bbk 000000

УДК 628.316:66.081.63

Первов А. Г., Матвеев Н. А.

Использование мембран для очистки поверхностных стоков и оборотных вод автомоек

Аннотация

Представлены результаты исследований технологии очистки поверхностных стоков и оборотной воды автомоек с использованием обратноосмотических систем, оснащенных специально разработанными мембранными аппаратами с «открытым» каналом, позволяющих обрабатывать воду с высоким содержанием взвешенных веществ. Для обработки исходной сточной воды в мембранной установке использованы две ступени концентрирования: на первой ступени – обратноосмотические мембраны, обеспечивающие высокое качество очистки, на второй ступени – нанофильтрационные мембраны, обеспечивающие концентрирование растворов с высоким солесодержанием и минимальными затратами энергии. Особенность технологии состоит в утилизации концентрата обратноосмотической установки, который выводится из системы вместе с влажным осадком. Представлены результаты лабораторных исследований мембранной очистки ливневых сточных вод с использованием специальных рулонных элементов с «открытым» каналом и новых мембран BLF. Установлено, что при увеличении выхода фильтрата до 0,9 производительность установки падает в 2,5–3 раза. Вода от автомоек проходит аналогичную обработку. Как показали пилотные испытания, нецелесообразно доводить концентрацию солей в оборотной воде до значения выше 17 000 мг/л. Представлены зависимости роста концентраций загрязнений в фильтрате установки и производительности мембран в зависимости от увеличения солесодержания обрабатываемой воды и кратности ее объемного концентрирования в установке обратного осмоса. Определены параметры работы мембранных установок на сточных водах данного типа с эффективным удалением нефтепродуктов, СПАВ и других загрязнений. Показаны возможности утилизации концентрата.

Ключевые слова

взвешенные вещества , фильтрат , нефтепродукты , концентрат , обратный осмос , поверхностный сток

bbk 000000

УДК 628.16.087

Фесенко Л. Н., Скрябин А. Ю., Бессарабов С. Ю., Пчельников И. В., Игнатенко С. И.

Применение концентрата установок обратного осмоса в технологии производства  электролизного гипохлорита натрия

Аннотация

Обратный осмос и нанофильтрация благодаря высокой эффективности и минимальному расходу реагентов широко применяются в технологических схемах деминерализации и умягчения воды для хозяйственно-питьевых целей и подготовки воды в промышленном производстве (для паровых котельных, оборотных охлаждающих циклов, подпитки теп­лосетей и др.). Однако методы мембранного разделения сопровождаются образованием концентрата, очистка и утилизация которого представляет сложную задачу. Приведены данные по утилизации концентратов установок мембранного разделения с получением хлоридно-натриевого сырья для производства электролизного низкоконцентрированного гипохлорита натрия. Поскольку стоки от обратноосмотических установок содержат повышенные концентрации не только хлорид-ионов, но и ионов Са²⁺, Mg²⁺, НCO^3- и SO₄^2-, целесообразно на первом этапе уменьшить объем технологического концентрата многократным концентрированием по схеме «нанофильтрация – обратный осмос». Далее концентрат от нанофильтрации с содержанием преимущественно двухвалентных ионов Са²⁺, Mg²⁺ и SO₄^2- подвергается реагентной обработке последовательно по схеме: на первой ступени соединениями бария, на второй – карбонатом и гидроксидом натрия. Это позволит выделить из раствора на первом этапе практически нерастворимый BaSO₄ с его осаждением в вихревом реакторе или ламельном сепараторе первой ступени, далее проводится осаждение малорастворимых в щелочной среде CaCO₃ и Mg(OH)₂ в реакторе второй ступени. Выведенные из материального баланса нерастворимые соли BaSO₄, CaCO₃ и Mg(OH)₂  обезвоживаются на фильтр-прессе и используются в качестве товарного или сырьевого продукта. Водный раствор хлорида натрия доконцентрируется трехступенчатым обратным осмосом с получением 2–2,5-процентного водного раствора (22–25 г/л) поваренной соли – высокосортного сырья для производства электролизного гипохлорита натрия с концентрацией 6–8 г/л по эквиваленту хлора. Хлорсодержащий продукт может быть использован для обеззараживания питьевых и сточных вод, биоцидной обработки градирен, теплообменных аппаратов для предотвращения и удаления биообрастаний, промывки ультра- и микрофильтрационных мембран, дезинфицирующей обработки сооружений и аппаратов водоподготовки, трубопроводов и иных комплектующих в производстве питьевой и технической воды.

