400 likes | 699 Views
А.В. БИЛЬДЮКЕВИЧ. НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ ФИЗИКО-ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ. МЕМБРАННЫЕ И СОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ДЛЯ ПРЕДОЧИСТКИ ВОДЫ. ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДОЧИСТКИ :. ПРИМЕНЕНИЕ, ГИДРОЦИКЛОНОВ, НАМЫВНЫХ, ДИНАМИЧЕСКИХ И САМООЧИЩАЮЩИХСЯ ФИЛЬТРОВ
E N D
А.В. БИЛЬДЮКЕВИЧ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ ФИЗИКО-ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ МЕМБРАННЫЕ И СОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ДЛЯ ПРЕДОЧИСТКИ ВОДЫ
ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДОЧИСТКИ : • ПРИМЕНЕНИЕ, ГИДРОЦИКЛОНОВ, НАМЫВНЫХ, ДИНАМИЧЕСКИХ И САМООЧИЩАЮЩИХСЯ ФИЛЬТРОВ • ИЗВЕСТКОВАНИЕ С КОАГУЛЯЦИЕЙ/ФЛОКУЛЯЦИЕЙ + МЕХАНИЧЕСКОЕ ФИЛЬТРОВАНИЕ • КОАГУЛЯЦИЯ В СОЧЕТАНИИ С МЕХАНИЧЕСКИМ ФИЛЬТРОВАНИЕМ • МЕХАНИЧЕСКОЕ ФИЛЬТРОВАНИЕ КОАГУЛЯЦИЯ/ФЛОКУЛЯЦИЯ + МИКРО-/УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ • МЕХАНИЧЕСКОЕ ФИЛЬТРОВАНИЕАЭРАЦИЯ (ОЗОНИРОВАНИЕ) + МИКРО-/УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ • ПРИМЕНЕНИЕ ОРГАНОПОГЛОТИТЕЛЕЙ
МЕХАНИЧЕСКОЕ ФИЛЬТРОВАНИЕ • ФИЛЬТРЫ С НЕПРЕРЫВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИЕЙ (СО ВЗВЕШЕННЫМ СЛОЕМ ЗАГРУЗКИ) • ФИЛЬТРЫ ДИНАМИЧЕСКОГО ТИПА С ДВИЖУЩИМИСЯ ЭЛЕМЕНТАМИ КОНСТРУКЦИЙ
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ • ОБРАБОТКИ ВОДЫ: • ТУПИКОВАЯ УЛЬТРА- ИЛИ МИКРОФИЛЬТРАЦИЯ • IN-LINE FILTRATION - СОВМЕЩЕНИЕ КОАГУЛЯЦИИ И МЕМБРАННОГО ФИЛЬТРОВАНИЯ • ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОЗОНИРОВАНИЯ, КОАГУЛЯЦИИ, И УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ
ПРЕИМУЩЕСТВА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ • БОЛЕЕ ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО ОЧИСТКИ • ПОНИЖЕННЫЕ В 10 - 20 РАЗ ДОЗЫ КОАГУЛЯНТОВ • МЕНЬШЕЕ КОЛИЧЕСТВО ШЛАМОВ • МЕНЬШИЕ ЗАНИМАЕМЫЕ ПЛОЩАДИ • СНИЖЕНИЕ КАПИТАЛЬНЫХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ЗАТРАТ • НЕЗАВИСИМОСТЬ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОТ СЕЗОННЫХ КОЛЕБАНИЙ
Новочеркасская ГРЭС, ультрафильтрация, 6240 м3/сутки КОАГУЛЯЦИЯ В СОЧЕТАНИИ С УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЕЙ
ПРЕДЛОЖЕНА МОДИФИКАЦИЯ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ КАПИЛЛЯРНЫХ МЕМБРАН ПО СУХО-МОКРОМУ СПОСОБУ ФОРМОВАНИЯ, ЧТО ПОЗВОЛИЛОПОЛУЧИТЬ МЕМБРАНЫ В ВИДЕ ПОЛОГО ВОЛОКНА С УНИКАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ : • ПОВЫШЕННАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ • УЗКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОР ПО РАЗМЕРАМ • ВЫСОКАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ В НАБУХШЕМ СОСТОЯНИИ ПС-100М ПС-50 ПОПЕРЕЧНЫЙ СРЕЗ ПОЛОГО ВОЛОКНА ИЗ ПОЛИСУЛЬФОНА
КАПИЛЛЯРНЫЕ МЕМБРАНЫ ИЗ ПОЛИСУЛЬФОНА
СТРУКТУРА КАПИЛЛЯРНЫХ МЕМБРАН ФРАГМЕНТ СЕЛЕКТИВНОГО СЛОЯ НАРУЖНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ВНУТРЕННЯЯ ПОВЕРХНОСТЬ
