялись на стенде, представленном на рис. 1. Эксперименты по определению эффективности антискалантов проводились в режиме концентрирования, имитиру-

< п

IH

kK

G Г

S 2

со со

y ->■

J со о 7

Рис. 1. Схема лабораторной установки: 1 — бак исходной воды; 2 — насос; 3 — обратноосмотический модуль; 4 — бак пермеата; 5 — теплообменник; 6—манометры; 7 — расходомер исходной воды; 8 — расходомер пермеата; 9 — расходомер концентрата; 10 — вентиль байпаса; 11 — вентиль концентрата; 12 — регулирующие вентили; 13 — пробоотборник Fig. 1. Laboratory unit schematic: 1 — source water tank; 2 — pump; 3 — reverse osmosis module; 4 — permeate tank; 5 — heat exchanger; 6 — pressure gages; 7 — source water flow meter; 8 — permeate flow meter; 9 — concentrate flow meter; 10 — bypass valve; 11 — concentrate bypass; 12 — control valves; 13 — sampling device

7

— I

n ° О 3 o s

=s (

о §

§ 2

n g 06 Г œ

an

0 )

ii

® 0

01 В

■ г

s □

s у с о <D * , СО

M 2 О О 10 10 О О

о о сч N о о

N N 00 00

К <D

U 3

> (Л

С И

to in

il

<D <u

О £

---' "t^

о

о <£

s c

8 «

™. I

w

со IE ---b^

E § cl°

^ с

ю о

s ц

о E

c5 °

СП ^

t- ^

ющем необходимую степень извлечения. Насосом 2 исходная вода из бака 1 подавалась в обратноос-мотический модуль 3, где разделялась на два потока: пермеат и концентрат. Концентрат возвращали в исходный бак 1. Необходимое давление устанавливалось регулирующим клапаном (вентилем концентрата) 12, также этим клапаном регулировали расход концентрата. Степень концентрирования оценивалась по изменению объема воды в баке 1. Отбор проб концентрата производился из линии концентрата, а отбор проб пермеата — из линии пермеата.

Оценку эффективности проводили по следующим параметрам: электропроводность, общая жесткость, содержание ионов кальция, общая щелочность, рН. Кондуктометр Nаlcometer использовали для измерения общего солесодержания; определение рН производили лабораторным рН-метром марки «МАРК 903». Общая жесткость, щелочность определялись титрованием по ГОСТ 31954-20121; содержание ионов кальция — титрованием по ЦВ 3.18.05-20 052. Содержание ионов магния определялось как разность между общей жесткостью и содержанием ионов кальция. Количество ингибитора определяли по содержанию ионов Р043-.

Все эксперименты проводились с водой, использующейся на предприятии АО «Щекиноазот». На предприятии АО «Щекиноазот» вода забирается из поверхностного источника — р. Упа, далее исходная речная вода после подогревания и фильтрации на механических фильтрах, загруженных гидроантрацитом, подается на блок самопромывных механических фильтров с рейтингом фильтрации 300 мкм. Перед механическими фильтрами в воду дозируются коагулянт и гипохлорит натрия для улучшения качества очистки на блоках ультрафильтрации. После контактной коагуляции вода поступает на блок ультрафильтрации (УФ) из шести установок «ЭНЕРГО УВ-100», в состав которых

1 ГОСТ 31954-2012. Вода питьевая. Методы определения жесткости.

2 Качество воды. Методика выполнения измерений элементного состава питьевых, природных, сточных вод и атмосферных осадков методом масс-спектрометрии с ионизацией в индуктивно связанной плазме : (ЦВ 3.18.05-2005. ФР. 1.31.2005.01714) : введена в действие 11.05.2005.

входят мембранные модули (32 шт. в каждой, марки dizzer5000plus). Каждая установка ультрафильтрации работает в периодическом режиме, чередуя стадии фильтрации с накоплением загрязнений на поверхности мембран и стадии обратной промывки ультрафильтратом и химически усиленной обратной промывки.

Вода, прошедшая через мембраны (ультрафильтрат), поступает в баки, откуда подается на пять установок обратного осмоса (УОО) (первая ступень обессоливания). В состав каждой УОО входит 108 мембранных элементов Lewabrane RO В370 НЕ Состав воды после установок ультрафильтрации представлен в табл. 1.

Для испытаний по определению эффективных дозировок антискалантов было отобрано 50 л воды после установок ультрафильтрации. Оценка эффективности антискалантов проводилась по количеству образовавшегося осадка на мембранном элементе. Расчет величины образовавшегося осадка производили по разности содержания ионов Са2+ в баке исходной воды и Са2+ в концентрате, в заданный момент времени [9]. Величина адсорбированного антискаланта определялась по разработанной ранее методике [6].

результаты исследования

Эффективность антискаланта оценивалась по стабильности концентрации осадкообразующих катионов в воде (прежде всего, кальция) во времени после концентрирования их на обратноосмотиче-ском элементе в 2-4 раза. Испытания проводились при первоначальной дозе антискаланта в ультрафильтрате 2, 4, 6 мг/л. Холостой опыт — без добавки антискаланта.