Ключевые слова

гипохлорит натрия , концентрат , обратный осмос , нанофильтрация , десульфатация , реагентное умягчение

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

bbk 000000

УДК 628.165:66.081.63

Удаление карбоната кальция из концентрата обратноосмотических установок путем кристаллизации на затравке

Аннотация

Описана технология удаления из концентрата обратноосмотических установок карбоната кальция путем его кристаллизации на затравке. Кристаллы затравки находятся во взвешенном состоянии в циркулирующем потоке концентрата. Благодаря осаждению карбоната кальция на затравке снижается общее солесодержание концентрата и достигается высокий расход фильтрата, что облегчает утилизацию концентрата. Для осуществления технологии используются мемб­ранные аппараты с «открытым каналом», устойчивые к влиянию на процесс мембранного переноса осадков малорастворимых в воде солей и взвешенных веществ. Получение кристаллов затравки производится путем дозирования в концентрат раствора едкого натра. Частичное удаление выросших кристаллов затравки осуществляется отстаиванием после проведения гидравлических промывок мембран. С помощью экспериментальных графиков можно определить скорость процесса кристаллизации карбоната кальция в зависимости от состава исходной воды, количества внесенных кристаллов, величины выхо­да фильтрата. Предложена технологическая схема работы установки обратного осмоса в непрерывном режиме. Описаны методы технологического расчета установки: подбор количества циркулирующих кристаллов затравки, определение расхода едкого натра и размеров емкостей для отстаивания осадка карбоната кальция. Расчеты показали, что для проведения процесса кристаллизации карбоната кальция при работе установки обратного осмоса в непрерывном режиме в циркулирующий поток концентрата периодически дозируется раствор едкого натра в количестве, составляющем не более 5% от его стехиометрического количества, требуемого для осаждения того же количества карбоната кальция из исходной воды.

Ключевые слова

концентрат , стабилизация воды , утилизация концентрата , обратноосмо­тическая установка , кристаллизация карбоната кальция , кристаллы затравки

bbk 000000

УДК 628.165

Первов А. Г., Андрианов А. П., Ефремов Р. В., Спицов Д. В.

Утилизация концентратов установок обратного осмоса  с удалением из них ионов кальция и магния

Аннотация

Исследованы возможности применения ранее разработанной технологии удаления карбоната кальция на затравке для сокращения расходов концентратов крупных установок, действующих на объектах теплоэнергетики. Концент­рат действующих установок обратного осмоса содержит ингибиторы, которые замедляют скорость роста затравочных кристаллов и затрудняют процесс его утилизации. Исследованы зависимости скорости роста карбоната кальция в концентрате, содержащем ингибирующие вещества, от дозы вводимой затравки, величины рН и выхода фильтрата. Для осуществления технологии используются мембранные аппараты с открытым каналом, устойчивые к влиянию на процесс мембранного переноса осадков малорастворимых в воде солей и взвешенных веществ. Описана разработанная авторами технология утилизации концентрата установок обратного осмоса, используемых на предприятиях теп­лоэнергетики для подготовки питательной воды паровых котлов. По разработанной технологии из воды с повышенной жесткостью можно получить умягченную воду с уменьшенными значениями щелочности и солесодержания. При этом не требуются реагенты, и установка не расходует воду на собственные нужды. Технология позволяет полностью утилизировать концентрат обратноосмотической установки, доводя его качество (по показателям жесткости, щелочности и общего солесодержания) до требований, позволяющих использовать его в технических целях (для добавки в теплосеть или в систему оборотного водоснабжения). При этом отсутствуют солевые сбросы в окружающую среду.

Ключевые слова

концентрат , ингибитор , обратноосмотическая установка , утилизация концентрата , кристаллизация карбоната кальция , кристаллы затравки