УДК 628.32:66.081.63
DOI 10.35776/VST.2025.04.07

Первов А. Г., Спицов Д. В., Кулагина А. С., Тет Зо Аунг

Минимизация расхода концентрата мембранных установок при очистке и повторном использовании поверхностных и дренажных вод

Аннотация

Изучена возможность очистки поверхностных и дренажных вод, собираемых с территории промышленного предприятия, с применением метода обратного осмоса и нанофильтрации. Повторное использование очищенных стоков позволяет избежать расходов по оплате экологического ущерба от сбросов в поверхностные водоемы. Описаны исследования по определению возможности использования системы мембранной нанофильт­рации для очистки и повторного использования поверхностных и дренажных сточных вод с целью подготовки питательной воды водо­грейных котлов. Важной характеристикой технологии является минимально допустимый расход концентрата мемб­ранной установки, сбрасываемый в канализацию. Приводятся результаты экспериментов, позволяющие определить интенсивность образования кристаллов карбоната кальция в каналах мембранных аппаратов, а также результаты изу­чения образования кристаллов в потоке концентрата, проведенного с использованием сканирующего электронного микроскопа.

Ключевые слова

обратный осмос , нанофильтрация , осадкообразование на мембранах , поверхностные и дренажные сточные воды промышленных площадок , схемы очистки воды с применением мембран , сокращение расхода концентрата установок обратного осмоса

Для цитирования: Первов А. Г., Спицов Д. В., Кулагина А. С., Тет Зо Аунг. Минимизация расхода концентрата мембранных установок при очистке и повторном использовании поверхностных и дренажных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2025. № 4. С. 51–60. DOI: 10.35776/VST.2025.04.07.