Данные, представленные на рис. 2, а, демонстрируют содержание Са2+ в зависимости от коэффициента концентрирования при использовании ингибитора отложений «АминатТМК». На рис. 2, Ь показана пересчитанная на содержание СаСО3 масса образовавшегося осадка в зависимости от коэффициента концентрирования, полученная также при использовании ингибитора отложений «АминатТМК». Коэффициент концентрирования определяется как отношение объема воды в баке 1 (см. рис. 1) в начале эксперимента к объему воды в заданный момент времени.

<л

(Л

ïl

О tn

Табл. 1. Состав воды после выхода из установок ультрафильтрации Table 1. Water composition at ultrafiltration unit output

Показатели Indicators Са, мг-экв/л Са, mg-eq/l Жесткость, мг-экв/л Hardness, mg-eq/l Щелочность, мг-экв/л Alkalinity, mg-eq/l рН РО4, мг/л РО4, mg/l Электропроводность, мкСм/см Conductivity, ^S/cm

Значения

6 8,4 3,4 8 0,8 800

Values

30

25

20

g 1

® s

s с

* «

О, СЗ

5Т О ч о О

15

10

2 3

Коэффициент концентрирования, К Concentration factor, K

X

«Аминат™К», 6 мг/л "Aminat™K", 6 mg/l

«Аминат™К», 4 мг/л "Aminat™K", 4 mg/l

«Аминат™К», 2 мг/л "Aminat™K", 2 mg/l

Холостой опыт Blank test

оЧЪ О '53

б *

§ 1 Kg

■о ТЗ о и a м

§ о"

О

400 350 300 250 200 150 100 50

о

/

/ ^ 1-1 i-X

Коэффициент концентрирования, К Concentration factor, K

b

X

«Аминат™К», 6 мг/л "Aminat™K", 6 mg/l

«Аминат™К», 4 мг/л "Aminat™K", 4 mg/l

«Аминат™К», 2 мг/л "Aminat™K", 2 mg/l

Холостой опыт Blank test

Величина выхода пермеата а, определяемая как отношение расхода пермеата к расходу исходной воды, связана со значением коэффициента концентрирования отношением: К = 1/(1 - а) [6, 8]. Как показали результаты экспериментов, представленных на рис. 2, эффективными дозами для предотвращения образования осадка карбоната кальция являются дозы 4 и 6 мг/л, при которых

< п

ITH

kK

G Г

S 2

о n

1 о

y 1

J со

u -

^ I n

о 3

o О

=! ( n

со со

0)

Рис. 2. Результаты экспериментов по определению эффективности антискаланта «АминатТМК»: а — зависимость содержания ионов Ca2+ от коэффициента концентрирования К; b — зависимость массы накопленного осадка карбоната кальция от коэффициента концентрирования К

Fig. 2. "Aminat™K" antiscalant efficiency experiment results: а — dependence of Ca2+ ions content on concentration factor K; b — dependence of accumulated calcium carbonate sediment weight on concentration factor K

выпадение осадка не наблюдалось. Менее эффективной оказалась доза 2 мг/л, однако даже при такой дозировке наблюдается меньшее по сравнению с холостым опытом образование осадка карбоната кальция.

Следующим этапом работы было исследование эффективности антискаланта Jurbysoft M422. Результаты исследований представлены на рис. 3.

м

СО

о

об a g

h о

a §

О )

ii

® 0

00 В ■

s у с о (D *

С С

M M

о о 10 10 о о

5

0

а

0

Как видно из рис. 3, при использовании анти-скаланта Jurbysoít состав воды остается стабильным до значений К = 2...2,5, эффективность инги-бирования немного увеличивается с увеличением концентрации антискаланта.

Следующим этапом изучения эффективности антискалантов является оценка их адсорбции на поверхности кристаллов карбоната кальция. На этой стадии определяется количество адсорби-

рованного антискаланта по разности его содержания в начале эксперимента и в заданный момент времени.

Определение количества адсорбированного антискаланта также позволяет определить его эффективность. На этом этапе работ представляет интерес наблюдение за содержанием антискаланта при различных дозировках в зависимости от коэффициента концентрирования.

о о

N N О О N N

00 00

К <D U 3

> (Л

с и m in

¡1

ф <u

о ё —■

о

о У

S с 8 «

™ . I

ОТ «

от Е

Е о

CL° ^ с

ю о

S ц

о Е с5 °

СП ^ т- ^

от

ОТ

S2 =3 iE 3s

О (0 №

25

20

О m

g 1 m Й

3 с

* S

a ^

U О g

и

15

10

400

X

Jurbysoft, 6 мг/л Jurbysoft, 6 mg/l

Jurbysoft, 4 мг/л Jurbysoft, 4 mg/l

Jurbysoft, 2 мг/л Jurbysoft, 2 mg/l

Холостой опыт Blank test

1,5 2 2,5 3 3,5

Коэффициент концентрирования, К Concentration factor, K

Jurbysoft, 6 мг/л Jurbysoft, 6 mg/l

Jurbysoft, 4 мг/л Jurbysoft, 4 mg/l

Jurbysoft, 2 мг/л Jurbysoft, 2 mg/l

ф Холостой опыт Blank test

1,5 2 2,5 3 3,5

Коэффициент концентрирования, К Concentration factor, K

b

Рис. 3. Результаты экспериментов по определению эффективности антискаланта Jurbysoft M422: а — зависимость содержания ионов Ca2+ от коэффициента концентрирования К; b — зависимость массы накопленного осадка карбоната кальция от коэффициента концентрирования К

Fig. 3. Jurbysoft M422 antiscalant efficiency experiment results: а — dependence of Ca2+ ions content on concentration factor K; b — dependence of accumulated calcium carbonate sediment weight on concentration factor K

5

0

а

Наиболее вероятный механизм действия анти-скалантов заключается в адсорбции последнего на активных центрах образующихся кристаллов. Поскольку работа обратноосмотической установки связана с постоянным концентрированием, то при прохождении этапа пересыщения будут образовываться новые кристаллические осадки, и содержание антискаланта должно постепенно снижаться.

