DOI 10.35776/VST.2022.02.03
УДК 628.165:66.081.6

Мажуга А. Г., Каграманов Г. Г., Парусов Д. В., Бланко-Педрехон А. М.

Проблемы опреснения минерализованных вод аридных и вододефицитных территорий

Аннотация

Получение питьевой воды в приморских аридных и вододефицитных регионах является актуальной проблемой вследствие роста населения и прогрессирующего загрязнения природных вод. Для опреснения морской воды обычно используется выпаривание (дистилляция) или мембранный процесс разделения – обратный осмос. Обоснование выбора способа опреснения морской воды и производительности опреснительных установок основано на решении ряда тесно связанных инженерных, экономических и экологических задач. Опреснение воды требует относительно высоких затрат энергии, поэтому для снижения издержек необходимо повышение коэффициента использования теплоты топлива, то есть использование когенерации (совместной выработки тепла и электроэнергии). Это обусловливает комплексную технологию опреснения, использующую мембранные методы обессоливания с последующей выпаркой концентрата. При этом баланс производительности обратноосмотической и выпарной установок определяется соотношением получаемой тепловой и электрической энергии.

Ключевые слова

питьевая вода , обратный осмос , опреснение , обессоливание , выпаривание , морская вода

DOI 10.35776/MNP.2020.01.01

УДК 628.16:62-278

Первов А. Г., Головесов В. А., Спицов Д. В., Рудакова Г. Я.

Пути снижения эксплуатационных затрат мембранных установок для подготовки питьевой воды из подземных водоисточников

Аннотация

Описан новый подход к созданию технологических схем утилизации концентрата установок обратного осмоса с минимальным расходом воды на собственные нужды. Схема включает обработку воды в две ступени. Проведены экспериментальные исследования по определению технологических характеристик мембранных установок (выход фильтрата, интенсивность образования осадков на мембранах). На основании результатов экспериментов получены значения приведенных затрат на очистку подземных вод различного химического сос­тава. Исследования проводились на лабораторных стендах с использованием нанофильтрационных мембран, имеющих разные значения селективности. Расход сервисных реагентов и эксплуатационные затраты на оборудование рассчитывались по программе, ранее разработанной авторами для определения технологических характеристик мембранных установок. При разработке установок следует отдавать предпочтение мембранам с низкими значениями селективности, обеспечивать снижение затрат на реагенты и энергопотребления. Получены зависимости скорости роста осадка карбоната кальция от типа мембран и кратности объемного концентрирования исходной воды. Сравнение затрат показывает, что применение мембран даже для случаев обезжелезивания воды оказывается экономичнее известных классических технологий.

Ключевые слова

карбонат кальция , подземные воды , концентрат , обратный осмос , нанофильтрация , умягчение воды , осадкообразование на мембранах , осадки малорастворимых в воде солей , ингибиторы осадкообразования , скорость роста осадка

bbk 000000

УДК 628.16:62-278

Первов А. Г., Андрианов А. П., Горбунова Т. П.

Разработка мембранных технологий с уменьшенным расходом воды на собственные нужды

Аннотация

Рассмотрены вопросы совершенствования мембранных технологий, используемых в водоподготовке, для снижения расхода концентрата установок обратного осмоса и промывных вод установок ультрафильтрации. Изменение конструкции мембранного канала позволяет ликвидировать причины образования кристаллов осадка. Предложены новые технологии очистки воды с утилизацией концентрата и уменьшением расхода воды на собственные нужды.

Ключевые слова:

фильтрат , водоподготовка , концентрат , мембрана , обратный осмос , ультрафильтрация

bbk 000000

УДК 628.35:62-278

Первов А. Г.

Решение проблем сброса сточных вод автономных промышленных объектов

Аннотация

Представлены новые технологии очистки сточных вод с помощью обратного осмоса без использования биологических методов. Основную сложность в применении процесса обратного осмоса представляет образование концентрата. Предложена технология, при которой расход концентрата сокращается до величины, не превышающей 1% общего расхода очищаемой воды (что соответствует расходу избыточного активного ила, поступающего на иловые площадки в установках биологической очистки). Поскольку объем концентрата зависит от солесодержания очищаемой воды, для снижения объема рекомендуется в систему водоснабжения объекта подавать воду с низким солесодержанием. Комплексный подход к решению проблемы уменьшения сброса сточных вод промышленного объекта в окружающую среду заключается в применении мембранных установок для водоподготовки (в котельных), очистки воды для хозяйственно-питьевых нужд, очистки сточных вод и их повторного использования для технических нужд (полива, контуров отопления).

