Современные технологии глубокой деминерализации воды

Интегрированные
Мембранные Технологии
Громов С.Л., к.т.н., Пантелеев А.А., д.ф.-м.н.
ЗАО «НПК «Медиана-Фильтр»
Как минимизировать
себестоимость продукции?
• Уменьшением капитальных затрат ?
• Снижением эксплуатационных
расходов !
Основные тенденции в мировой
практике водоподготовки
• Экономия пресной воды
• Сокращение потребления реагентов (в
идеале – переход на безреагентные
методы обработки воды)
• Снижение нагрузки на окружающую
среду посредством минимизации стоков
• Внедрение замкнутых циклов и
технологических схем переработки и
повторного использования стоков
Факторы, осложняющие задачу
снижения затрат на
водоподготовку
• Рост тарифов за водопользование
• Ухудшение качества воды в источниках,
•
•
пригодных для промышленного
использования (например, рост
солесодержания)
Ужесточение нормативов по количественным
и качественным показателям для
сбрасываемых стоков
Повышение требований к качеству воды,
потребляемой в технологическом цикле
Интегрированные
Мембранные Технологии
• Ультрафильтрация
• Нанофильтрация
• Обратный осмос
• Мембранная дегазификация
• Электродеионизация
ИНТЕГРИРОВАННЫЕ МЕМБРАННЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ В ВОДОПОДГОТОВКЕ
(как безреагентый метод обработки воды)
• Предочистка –
Ультрафильтрация
• Основная обработка –
Обратный осмос + Мембранная
дегазификация
• Финишная очистка –
Электродеионизация
Деминерализованная вода
0,1 мкСим/см
• Традиционная технология:
Известкование с коагуляцией +
Осветлительное фильтрование +
Двуступенчатое Н-ОН ионирование + ФСД
• Схема на основе ИМТ:
Ультрафильтрация +
Нанофильтрация (или обратный смос)+
Обратный осмос +
Электродеионизация
Себестоимость воды после
предподготовки (для случая обработки
поверхностных вод), руб/м3
Объект
Известкование с
коагуляцией (или
коагуляция) +
осветлительное
фильтрование
Ультрафильтрация
Новочеркасская ГРЭС
8,28
1,83
Красноярская ГРЭС-2
1,88
0,55
НЛМК
6,99
1,86
ГЭС-1 МОСЭНЕРГО
31
1,82
Основные технологии деминерализации
Дистилляция
Обратный осмос
50
Электродиализ
300
Ионный обмен
0
10 000
50 000
600
Солесодержание исходной воды, мг/л
100 000
Поиск точки равновесия
при применении обратного осмоса (RO), ионного
обмена (ИО) и дистилляции (Д)
Эксп. затраты,руб/м3
> 30
Д
ИО
Точка
равновесия
RO
2-6
100 - 300
Солесодержание обрабатываемой воды, мг/л
Комбинация NF + RO
• Может быть весьма экономичным и
привлекательным решением при
обработке вод с высокой жесткостью, а
также в сочетании с
электродеионизацией или при
необходимости параллельного решения
задачи по подпитке теплосети
Мембранная дегазификация
• Высокая эффективность
• Простота аппаратурного оформления
• Минимизация эксплуатационных затрат
• Высокая производительность
• Требует относительно высоких
капитальных затрат на реализацию (в
настоящее время)
Электродеионизация
•
•
•
не нуждается в реагентах
отсутствуют стоки
гарантирует остаточную
электропроводимость менее
0,1 мкСим/см
ИНТЕГРИРОВАННЫЕ
МЕМБРАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
• минимизируют потребление реагентов
•
•
•
технологическом цикле
исключают образование
высокоминерализованных стоков
обеспечивают более высокую (чем при ИО)
степень удаления органики, коллоидной и
растворенной кремневки
свободны от затрат на нейтрализацию стоков
Однако выбор технологии – это
всегда компромисс между:
•
•
•
экономической эффективностью
надежностью и гибкостью схемы
существующими ограничениями
на объем потребляемых ресурсов
и количество и состав
образующихся стоков/отходов
• предпочтениями потребителя
Мембранная технология для обработки
солевых стоков с фильтров умягчения
для повторного использования
• Результат совместного исследовательского
проекта с «Dow Chemical Company»
• Позволяет:
- уменьшить нагрузку на окружающую среду
по солевым сбросам
- сократить потребление соли для
регенераций
- снизить объем стоков
Селективность, %
Селективность мембранного элемента при
соотношении: CaCl2/NaCl = 2/1
100.0
90.0
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
-10.0
-20.0
-30.0
-40.0
Са
Na
0
20
40
60
80
Общее солесодержание, г/л
100
120
Селективность мембранного элемента при обработке стоков,
содержащих 3 г/л Mg и различные концентрации Na
120.00
С елек ти в н о сть , %
100.00
80.00
60.00
Na
Mg
40.00
20.00
0.00
-20.00
0.0
1000.0
2000.0
3000.0
4000.0
Концентрация Na в исходной воде, мг/л
5000.0
6000.0
НПК «Медиана-Фильтр» предлагает:
- проведение анализа условий эксплуатации ВПУ и
разработку возможных вариантов решения (бесплатно)
- в случае необходимости – проведение пилотных
испытаний ( UF, NF, специфика по ИО, RO, EDI)
- подготовку технико-экономического обоснования для
выбора наиболее приемлемого для потребителя варианта
(бесплатно)
Новочеркасская ГРЭС – обратный
осмос 150 м3/ч
Исходная вода - речная (электропроводимость – до 1200 мкСм/см)
Предподготовка – известкование с коагуляцией и механическое
(осветлительное) фильтрование на антраците
Условия эксплуатации:
- состав воды:
Са – 6 мг-экв/л, Mg – 3 мг-экв/л, Na – 3,5 мг-экв/л,
CO3 – 6,5 мг-экв/л, HCO3 - 1,8 мг-экв/л, SiO2 – 6 мг/л,
- рН 10 - 10,2 (9,5 – 10,8)
- температура 25-30 (38) С
- дозирование ингибитора солеотложений – 5-6 мг/л
- гидравлический к.п.д. установки - 72-73%
- рабочее давление – 12,6 атм
Достигаемые показатели:
селективность установки – 97%; частота хим. промывок – 1 раз в
месяц; эл.проводимость пермеата – 37 мкСм/см; SiO2 < 0,1 мг/л
Пилотная установка: безнапорная UF
Пилотная установка: напорная UF
Приглашаем посетить
«ЭКВАТЕК-2006»
30 мая – 02 июня