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Первов А. Г., Андрианов А. П. Механизм действия ингибиторов при образовании осадка карбоната кальция в обратноосмотических аппаратах // Водоснабжение и санитарная техника. 2019. № 9. С. 10–22. DOI: 10.35776/MNP.2019.09.02.
   Pervov A. G., Andrianov A. P. [The mechanisms of action of inhibitors in the process of calcium carbonate precipitate formation in reverse osmosis apparatus]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2019, no. 9, pp. 10–22. DOI: 10.35776/MNP.2019.09.02. (In Russian).
2. Головесов В. А., Рудакова Г. Я., Первов А. Г., Спицов Д. В. Выбор мембран и сервисных реагентов для мембранных установок, применяемых для обработки подземных вод // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 11 (146). С. 1556–1569. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.11.1556-1569.
   Golovesov V. A., Rudakova G. Ia., Pervov A. G., Spitsov D. V. [Choosing membranes and service chemicals for membrane units used for underground water treatment]. Vestnik MGSU, 2020, v. 15, is. 11 (146), pp. 1556–1569. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.11.1556-1569. (In Russian).
3. Первов А. Г., Андрианов А. П., Юрчевский Е. Б. Совершенствование конструкций мембранных аппаратов // Водоснабжение и санитарная техника. 2009. № 7. С. 62–68.
   Pervov A. G., Andrianov A. P., Iurchevskii E. B. [Improving the design of membrane apparatuses]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2009, no. 7, pp. 62–68. (In Russian).
4. Первов А. Г., Рудакова Г. Я., Ефремов Р. В. Разработка программ для технологического расчета систем обратного осмоса и нанофильтрации с использованием реагентов «Аминат» // Водоснабжение и санитарная техника. 2009. № 7. С. 21–28.
   Pervov A. G., Rudakova G. Ia., Efremov R. V. [Developing software for engineering design of reverse osmosis and nanofiltration systems with the use of Aminat chemicals]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2009, no. 7, pp. 21–28. (In Russian).
5. Первов А. Г., Андрианов А. П., Ефремов Р. В., Головесов В. А. Новая технология сокращения расхода концентрата установок обратного осмоса // Мембраны и мембранные технологии. 2021. Вып. 11. № 3. С. 202–210.
   Pervov A. G., Andrianov A. P., Efremov R. V., Golovesov V. A. [A new technology of reducing concentrate flow of reverse osmosis units]. Membranes and Membrane Technologies, 2021, is. 11, no. 3, pp. 202–210. (In Russian).
6. Первов А. Г. Новые решения для сокращения расходов концентратов мембранных систем водоподготовки с применением нанофильтрационных мембран / Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипе­образования: Сборник докладов X юбилейной научно-практической конференции. 31 октября 2023 г. С. 43–78.
   Pervov A. G. [New solutions for reducing the concentrate flow in membrane water treatment systems using nanofiltration membranes. Modern technologies for water treatment and protection of equipment from corrosion and scale formation. Book of reports of X Jubilee Scientific and Practical Conference, 2023, pp. 43–78]. (In Russian).
7. Wenjun Feng, Yue Liu, Li Gao. Stormwater treatment for reuse: Current practice and future development: A review. Journal of Environmental Management, 2022, v. 30, no. 1, article id. 113830.
8. Scholes R. C., Stiegler A. N., Anderson C. M., Sedlak D. L. Enabling water reuse by treatment of reverse osmosis concentrate: the promise of constructed wetlands. ACS Publications, 2021, v. 1, is. 1.
9. Sancilo P., Sharma A. K., Navaratna D., Muthukumaran S. Stormwater treatment using natural andengineered options in an urban growth area: A case study in the West of Melbourne. Water, 2023, v. 15 (23), p. 4047. DOI: 10.3390/wl15234047.
10. Pervov A. G., Matveev N. A. Stormwater treatment for removal of synthetic surfactants and petroleum products by reverse osmosis including subsequent concentrate utilization. Petroleum Chemistry, 2014, v. 54, pp. 686–697.
11. Abdul Wahab Mohammad, Nidal Hilal, Naif Darwish, Habis Al-Zoubi. Prediction of permeate fluxes and rejections of highly concentrated salts in nanofiltration membranes. Journal of Membrane Science, 289(1):40-50. DOI: 10/1016/j.memsci.2006.11.035.
12. Al-Qadami E. H. H., Ahsan A., Mustafa Z., Abdurrasheed A. S., Yusof K. W., Shah S. M. H. Nanofiltration membrane technology and its applications in surface water treatment: A review. Journal of Desalination and Water Purification, 2020, 18:3-9. http:// ababilpub.com/download/jdwp18-2/.
13. Hao Guo, Xianhui Li, Wulin Yang, et. al. Nanofiltration for drinking water treatment: A review. Frontiers of Chemical Science and Engineering, 2021, v. 16, pp. 681–698.
14. Turek M., Mitko K., Dydo P., Laskovska E., Jakobic-Kolon A. Prospects for high water recovery membrane desalination. Desalination, 2017, v. 401, pp. 180–189. DOI: 10.1016/j.desal.2016.07.047.
15. Goh P. S., Lau W. J., Othman M. H. D., Ismail A. F. Membrane fouling in desalination and its mitigation strategies. Desalination, 2018, v. 425, pp. 130–155. DOI: 10.1016/j.desal.2017.10.018.
16. 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, v. 546, pp. 61–69. DOI: 10.1016/j.memsci.2017.09.087.
17. 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. Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering. 2019, v. 14, is. 6, pp. 610–621. DOI: 10.22227/1997-0935.2019.6.
18. Zimmer K., Hater W., Icart A., Jaworski J., Kruse N., Braun G. The performance of polycarboxylates as inhibitors for CaCO3 scaling in reverse osmosis plants. Desalination and Water Treatment, 2016, v. 57, pp. 48–49. DOI: 10.1080/19443994.2015.1133874.
19. Jamaly S., Darwish N. N., Ahmed I., Hasan S. W. A short review on reverse osmosis pretreatment technologies. Desalination, 2014, v. 354, pp. 30–38. DOI: 10.1016/j.desal.2014.09.017.
20. Jiang S., Li Y., Ladewig B. P. A review of reverse osmosis membrane fouling and control strategies. Science of the Total Environmental, 2017, v. 595, pp. 567–583. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.03.235.