Содержание антискаланта в воде определяли по содержанию иона Р043-. Так как содержание активного вещества в исследуемых антискалантах разное, исследования проводились при дозировках (2, 4 и 6 мг/л), взятых по массе товарного продукта. После добавления антискаланта дозировки последнего пересчитывались на содержание ионов Р043-. Результаты исследований данного этапа представлены на рис. 4.

Как показали результаты экспериментов, представленные на рис. 4 в виде кривых зависимостей концентрации антискаланта от коэффициента концентрирования К, количество антискаланта постоянно снижается, однако антискалант Jurbysoft М422 (рис. 4, Ь) адсорбировался интенсивнее антискаланта «АминатТМК» (рис. 4, а) в процессе концентрирования.

Как уже было сказано выше, дозирование ан-тискалантов является критическим фактором, который влияет на технико-экономические показатели опреснения. Именно поэтому данная работа была начата с серии экспериментов по определению эффективной дозы антискалантов. От эффективности ингибирования антискаланта зависит дальнейшее образование осадка на поверхности мембранных

14

" 0

S „

<D (d

» > О . й

3 с

й О a

8 о

о

12 10 8 6 4

12 3 4

Коэффициент концентрирования, К Concentration factor, K

«АминатТМК», 6 мг/л / "AminatTMK", 6 mg/l I «АминатТМК», 4 мг/л / "AminatTMK", 4 mg/l • «АминатТМК», 2 мг/л / "AminatTMK", 2 mg/l

элементов. Образование отложений влечет за собой целую череду последствий: более высокий риск образования отложений, ухудшение качества пермеата и снижение потока пермеата из-за повышенного осмотического давления [2]. Поэтому следующим этапом работы было определение производительности и селективности обратноосмотической установки с наиболее эффективными дозировками каждого из антискалантов (рис. 5).

Как видно из рис. 5, в процессе эксплуатации обратноосмотической установки мы наблюдаем снижение производительности и увеличение электропроводности. Причиной падения производительности и ухудшения качества пермеата служит образование отложений малорастворимых солей на поверхности мембраны. Небольшой слой отложений на поверхности мембраны увеличивает гидравлическое сопротивление, что влечет за собой необходимость повышения рабочего давления [22, 24].

Заключительным этапом исследований было определение частоты химических промывок мембранных элементов. Химическая очистка мембранных элементов [25, 26] является наиболее популярным методом восстановления, широко применяемым в отрасли благодаря простоте эксплуатации и эффективности восстановления производительности. Как правило, очистка требуется при одном или нескольких из следующих условий [27]:

• снижение потока пермеата достигло ~ 10.. .15 %;

• концентрация солей в пермеате повысилась на 10.15 %;

• увеличение перепада давления на мембранном элементе становится ~ 15.20 %.

" 0

» > О . й

3 с

й О a

8 о

о

16 14 12 10

12 3 4

Коэффициент концентрирования, К Concentration factor, K

A Jurbysoft, 6 мг/л / Jurbysoft, 6 mg/l ■ Jurbysoft, 4 мг/л / Jurbysoft, 4 mg/l ♦ Jurbysoft, 2 мг/л / Jurbysoft, 2 mg/l

b

Рис. 4. Результаты экспериментов по определению адсорбции антискаланта: а — зависимость количества адсорбированного антискаланта «Аминат™К» в растворе от коэффициента концентрирования К; b — зависимость количества адсорбированного антискаланта Jurbysoft М422 в растворе от коэффициента концентрирования К Fig. 4. Antiscalant adsorption experiment results: а — dependence of the amount of adsorbed "AminatTMK" antiscalant in solution on concentration factor K; b — dependence of the amount of adsorbed Jurbysoft M422 antiscalant in solution on concentration factor K

< П

iH

kK

G Г

0 CO § CO

1 О

У 1

J to

u -

^ I

n °

О 3

o о

=s (

О =?