Ключевые слова

сточные воды , концентрат , обратный осмос , солесодержание , рациональное водопользование , мемб­ранная установка

DOI 10.35776/VST.2022.03.02
УДК 628.164

Касаточкин А. С., Ларионов С. Ю., Пантелеев А. А., Рябчиков Б. Е., Шаповалов Д. А., Харитонов Н. А., Шилов М. М.

Сравнение вариантов систем корректировки солевого состава воды из подземных источников

Аннотация

Для питьевого водоснабжения часто используются подземные источники воды с повышенным содержанием солей жесткости. Для достижения питьевого качества воды требуется снижение ее жесткости. Известные методы умягчения приводят к образованию значительного количества жидких и твердых отходов – минерализованных сточных вод или шламов, не подлежащих утилизации. Реагентное умягчение воды в осветлителях используется достаточно редко из-за трудности приготовления реагентов, поддержания необходимой и постоянной температуры воды, сложности установок и их обслуживания. В 1990-х годах разработана технология реагентного умягчения в интенсифицированных реакторах (вихревых и во взвешенном слое), получившая довольно широкое применение в питьевом водоснабжении. Такие аппараты достаточно активно используются в Европе и США. В настоящее время АО «Научно-производственная компания «Медиана-Фильтр» проводит работы по созданию и исследованию реакторов данного типа. Они имеют высокую удельную производительность – 50–100 м³/(м²·ч), и их обслуживание существенно проще по сравнению с осветлителями. Производительность таких установок достигает тысяч кубометров в час. Главное их преимущество заключается в отсутствии жидких сбросов и получении отхода в твердом виде, который может быть утилизирован, при этом выход чистой воды практически составляет 100%.

Ключевые слова

питьевая вода , обратный осмос , взвешенный слой , пилотная установка , реагентное умягчение , умягчение воды , контактная загрузка , кальцитные гранулы , псевдоожиженный слой , интенсифицированный реактор , динамическая система умягчения , Na-катионирование

УДК 628.161:66.081.63
DOI 10.35776/VST.2023.12.03

Цабилев О. В., Углов С. А., Васильченко В. Н., Копытин Ю. А.

Технология VSEP для минимизации объема концентрата обратного осмоса: пилотные испытания

Аннотация

Представлены результаты пилотных испытаний технологии вибромембранного разделения жидкостей VSEP для концент­рирования сточных вод с высокой минерализацией из промышленной обратноосмотической установки. Технология VSEP позволяет достигать высоких значений выхода фильтрата из соленых сточных вод без предварительной очистки и применения антискалантов. В результате мемб­ранного разделения получается обессоленная вода (фильт­рат), которую можно повторно использовать в производственном цикле, а также высококонцентрированный раствор солей (концентрат), также включающий в себя нерастворимый осадок. Испытания проведены на промышленном объекте на пилотной установке серии VSEP Auto-LP с использованием обратноосмотических мембран. Проведены процедуры выбора марки полимерной мембраны и определения оптимального рабочего давления. Приведены опытные данные по циклам концентрирования сточных вод для определения условий стабильности процесса разделения и длительности межпромывочного интервала установки. Результаты испытаний позволяют спроектировать промышленную систему возврата сточной воды для повторного использования.

Ключевые слова

обратный осмос , пилотные испытания , мембранное разделение , технология VSEP , концентрационная поляризация , обратноосмотическая мембрана

bbk 000000

УДК 628.165:62-278

Первов А. Г., Андрианов А. П., Горбунова Т. П., Юрчевский Е. Б.

Технология утилизации концентрата установок обратного осмоса в системах водоподготовки

Аннотация

Применение мембранных установок обратного осмоса для целей водоподготовки осложняется наличием сбросных расходов концентратов, подлежащих утилизации. Предложена и экспериментально проверена технология утилизации, состоящая в удалении (кристаллизации) содержащегося в концентрате карбоната кальция на затравочных кристаллах. С помощью установок обратного осмоса из природной воды можно получать глубоко обессоленную (умягченную) воду и воду со сниженным содержанием ионов кальция и бикарбонат-ионов с таким же значением солесодержания, что и исходная вода. Разработанная технология может эффективно использоваться при подготовке питьевой воды и при комплексной подготовке подпиточной воды для паровых котлов и теплосетей.

Ключевые слова

обратный осмос , обессоливание воды , затравочные кристаллы , концентрирование воды , питательная вода , паровые котлы , подпитка теплосети