КОМПЛЕКТ СТЕНДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАПИЛЯРНЫХ МЕМБРАН • ВКЛЮЧАЕТ СЛЕДУЮЩИЕ • ОСНОВНЫЕ БЛОКИ: • ВОДОПОДГОТОВКИ • ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВОЧНЫХ РАСТВОРОВ • ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКНА • ПОСТОБРАБОТКИ ВОЛОКНА • ТЕСТОВЫХ ИСПЫТАНИЯ КАПИЛЛЯРНЫХ МЕМБРАН ФИЛЬЕРНЫЙ УЗЕЛ
ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ • ПОДГОТОВКА ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ И АРТЕЗИАНСКИХ ИСТОЧНИКОВ (альтернатива классическим фильтрам засыпного типа ) • ПРЕДПОДГОТОВКА ВОДЫ ПЕРЕД ХИМВОДООЧИСТКОЙ ИЛИ ОБРАТНЫМ ОСМОСОМ • ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ КОНДЕНСАТОВ • ОБРАБОТКА ПОДПИТОЧНОЙ ВОДЫ ГРАДИРЕН • МИНИМИЗАЦИЯ СТОКОВ (ПРОМЫВНЫХ ВОД ) ОСВЕТЛИЕЛЕЙ ЗАСЫПНОГО ТИПА
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ УСТАНОВКАДЛЯ ОЧИСТКИ АРТЕЗИАНСКИХ ВОД • Включает следующие блоки: • Механической очистки • Аэрации воды • Катализа • Дозирования химических реагентов • Тонкой фильтрации • Ультрафильтрации • Управления и контроля • Режимы обработки воды: • Фильтрование • Ультрафильтрация • Аэрация /фильтрование • Аэрация/ультрафильтрация • Окисление/ ультрафильтрация • Коагуляция/ультрафильтрация
ПРИМЕР ЗАПИСИ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ УСТАНОВКИ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ Датчики 1,2 Давление вход/выход Датчик 3 Температура Датчик 4 Производительность
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ
Нормально закрытый клапан; • Нормально открытый клапан; • Расход воды; • Расход химического вещества; • Импульс на насос-дозатор; • Показания датчика входного давления; • Доступ к окну запуска регенерации; • Датчик температуры; • Выделенный механизм; • Отображение состояния системы; • Кнопка меню; • Отображение журнала сообщений • Окно сообщения работы системы); • Запуск механизма в ручном режиме;
МЕМБРАННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ НИЗКОНАПОРНОЙ ТУПИКОВОЙ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ Тип мембраны полые волокна Тип фильтрации изнутри-наружу Полимер полисульфон Предел отсечения 100 000 Д Внутренний диаметр 0,9 мм Наружный диаметр 1,25 мм Диапазон рН 1-13 Температура до 60 Рабочая площадь мембран 20 м2 Производительность по фильтрату 1,2-2,5 м3/ч РЕЖИМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ: Трансмембранное давление 2,1 атм Давление обратной промывки 3,0 атм Частота обратной промывки 1 раз в 15-60 мин Время обратной промывки15-20 с Воздушный скрубинг 1-2 раза/сутки Химическая мойка 4-12 раз/год
РЕЗУЛЬТАТЫ ОЧИСТКИВОДЫ ИЗ ПРУДА-НАКОПИТЕЛЯ МЕТОДОМ КОНТАКТНОЙ КОАГУЛЯЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАПИЛЛЯРНЫХ МЕМБРАН КОАГУЛЯНТ – ГИДРОКСИХЛОРИД АЛЮМИНИЯ, ДОЗА - 1 МГ/Л
РЕЗУЛЬТАТЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ СОЛИГОРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА МЕТОДОМ КОНТАКТНОЙ КОАГУЛЯЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАПИЛЛЯРНЫХ МЕМБРАН КОАГУЛЯНТ – ГИДРОКСИХЛОРИД АЛЮМИНИЯ, ДОЗА - 2 МГ/Л
РЕЗУЛЬТАТЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ р. СВИСЛОЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ
РЕЗУЛЬТАТЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ р. СВИСЛОЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ ПО ОПЫТУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ: • ПОЛНОЕ УДАЛЕНИЕ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ • ЭФФЕКТИВНОЕ УДАЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА ПРИ КОНЦЕНТРАЦИЯХ СВЫШЕ 5 мг/л • ДОСТАТОЧНО ВЫСОКАЯ СТЕПЕНЬ УДАЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ • СТАБИЛЬНОЕ КАЧЕСТВО ФИЛЬТРАТА НЕЗАВИСИМО ОТ СЕЗОННЫХ КОЛЕБАНИЙ • УМЕНЬШЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ РЕАГЕНТОВ БОЛЕЕ ЧЕМ В 10 РАЗ • СНИЖЕНИЕ РАСХОДА ВОДЫ НА СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ В 2-4 РАЗА; • УМЕНЬШЕНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ В 1,5-2 РАЗА ; • СНИЖЕНИЕ ТРУДОЗАТРАТ ПО ТЕХОБСЛУЖИВАНИЮ
ГОЛОВНОЙ ОБРАЗЕЦ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ ОЧИСТКИ ВОДЫ • НА БАЗЕ КАПИЛЛЯРНЫХ МЕМБРАН
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕМБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДИАМЕТРОМ 250 ММ
Дозирование Коагуляция ифлокуляция Седиментация Песчаный/глу- бинный фильтр Потребитель СРАВНЕНИЕ ТРАДИЦИОННОГО МЕТОДА ВОДОПОДГОТОВКИИ МЕМБРАННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ исходная вода Традиционная Мембранная технология технология Капитальные затраты 2182 тыс.$ 320 тыс.$ Эксплуатационные затраты 40тыс. $ 25 тыс. $ Расход воды на собственные нужды 10% 5% Расчет выполнен для установки производительностью 65 куб. м/час мембранная система
ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ: • ОСВЕТЛЕНИЕ ВОДЫ ЗА СЧЕТ КОАГУЛЯЦИИ И ФЛОКУЛЯЦИИ • ОКИСЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ СИЛЬНЫМИ ОКИСЛИТЕЛЯМИ ИЛИ ЖЕСТКИМ УФ • ОЧИСТКА НА АКТИВИРОВАННЫХ УГЛЯХ ИЛИ ПОРИСТЫХ АДСОРБЕНТАХ. • НОВЫЕ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЕ МЕТОДЫ: • МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ • - ультрафильтрация – М.в. 10000 • - нанофильтрация – М.в. 200 • - обратный осмос – М.в. 200 • СОРБЦИЯ НА АНИОНИТАХ-ОРГАНОПОГЛОТИТЕЛЯХ.
Волокнистые иониты ФИБАН Сравнение волокнистых и гранульных ионитов Штапель, нетканые материалы, пряжа и картриджи
ПРЕИМУЩЕСТВА ВОЛОКНИСТЫХ СОРБЕНТОВ ПЕРЕД ГРАНУЛЬНЫМИ: • БОЛЕЕ ВЫСОКАЯ СКОРОСТЬ СОРБЦИИ И ДЕСОРБЦИИ, • РЕГУЛИРУЕМОЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, • МЕНЬШИЕ ЗАТРАТЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПРЕОДОЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИОНИТОВ В ФИЛЬТРЕ, • УСТОЙЧИВОСТЬ К МЕХАНИЧЕСКОМУ ИСТИРАНИЮ И ХИМИЧЕСКОЙ ДЕГРАДАЦИИ, • ВОЗМОЖНОСТЬ ПЕРЕРАБОТКИ ИСХОДНЫХ ШТАПЕЛЬНЫХ ВОЛОКОН В ПРЯЖУ И НЕТКАНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, • БОЛЬШАЯ ПЛОЩАДЬ ФИЛЬТРАЦИИ В ЕДИНИЦЕ ОБЪЕМА АППАРАТА, • ВОЗМОЖНОСТЬ ОБРАБОТКИ БОЛЬШИХ ОБЪЕМОВ ВОДЫ ПРИ МИНИМАЛЬНЫХ ЗАТРАТАХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.