о §

E w

§ 2

0) 0

00 66

r 6

cc §

0 )

¡¡i

01 В

■ т

s □

s у с о <D X , CO

2 2 О О 10 10 О О

8

6

4

2

2

0

0

а

10

s

я

§ <

о а С

0

1

0,2 0,4 0,6 0,8 Время, ч / Time, h

♦ «АминатТМК», 4 мг/л / "AminatTMK", 4 mg/l ■ Jurbysoft, 6 мг/л / Jurbysoft, 6 mg/l

u Й t/5 8 i

CO я

CO О

s я

О TS

а й с о

Й и ч m

120 100 80 60 40 20

0

0,2 0,4 0,6

Время, ч / Time, h

ф «АминатТМК», 4 мг/л / "Aminat™K", 4 mg/l ■ Jurbysoft, 6 мг/л / Jurbysoft, 6 mg/l

b

Рис. 5. Результаты экспериментов по определению производительности (а) и селективности (b) обратноосмотической установки при использовании различных антискалантов

Fig. 5. Performance (а) and selectivity (b) experiment results for reverse osmosis systems when using various antiscalants

8

6

4

2

0

а

о о

N N О О tv N

00 00

К <D

U 3

> 1Л

С И

U in

¡1

<u <u

О ё —■

о

о <£

Исходя из представленных сведений о необходимости промывки, авторами была предпринята попытка спрогнозировать количество промывок лабораторной установки. Во внимание были приняты все необходимые условия: количество накопившегося осадка, снижение потока пермеата, качество пермеата и перепад давления. Результаты представлены на рис. 6.

Рис. 6 демонстрирует, что при учете всех факторов, влияющих на промывку мембранных элементов, и выборе наиболее эффективного антиска-ланта, с точки зрения ингибирования, количество промывок можно снизить на 30 %. Предполагается, что расходы, связанные с промывкой и утилизаци-

ей моющих растворов, могут составлять 5.20 % от общего количества расходов на эксплуатацию и техническое обслуживание обратноосмотической установки [20, 28].

заключение и обсуждение

Результаты, показанные на рис. 2-4, касающиеся эффективности ингибирования в различных условиях, можно резюмировать следующим образом:

• антискалант «АминатТМК» в дозах 4 и 6 мг/л продемонстрировал 98.99%-ную эффективность как ингибитор отложений карбоната кальция. Антискалант Jurbysoft М422 при тех же дозах показал

8 «

z ■ i от

от Е

Е О ^ с

ю о

S «

о Е

СП ^

т- ^

от от

Я я

* § ® J

о <

Количество промывок с Jurbysoft, 6 мг/л Amount of rinses when using Jurbysoft antiscalant, 6 mg/l

Количество промывок с «АминатТМК», 4 мг/л Amount of rinses when using "AminatTMK" antiscalant, 4 mg/l

1 2 3

Время, дни / Time, days

Рис. 6. Результаты прогноза количества промывок в зависимости от используемого антискаланта Fig. 6. Expected amount of rinses based on the antiscalant used

8

0

меньшую ингибирующую эффективность. Наименее эффективными оказались дозы 2 мг/л;

• было отмечено, что антискалант Jurbysoft М422 интенсивнее адсорбируется на поверхности образующихся кристаллов.

Очевидно, что «АминатТМК» по сравнению с Jurbysoft M422 продемонстрировал лучшие результаты по эффективности ингибирования. Вероятно, это связано с тем, что «АминатТМК» представляет собой водный раствор нитрилотри-метиленфосфоновой кислоты (НТФ), а антискалант Jurbysoft М422 — водный раствор оксиэтилиденди-фосфоновой (ОЭДФ) и нитрилотриметиленфосфо-новой (НТФ) кислот, а, как известно, соединения ОЭДФ являются менее эффективными по предотвращению образования осадка карбоната кальция.

Отмеченное на рис. 5 снижение потока было незначительным в течение 25 мин работы установки, что соответствует коэффициенту концентрирования ~ 2, однако далее наблюдается быстрое и непрерывное снижение потока. Это связано с тем, что в определенный момент времени (коэффициент концентрирования ~ 2,0.2,5) начался процесс кристаллизации и выпадения осадка малорастворимых солей, который привел к снижению селективности и дальнейшему уменьшению потока пермеата.

Наиболее заметным результатом влияния загрязнения обратноосмотических мембран осадками малорастворимых солей является долговременное и постоянное снижение потока пермеата. Это объясняется двумя факторами: во-первых, увеличением гидравлического сопротивления мембраны из-за осаждения дополнительных барьерных слоев, поскольку проникающая вода теперь должна проходить через более толстый слой, во-вторых, наличие слоя отложений на поверхности мембраны препятствует обратной диффузии солей (явление также наблюдается в экспериментах по биологическому обрастанию), что приводит к повышенному осмотическому давлению и уменьшению движущей силы чистого давления для обратного осмоса (Р - п).

Когда происходит образование отложений малорастворимых солей, мембрана становится менее проницаемой для воды, и начинается последующее увеличение напора в питательном канале. Чтобы поддерживать поток и, следовательно, необходимую производительность получения пермеата, приложенное давление должно быть соответственно увеличено, следовательно, требуется повысить потребление энергии. Кроме того, это также гарантирует более частую очистку мембран, что не только

увеличивает затраты на техническое обслуживание, но также сокращает срок службы мембран. Все вышеперечисленное приводит к значительному увеличению общих затрат на эксплуатацию и обслуживание установок. Согласно некоторым надежным оценкам, загрязнение осадками малорастворимых солей приводит к увеличению затрат на эксплуатацию установки RO на 10.15 %.

Подводя итог, можно сказать, что от выбора антискаланта напрямую зависит количество эксплуатационных затрат. Как показали результаты данной работы, в итоге, от выбора антискаланта зависят количество образовавшегося осадка, величина рабочего давления, качество пермеата и производительность обратноосмотической установки. К сожалению, далеко не все крупные предприятия РФ используют практику подбора антискаланта в условиях, максимально приближенных к реальности, будь то опытно-промышленные или лабораторные испытания.

