Мембранные технологии на заводах Украины

23 ноября 2015 г.
 

Александр Швароб

Мембранные технологии находят все более широкое применение на различных промышленных объектах Украины. В некоторых случаях создаются новые установки, все стадии которых основаны на использовании мембранных методов, но чаще установки обратноосмотического обессоливания внедряются в действующие технологии в процессе реконструкции. Предлагаем Вашему вниманию несколько примеров удачной модернизации технологий очистки воды на промышленных предприятиях Украины.

Модернизация установки деминерализации воды для химического предприятия

Существующая схема водоподготовки воды для предприятия включает в себя следующие этапы:

  • умягчение на Na-катионитовых фильтрах,
  • механическую фильтрацию,
  • деминерализацию на установках обратного осмоса.

Была отмечена неудовлетворительная работа механических фильтров, увеличение солесодержания пермеата в сравнении с проектными значениями, снижение производительности и селективности установки деминерализации, недостаточная оснащенность установки КИПиА и отсутствие возможности определения приведенной к стандартным условиям производительности мембранной установки, необходимого для своевременного принятия решения о выводе на химическую промывку.

Описание работ

Был разработан проект по реконструкции существующей станции водоподготовки с разработкой отдельного проекта по автоматизации.

Произведена замена существующих механических фильтров MTG на картриджные фильтры FCH1540 с рейтингом фильтрации 5 мкм.

На установке обратного осмоса заменены существующие мембраны RE 8040-BL SAEHAN на мембранные элементы FILMTEC XLE-440, изменена схема рецикла концентрата. При паспортной производительности установки 300 м3/ч (по факту 200 – 250 м3/ч) удалось добиться увеличения производительности установки до 430-450 м3/ч.

Для уменьшения загрязнения мембран реализована периодическая гидравлическая промывка установки, которая проводится в автоматическом режиме. С целью сокращения времени промывки и экономии промывных растворов, модернизирована существующая схема химических промывок мембран.

Разработано программное обеспечение и внедрена автоматизированная система контроля параметров технологического процесса водоподготовки, выполнена доукомплектация установки обратного осмоса КИПиА и автоматизированным рабочим местом оператора.

    

Это позволило обеспечить: измерение и визуализацию технологических параметров работы установки на пульте оператора, а также автоматическое управление работой установки, включая периодическое проведение гидравлических промывок мембран. Интегрированная программа нормализации параметров технологического процесса позволила формализовать принятие решения о необходимости проведения химической промывки мембран и контролировать ее эффективность.

Результаты

  • благодаря использованию обратноосмотических мембран низкого давления типа FILMTEC XLE увеличена производительность установок обратного осмоса в 1,5 раза без замены насосного оборудования;
  • максимально задействованы имеющееся на предприятии оборудование, в установке обратного осмоса заменены только необходимые компоненты – мембраны, элементы трубной обвязки, КИПиА;
  • замена фильтров тонкой очистки позволила сократить простои оборудования и операционные затраты на ремонт фильтров;
  • внедрен рецикл концентрата, что позволило увеличить производительность установки и уменьшить количество стоков, при этом полученная подготовленная вода с солесодержанием менее 50 мг/л полностью соответствует предъявляемым требованиям;
  • автоматизирована работа установки, автоматизированная обработка нормализованных параметров технологического процесса позволяет своевременно проводить химическую промывку мембран.

Установка обессоливания воды для подпитки энергетических котлов ТЭЦ

На предприятие поступает днепровская вода, которая используется для подпитки энергетических котлов. Отличительной особенностью воды является высокая окисляемость, До проведения реконструкции использовалась классическая схема водоподготовки, которая включала известкование, коагуляцию, осветление, механическую фильтрацию, двухступенчатое Na-катионирование.

При эксплуатации данной схемы имели место следующие недостатки:

  • высокий процент продувки котлов (до 15%);
  • износ существующего оборудования;
  • значительные расходы реагентов (известь, поваренная соль);
  • образование большого объема известковых шламов и засоленных стоков;
  • ручное управление технологическими процессами.