ЗАВИСИМОСТЬ ПЕРМАНГАНАТНОЙ ОКИСЛЯЕМОСТИ ОТ ЧИСЛА КОЛОНОЧНЫХ ОБЪЕМОВ ПРОПУЩЕННОЙ ВОДЫ (VВОДЫ/VЗАГРУЗКИ) ПО, мг О/л РА200 IRA 900 Purolite A 860S ФИБАН А-7 РА200 (Китай) Amberlite IRA 900 (США) Purolite A-860 S (Великобритания) ФИБАН А-7 (ИФОХ НАНБ) Vводы/Vзагрузки
ЗАВИСИМОСТЬ ЦВЕТНОСТИВОДЫОТ ЧИСЛА КОЛОНОЧНЫХ ОБЪЕМОВ ПРОПУЩЕННОЙ ВОДЫ (VВОДЫ/VЗАГРУЗКИ) Цветность, град IRA 900 РА200 Purolite A 860S ФИБАН А-7 РА200 (Китай) Amberlite IRA 900 (США) Purolite A-860 S (Великобритания) ФИБАН А-7 (ИФОХ НАНБ) Vводы/Vзагрузки
ОРГАНОПОГЛОТИТЕЛЬ В КАТРИДЖНОЙ ФОРМЕ МУЛЬТИПАТРОННЫЕ КОРПУСА
РЕЗУЛЬТАТЫ ОЧИСТКИ ИСХОДНОЙ ВОДЫ ПОЛОЦКОЙ ТЭЦ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИБРИДНОГО ПРОЦЕССА УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ/ИОННОГО ОБМЕНА ПРЕДЛОЖЕН И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО АПРОБИРОВАН НОВЫЙ ГИБРИДНЫЙ МЕМБРАННЫЙ ПРОЦЕСС ОЧИСТКИ ИСХОДНОЙ ВОДЫ ПОЛОЦКОЙ ТЭЦ-1, ВКЛЮЧАЮЩИЙ СТАДИЮ ТУПИКОВОЙ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ В СОЧЕТАНИИ С ОБРАБОТКОЙ ФИЛЬТРАТА НА СИЛЬНООСНОВНОМ ВОЛОКНИСТОМ АНИОНИТЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАНОФИЛЬТРАЦИИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ФИЛЬТРАТА И КОНЦЕНТРАТА ОТ ВХОДНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ I = 78-80% ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ НАНОФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ
РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗОВ ВОДЫ ДО И ПОСЛЕ ОЧИСТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА НАНОФИЛЬТРАЦИИ НА ПОЛОЦКОЙ ТЭЦ ИЗМЕНЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НФ УСТАНОВКИ ВО ВРЕМЕНИ: 1 – классическая НФ 2 – НФ со стабилизационной обработкой
ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОФИЛЬТРАЦИИ • УДАЛЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ, ВИРУСОВ И БАКТЕРИЙ • УДАЛЕНИЕ МУТНОСТИ И КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ (99%), ЦВЕТНОСТИ – 90% • СНИЖЕНИЕ: ЖЕСТКОСТЬ ОБЩАЯ (90%), ЖЕЛЕЗО (95-99%), ЩЕЛОЧНОСТЬ (70%), ОДНОВАЛЕНТНЫЕ КАТИОНЫ (20-60%), СУЛЬФАТЫ (>90%) • СНИЖЕНИЕ ОБЩЕГО ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА, ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ – 80-90% • ПРИМЕНЕНИЕ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКЕ: • ВОДОПОДГОТОВКА ДЛЯ ТЕПЛОСЕТЕЙ, ПАРОВЫХ КОТЛОВ • НИЗКОГО И СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ • ПРЕДОЧИСТКА ПРЕДОЧИСТКА ПЕРЕД ИОННЫМ ОБМЕНОМ И ОБРАТНЫМ ОСМОСОМ,ДЛЯ КОТЛОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ • ОЧИСТКА ПРОДУВОЧНЫХ ВОД ПАРОВЫХ КОТЛОВ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОФИЛЬТРАЦИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ И СНИЖЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ (на примере ионообменной установки обессоливания производительностью 150 м3/час) • Не учитывается: • экономический эффект от двукратного снижения солесодержания в обработанной воде • сокращение эксплуатационных затрат фильтров 2-й ступени (3 070 млн. руб.) • экологический эффект за счет снижения количества сбрасываемых при регенерации высокоминерализованных стоков • экономия за счет увеличения срока эксплуатации анионита (3 510 млн. руб.)
КАРТРИДЖ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ К БЫТОВЫМ МАГИСТРАЛЬНЫМ ФИЛЬТРАМ СТАНДАРТА SLIM LINE 10 ТУ BY 100185198.163-2012 Свидетельство о государственной регистрации № BY. 70.06.01.013.Е.002171.07.12 • 5 ступеней очистки • Защита от залповых выбросов • Система обеззараживания • Простота и удобство в использовании • Повышенный ресурс сменных элементов • Сохранение санитарно необходимого минерального состава воды
РЕЗУЛЬТАТЫ РЕСУРСНЫХ ИСПЫТАНИЙ КАРТРИДЖА ФИЛЬТРУЮЩЕГО НА ОСИПОВИЧСКОМ ЗАВОДЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ Мутность исходной воды 3,1 -6,8 мг/л (2-4 ПДК) Концентрация железа в исходной воде 1,56 -2,8 мг/л (5-9 ПДК)