На примере предприятия АО «Щекиноазот» авторы попытались доказать необходимость таких испытаний, проводимых с учетом всех необходимых факторов.

Для АО «Щекиноазот» из двух исследуемых ан-тискалантов наиболее эффективным оказался «Ами-нат™К». Эффективная доза антискаланта «Ами-нат™К» по предотвращению образования осадка карбоната кальция — 4 мг/л, поскольку она обеспечивает 98.. ,99%-ное ингибирование и, соответственно, более низкие эксплуатационные затраты.

выводы

В результате работ по сравнению эффективности ингибирующей способности антискалантов «Аминат™К» и Jurbysoft М422 получены следующие результаты:

• «Аминат™К» при одинаковых дозировках 2, 4 и 6 мг/л эффективнее предотвращает образование отложений карбоната кальция, чем Jurbysoft М422;

• доза антискаланта влияет на величину его адсорбции на поверхности кристаллов СаСО3: чем выше концентрация антискаланта в растворе, тем больше его адсорбция;

• испытания по подбору эффективной дозировки антискалантов должны проводиться в «реальной» воде с учетом необходимых гидравлических условий работы обратноосмотической установки;

• от выбора антискаланта напрямую зависит величина эксплуатационных затрат.

ЛИТЕРАТУРА

1. Первов А.Г., Головесов В.А., Спицов Д.В., Рудакова Г.Я. Пути снижения эксплуатационных затрат мембранных установок для подготовки пи-

тьевой воды из подземных водоисточников // Водоснабжение и санитарная техника. 2020. № 1. С. 4-13. DOI: 10.357767MNP.2020.01.01

< п

8 8 i H

kK

G Г

S 2

0 со § СО

1 o

y 1

J со

u -

^ I

n °

О 3

0 s

=s (

01

о §

§ 2

n g 00 66 r 6

an

0 )

ii

® 0

01 В

■ г

s □

s у с о <D *

2 2 О О 2 2 О О

2. Jamaly S., Darwish N.N., Ahmed I., Hasan S. W. A short review on reverse osmosis pretreatment technologies // Desalination. 2014. Vol. 354. Pp. 30-38. DOI: 10.1016/j.desal.2014.09.017

3. Zhang P., Hu J., W. Li, H. Qi. Research Progress of brackish water desalination by reverse osmosis // Journal of Water Resource and Protection. 2013. Vol. 5. Issue 3. Pp. 304-309. DOI: 10.4236/jwarp.2013.53031

4. Pramanik B.K., Gao Y., Fan L., Roddick F.A., Liu Z. Antiscaling effect of polyaspartic acid and its derivative for RO membranes used for saline wastewater and brackish water desalination // Desalination. 2017. Vol. 404. Pp. 224-229. DOI: 10.1016/j.de-sal.2016.11.019

5. Ощепков М.С., Первов А.Г., Головесов В.А., Рудакова Г.Я., Камагуров С.Д., Ткаченко С.В. и др. Применение флуоресцентного ингибитора для изучения процессов образования кристаллических осадков в установках обратного осмоса // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9. № 4. С. 295-309. DOI: 10.1134/S2218117219040060

6. Oh H.-J., Choung Y.-K., Lee S., Choi J.-S., Hwang T.-M., Kim J.H. Scale formation in reverse osmosis desalination: model development // Desalination.

3 ° 2009. Vol. 238. Issue 1-3. Pp. 333-346. DOI: 10.1016/j. ° ° desal.2008.10.005

coco 7. Френкель В.О., Первов А.Г., Андрианов А.П.,

о § Головесов В.А. Investigation of antiscalant dosing ine jn fluence on scaling process in reverse osmosis facilities щ „j and membrane surface adsorption // Вестник МГСУ. ю 2019. Т. 14. № 6. С. 722-733. DOI: 10.22227/1997-g 0935.2019.6.722-733

О 8. Zimmer K., Hater W., Icart A., Jaworski J.,

H £

. ^ Kruse N., Braun G. The performance of polycarbox-

ï ylates as inhibitors for CaCO3 scaling in reverse os-

"E mosis plants // Desalination and Water Treatment.

О <u

~ -g 2016. Vol. 57. Issue 48-49. Pp. 23162-23175.

g | DOI: 10.1080/19443994.2015.1133874

4 "g 9. Li H., Hsieh M.-K., Chien S.-H., Monnell J.D.,

° ® Dzombak D.A., Vidic R.D. Control of mineral scale de-гм g

z -.g position in cooling systems using secondary-treated mu-

OT 2 nicipal wastewater // Water Research. 2011. Vol. 45. Is-

~ § sue 2. Pp. 748-760. DOI: 10.1016/j.watres.2010.08.052

£ О 10. Ying W., Siebdrath N., Uhl W., Gitis V., Herz-

lo о berg M. New insights on early stages of RO membranes

0 E fouling during tertiary wastewater desalination // Jour-fe о nal of Membrane Science. 2014. Vol. 466. Pp. 26-35.

- >• DOI: 10.1016/j.memsci.2014.04.027

от с 11. Chaussemier M., Pourmohtasham E., Ge-

сл °

— 2 lus D., Pecoul N., Perrot H., Lédion J. et al. State of art Sj ^ of natural inhibitors of calcium carbonate scaling. A rei- g view article // Desalination. 2015. Vol. 356. Pp. 47-55. ® ÏE DOI: 10.1016/j.desal.2014.10.014