При реконструкции была предложена технология получения химочищенной воды для ТЭЦ, которая включает следующие стадии:

  • механическую фильтрацию на сетчатых фильтрах с автоматической промывкой
  • удаление коллоидных примесей, водорослей и микроорганизмов на установках ультрафильтрации; l деминерализацию воды на обратноосмотических установках с последующей корректировкой рН деминерализованной воды;
  • глубокое умягчение на существующих Na-катионитовых фильтрах.

Описание установки

 В предложенной технологической схеме в качестве предочистки воды перед стадией обратноосмотического обессоливания используется ультрафильтрация. Отличительной особенностью процесса является исключение дозирования коагулянта в исходную воду, традиционно используемого для удаления органических веществ, однако приводящего к необратимому загрязнению ультрафильтрационных мембран. Это стало возможным за счет использования высокоэффективных реагентов – антискаланта и биоцида, используемых в установках обратного осмоса.

    

Результаты

  • более, чем в 10 раз снижен процент продувки котлов (до 1–2 %) и связанные с этим потери;
  • исключено использование извести и коагулянта, исключен сброс известковых шламов;
  • проектным решением предусмотрено частичное повторное использование стоков (концентрата установок обратного осмоса) в процессе мокрой газоочистки;
  • минимизировано энергопотребление обратноосмотических установок за счет использования низконапорных мембранных элементов нового поколения;
  • автоматизировано управление установкой.

Установка подготовки воды для завода по производству напитков

Введение

На предприятие поступает артезианская вода из нескольких скважин и смешивается в разных соотношениях (усредненный состав приведен в таблице), что приводит к значительному варьированию состава исходной воды. Отличительными особенностями исходной воды является высокое содержание железа (больше 10 мг/л), марганца, силикатов, сероводорода и органических веществ.

На первом этапе внедрения системы водоподготовки была предложена технологическая схема, основанная на применении обратноосмотической деминерализации. Произведен монтаж трех обратноосмотических установок «Экософт МО-10» суммарной производительностью 30 м3/ч. В процессе эксплуатации выяснилось, что высокая окисляемость воды осложняет окисление и последующую фильтрацию железа. Неполное удаление окисленного железа вызывало проблемы в работе установок обратного осмоса.

Описание установки

В 2006 году для решения задачи особый акцент был сделан на организации эффективной предподготовки воды с целью предотвращения загрязнения мембран.

Предложенная схема предочистки позволила снизить карбонатную жесткость и концентрацию железа и марганца на Н–катионитовых фильтрах, заполненных слабокислотным катионитом DOWEX MAC-3 (табл. 2). Для предотвращения окисления двухвалентного железа в трехвалентное предусмотрена дозировка сульфита натрия.

После Н-катинирования вода поступает на установки обратного осмоса (табл. 3), с предварительным подщелачиванием. Далее производится корректировка минерального состава пермеата в соответствии с требованиями потребителей.

Также на втором этапе развития завода были добавлены три новые установки «Экософт МО-27» суммарной производительностью 82,5 м3/ч, а на третьем этапе в 2010 году была добавлена четвертая установка «Экософт МО-27». Таким образом суммарная производительность 7-ми установок по пермеату обратного осмоса составила 140 м3/ч.

Ввиду сложности воды, подаваемой на очистку, на предприятии особое внимание было уделено выбору антискалантов. После тщательного анализа различных образцов в качестве лучшего для дальнейшей работы был выбран безфосфатный антискалант Ecotec 3010.

На всех этапах модернизации на предприятии использовались мембранные элементы FILMTEC XLE-440, которые являются низкоэнергозатратными высокопродуктивными обратноосмотическими элементами. Большая активная поверхность мембранного полотна делает FILMTEC XLE440 обратноосмотическим элементом с наименьшим рабочим давлением. Использование таких элементов на промышленных и муниципальных объектах позволяет обеспечить высшее качество очищенной воды с наименьшими экономическими затратами.

           

 Результаты

  • решена проблема снижения концентрации трудноокисляемого железа за счет организации эффективной предподготовки;
  • обеспечено снижение частоты химической промывки мембран до двух-трех раз в год;
  • уменьшен расход химических реагентов при эксплуатации обратноосмотических установок.

Коментарии

Смотрите также
 
Популярное