5 £ 12. Li X., Hasson D., Shemer H. Flow condi-

1 с

5 -g tions affecting the induction period of CaSO4 scaling £ £ on RO membranes // Desalination. 2018. Vol. 431. Pp. 119-125. DOI: 10.1016/j.desal.2017.08.014

13. Ali S.A., Kazi I.W., Rahman F. Synthesis and evaluation of phosphate-free antiscalants to control CaSO42H2O scale formation in reverse osmosis desalination plants // Desalination. 2015. Vol. 357. Pp. 36-44. DOI: 10.1016/j.desal.2014.1L006

14. Jiang S., Li Y., Ladewig B.P. A review of reverse osmosis membrane fouling and control strategies // Science of The Total Environment. 2017. Vol. 595. Pp. 567-583. DOI: 10.1016/j.scito-tenv.2017.03.235

15. AL-Roomi Y.M., Hussain K.F. Potential kinetic model for scaling and scale inhibition mechanism // Desalination. 2016. Vol. 393. Pp. 186-195. DOI: 10.1016/j. desal.2015.07.025

16. Oshchepkov M., Popov K., Ryabova A., Red-chuk A., Tkachenko S., Dikareva J. et al Barite crystallization in presence of novel fluorescent-tagged antiscalants // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. 2019. Vol. 8. Issue 4. DOI: 10.17675/23056894-2019-8-4-12

17. Oshchepkov M., Kamagurov S., Tkachenko S., Ryabova А., Popov K. Insight into the Mechanisms of Scale Inhibition: A Case Study of a Task-Specific Fluorescent-Tagged Scale Inhibitor Location on Gypsum Crystals // ChemNanoMat. 2019. Vol. 5. Issue 5. Pp. 586-892. DOI: 10.1002/cnma.201800660

18. ShahidM.K., Pyo M., Choi Y.-G. The operation of reverse osmosis system with CO2 as a scale inhibitor: A study on operational behavior and membrane morphology // Desalination. 2018. Vol. 426. Pp. 11-20. DOI: 10.1016/j.desal.2017.10.020

19. Wang C., Zhu D., Wang X. Low-phosphorus maleic acid and sodium p-styrenesulfonate copolymer as calcium carbonate scale inhibitor // Journal of Applied Polymer Science. 2010. Vol. 115. Issue 4. Pp. 2149-2155. DOI: 10.1002/app.31300

20. Fane A.G. Proc. Symposium on Characterization of Polymers with Surface, Lappeenranta. Finland, 1997. P. 51.

21. ^eber S.A., Vrouwenvelder J.S., van Loos-drecht M.C.M., Johns M.L. Chemical cleaning of bio-fouling in reverse osmosis membranes evaluated using magnetic resonance imaging // Journal of Membrane Science. 2010. Vol. 362. Issue 1-2. Pp. 202-210. DOI: 10.1016/j.memsci.2010.06.052

22. M'Nif A., Bouguecha S., Hamrouni B., Dhah-bi M. Coupling of membrane processes for brackish water desalination // Desalination. 2007. Vol. 203. Issue 1-3. Pp. 331-336. DOI: 10.1016/j.desal.2006.04.016

23. Xu P., Bellona C., Drewes J.E. Fouling of nanofiltration and reverse osmosis membranes during municipal wastewater reclamation: membrane autopsy results from pilot-scale investigations // Journal of Membrane Science. 2010. Vol. 353. Issue 1-2. Pp. 111121. DOI: 10.1016/j.memsci.2010.02.037

24. Shahid M.K., Choi Y.-G. The comparative study for scale inhibition on surface of RO membranes in wastewater reclamation: CO2 purging versus three

different antiscalants // Journal of Membrane Science. 2018. Vol. 546. Pp. 61-69. DOI: 10.1016/j.mems-ci.2017.09.087

25. Jeong S., Kim S.-J., Kim L.H., Shin M.S., Vi-gneswaran S., Nguyen T.V. et al. Foulant analysis of a reverse osmosis membrane used pretreated seawater // Journal of Membrane Science. 2013. Vol. 428. Pp. 434444. DOI: 10.1016/j.memsci.2012.11.007

26. Hoang T.A, Ang H.M., Rohl A.L. Investigation into the effects of phosphonic inhibitors on the formation of calcium sulfate scales // Desalination and Water Treatment. 2011. Vol. 29. Issue 1-3. Pp. 294-301. DOI: 10.5004/dwt.2011.2188

27. Miguel J., Garcia-Fayos B., Sancho M. Membrane Cleaning. Expanding Issues in Desalination, 2011. DOI: 10.5772/19760

28. Tow E.W., Lienhard J.H. Quantifying osmotic membrane fouling to enable comparisons across diverse processes // Journal of Membrane Science. 2016. Vol. 511. Pp. 92-107. DOI: 10.1016/j.mem-sci.2016.03.040

29. Herzberg M., Elimelech M. Biofouling of reverse osmosis membranes: Role of biofilm-enhanced osmotic pressure // Journal of Membrane Science. 2007. Vol. 295. Issue 1-2. Pp. 11-20. DOI: 10.1016/j.mem-sci.2007.02.024

Поступила в редакцию 14 мая 2020 г. Принята в доработанном виде 23 июня 2020 г. Одобрена для публикации 31 июля 2020 г.

Об авторах: Владимир Алексеевич Головесов — аспирант кафедры водоснабжения и водоотведе-ния; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129997, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ГО: 905028, ORCID: 0000-0001-6162-045; [email protected];

Алексей Германович Первов — доктор технических наук, профессор кафедры водоснабжения и водо-отведения, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129997, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ГО: 168126, ORCID: 0000-0002-7518-2342; [email protected];

Геннадий Дмитриевич Сухов — кандидат химических наук, ведущий специалист; АО «Научный центр "Малотоннажная химия"»; 107564, г. Москва, ул. Краснобогатырская, д. 42, стр. 1; [email protected];

Галина Яковлевна Рудакова — ведущий специалист; АО «Научный центр "Малотоннажная химия"»; 107564, г. Москва, ул. Краснобогатырская, д. 42, стр. 1; РИНЦ ГО: 545557, ORCID: 0000-0001-6498-5310; [email protected].

< П

i H

kK

G Г

S 2

REFERENCE

1. Pervov A., Golovesov V., Spitsov D., Rudako-va G. Ways of reducing the operating costs of membrane units for the preparation of drinking water from underground water sources. Water Supply and Sanitary Technique. 2020; 1:4-13. DOI: 10.35776/MNP.2020.01.01 (rus.).

2. Jamaly S., Darwish N.N., Ahmed I., Hasan S.W. A short review on reverse osmosis pretreatment technologies. Desalination. 2014; 354:30-38. DOI: 10.1016/j. desal.2014.09.017

3. Zhang P., Hu J., W. Li, H. Qi. Research Progress of brackish water desalination by reverse osmosis. Journal of Water Resource and Protection. 2013; 5(3):304-309. DOI: 10.4236/jwarp.2013.53031

4. Pramanik B.K., Gao Y., Fan L., Roddick F.A., Liu Z. Antiscaling effect of polyaspartic acid and its derivative for RO membranes used for saline wastewater and brackish water desalination. Desalination. 2017; 404:224-229. DOI: 10.1016/j.desal.2016.11.019

5. Oshchepkov M.S., Pervov A.G., Golovesov V.A., Rudakova G.Ya., Kamagurov S.D., Tkachenko S.V. et al. Use of a fluorescent antiscalant to investigate scaling of reverse osmosis membranes. Membranes and Membrane Technologies. 2019; 9(4):295-309. DOI: 10.1134/ S2218117219040060 (rus.).

6. Oh H.-J., Choung Y.-K., Lee S., Choi J.-S., Hwang T.-M., Kim J.H. Scale formation in reverse osmosis desalination: model development. Desalination. 2009; 238:1-3:333-346. DOI: 10.1016/j.desal.2008.10.005

7. Frenkel V.S., Pervov A.G., Andrianov A.P., Golovesov V.A. Investigation of antiscalant dosing influence on scaling process in reverse osmosis facilities and membrane surface adsorption. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2019; 14(6):722-733. DOI: 10.22227/19970935.2019.6.722-733

8. Zimmer K., Hater W., Icart A., Jaworski J., Kruse N., Braun G. The performance of polycarboxyl-ates as inhibitors for CaCO3 scaling in reverse osmosis plants. Desalination and Water Treatment. 2016; 57:4849:23162-23175. DOI: 10.1080/19443994.2015.1133874

9. Li H., Hsieh M.-K., Chien S.-H., Monnell J.D., Dzombak D.A., Vidic R.D. Control of mineral scale deposition in cooling systems using secondary-treated municipal wastewater. Water Research. 2011; 45(2):748-760. DOI: 10.1016/j.watres.2010.08.052

10. Ying W., Siebdrath N., Uhl W., Gitis V., Herzberg M. New insights on early stages of RO membranes fouling during tertiary wastewater desalination. Journal

o n

l o

y 1

J to

u I I

n

o 3

o o

=! ( n

§ 2

0) g r 6

an

o )

ii

® 0 00 в

■ T

s у с о <D *

22 о о 10 10 о о

o o

N N

o o

en N

oo eo

* <D

U 3

> in

C M

HQ in

¡1

<D <u

O £ —■ "t^ o

o <£

S c 8 «

™ . I

w

ot E

E o cl°

c

Ln O

s H

o E c5 °

CD ^

t- ^

CO CO

of Membrane Science. 2014; 466:26-35. DOI: 10.1016/j. memsci.2014.04.027

11. Chaussemier M., Pourmohtasham E., Gelus D., Pecoul N., Perrot H., Ledion J. et al. State of art of natural inhibitors of calcium carbonate scaling. A review article. Desalination. 2015; 356:47-55. DOI: 10.1016/j. desal.2014.10.014

12. Li X., Hasson D., Shemer H. Flow conditions affecting the induction period of CaSO4 scaling on RO membranes. Desalination. 2018; 431:119-125. DOI: 10.1016/j.desal.2017.08.014

13. Ali S.A., Kazi I.W., Rahman F. Synthesis and evaluation of phosphate-free antiscalants to control CaSO42H2O scale formation in reverse osmosis desalination plants. Desalination. 2015; 357:36-44. DOI: 10.1016/j.desal.2014.11.006

14. Jiang S., Li Y., Ladewig B.P. A review of reverse osmosis membrane fouling and control strategies. Science of The Total Environment. 2017; 595:567-583. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.03.235

15. AL-Roomi Y.M., Hussain K.F. Potential kinetic model for scaling and scale inhibition mechanism. Desalination. 2016; 393:186-195. DOI: 10.1016/j.de-sal.2015.07.025

16. Oshchepkov M., Popov K., Ryabova A., Red-chuk A., Tkachenko S., Dikareva J. et al Barite crystallization in presence of novel fluorescent-tagged antiscal-ants. International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. 2019; 8(4). DOI: 10.17675/2305-6894-2019-8-4-12

17. Oshchepkov M., Kamagurov S., Tkachenko S., Ryabova A., Popov K. Insight into the Mechanisms of Scale Inhibition: A Case Study of a Task-Specific Fluorescent-Tagged Scale Inhibitor Location on Gypsum Crystals. ChemNanoMat. 2019; 5(5):586-892. DOI: 10.1002/cnma.201800660

18. Shahid M.K., Pyo M., Choi Y.-G. The operation of reverse osmosis system with CO2 as a scale inhibitor: A study on operational behavior and membrane morphology. Desalination. 2018; 426:11-20. DOI: 10.1016/j.desal.2017.10.020

19. Wang C., Zhu D., Wang X. Low-phosphorus maleic acid and sodium p-styrenesulfonate copolymer as calcium carbonate scale inhibitor. Journal of Applied Polymer Science. 2010; 115(4):2149-2155. DOI: 10.1002/app.31300

Received May 14, 2020.

Adopted in a revised form on June 23, 2020.

Approved for publication July 31, 2020.

Bionotes: Vladimir A. Golovesov — post-graduate student of the Department of Water Supply and Sanitation; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RISC: 905028, ORCID: 0000-0001-6162-045; [email protected];

Alexey G. Pervov — Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Water Supply and Sanitation; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RISC: 168126, ORCID: 0000-0002-7518-2342; [email protected];

Genadiy D. Suhov — Candidate of Chemical Sciences, head researcher; JSC "Fine Chemicals R&D Centre"; 42/1, Krasnobogatyrskaya st., Moscow, 107564, Russian Federation; [email protected];

Galina Ya. Rudakova — head researcher; JSC "Fine Chemicals R&D Centre"; 42/1, Krasnobogatyrskaya st., Moscow, 107564, Russian Federation; ID RISC: 545557, ORCID: 0000-0001-6498-5310; [email protected].

20. Fane A.G. Proc. Symposium on Characterization of Polymers with Surface, Lappeenranta. Finland, 1997; 51.

21. Creber S.A., Vrouwenvelder J.S., van Loos-drecht M.C.M., Johns M.L. Chemical cleaning of bio-fouling in reverse osmosis membranes evaluated using magnetic resonance imaging. Journal of Membrane Science. 2010; 362(1-2):202-210. DOI: 10.1016/j.mem-sci.2010.06.052

22. M'Nif A., Bouguecha S., Hamrouni B., Dhah-bi M. Coupling of membrane processes for brackish water desalination. Desalination. 2007; 203:1-3:331-336. DOI: 10.1016/j.desal.2006.04.016

23. Xu P., Bellona C., Drewes J.E. Fouling of nanofiltration and reverse osmosis membranes during municipal wastewater reclamation: membrane autopsy results from pilot-scale investigations. Journal of Membrane Science. 2010; 353(1-2):111-121. DOI: 10.1016/j. memsci.2010.02.037

24. Shahid M.K., Choi Y.-G. The comparative study for scale inhibition on surface of RO membranes in wastewater reclamation: CO2 purging versus three different antiscalants. Journal of Membrane Science. 2018; 546:61-69. DOI: 10.1016/j.memsci.2017.09.087

25. Jeong S., Kim S.-J., Kim L.H., Shin M.S., Vigneswaran S., Nguyen T.V. et al. Foulant analysis of a reverse osmosis membrane used pretreated seawa-ter. Journal of Membrane Science. 2013; 428:434-444. DOI: 10.1016/j.memsci.2012.11.007

26. Hoang T.A., Ang H.M., Rohl A.L. Investigation into the effects of phosphonic inhibitors on the formation of calcium sulfate scales. Desalination and Water Treatment. 2011; 29(1-3):294-301. DOI: 10.5004/ dwt.2011.2188

27. Miguel J., Garcia-Fayos B., Sancho M. Membrane Cleaning. Expanding Issues in Desalination, 2011. DOI: 10.5772/19760

28. Tow E.W., Lienhard J.H. Quantifying osmotic membrane fouling to enable comparisons across diverse processes. Journal of Membrane Science. 2016; 511:92107. DOI: 10.1016/j.memsci.2016.03.040

29. Herzberg M., Elimelech M. Biofouling of reverse osmosis membranes: Role of biofilm-enhanced osmotic pressure. Journal of Membrane Science. 2007; 295:1-2:11-20. DOI: 10.1016/j.memsci.2007.02.024