Опишите схему термического обессоливания на базе мгновенного вскипания.

Принцип действия испарителей мгновенного вскипания (ИМВ) заключается в генерации пара за счёт адиабатного вскипания воды, причём процесс этот осуществляется при низких температурах 110–40 °С и в свободном объёме, что делает возможным их работу на воде, прошедшей упрощенную обработку, например, подкисление с добавлением антинакипинов (рис. 3.13). По такой схеме возможно 4–5 кратное концентрирование исходной воды.

Рис. 3.13. Схема термического обессоливания на базе ИМВС.Л.

Тема 4

2.. Технологические схемы обработки воды методом ультрафильтрации. Ультрафильтрация – это мембранный процесс, в котором мембраны имеют поры размером от 0, 002 до 0, 1 мкм, что позволяет задерживать тонкодисперсные и коллоидные примеси. При ультрофильтрации, при неизменном ионном составе осуществляется осветление и обеззараживание воды без применения химических реагентов, что обеспечивает экологичность этой технологии. Конструкция установок УФ идентична конструкции обратноосмотических.Ультрафильтрационные мембраны либо в виде полых волокон с наружным диаметром от 0, 7 до 2, 0 мм, либо рулонных элементов компонуются внутри цилиндрических корпусов – модулей, имеющих единичную площадь фильтрования от 7 до 125 м2, наборы которых позволяют формировать ультрафильтрационные установки производительностью до 4000 м3/ч и более. Технологические возможности УФ удачно дополняют возможности обратного осмоса, т.к. ультрафильтрационные мембраны задерживают все содержащиеся в обрабатываемой воде мельчайшие частицы. При этом отпадает необходимость в комплектации УОО фильтрами тонкой очистки. Работа ультрафильтрационных установок осуществляется в следующей последовательности: фильтрация – обратная промывка. Продолжительность фильтрации обычно составляет 15–60 мин, промывки 20–40 с. Установки УФ могут работать только в полностью автоматическом режиме. При снижении удельной производительности мембран до минимального допустимого значения производится регенерация фильтрующей поверхности химическими реагентами – растворами поверхностно-активных веществ и бактерицидными аппаратами.

4. Технологические режимы установки обратного осмоса. К числу наиболее эффективных способов обессоливания воды относится обратный осмос. Суть обратноосмотической технологии заключается в продавливании воды через полупроницаемые мембраны, имеющие размеры пор, сопоставимые с размерами ионов. Эти мембраны практически не пропускают взвешенные и большинство органических веществ, содержащихся в воде, а также растворённые в ней соли.

Поток обрабатываемой воды, омывая мембрану, разделяется на два: один (пермеат) проходит через мембрану, оставляя на ней содержащиеся в исходной воде вещества, другой (концентрат) смывает эти вещества с поверхности мембраны, благодаря чему она длительное время остаётся чистой и сохраняет свои технологические характеристики в течение нескольких лет. Использование современных обратноосмотических мембран позволяет практически без использования химических реагентов удалять из обрабатываемой воды 95–98 % растворённых солей. Мембранная технология пригодна для обессоливания как низкоминерализованных так и высокоминерализованных вод.

Для предотвращения выпадения на мембранах солей кальция, образующихся в результате концентрирования поступающей воды, дозируется в осветлённую воду кислоты и гексаметафосфат натрия либо производится её умягчение на
Na-катионитных фильтрах. При повышении перепада давления и снижения расхода элементы подвергаются промывкам растворами щелочи и дезинфектина. При эксплуатации УОО недопустим длительный простой установки (более 3 суток) без специальной консервации. При использовании УОО для приготовления добавочной воды можно значительно сократить (в 4–10 раз) расход реагентов на регенерацию ионитных фильтров и эквивалентно уменьшить объём солевого стока в водоисточник. Принципиальная схема ВПУ ТЭЦ-23 АО «Мосэнерго», в которой в качестве первой ступени обессоливания питательной воды для котлов входит УОО-50А, представлена на рис. 4.1. Исходная вода из поверхностного источника (Пироговское водохранилище) поступает в осветлитель, где обрабатывается коагулянтом (оксихлоридом алюминия) и флокулянтом (полиакриламид). Коагулированная вода подаётся на механические фильтры первой ступени, загруженные дробленным антрацитом, а затем на механический фильтр второй ступени, загруженный кварцевым песком. Полученная осветлённая вода подкисляется серной кислотой для предотвращения образования карбоната кальция на мембранах и подаётся на УОО. Качество воды, пошедшей предварительную подготовку и подаваемой на УОО, должно удовлетворять требованиям фирмы-изготовителя мембран («DowChemicаl»). Вода, обработанная на УОО (пермеат), поступает в Н-катионитные фильтры второй ступени обессоливания и далее после декарбонизатора в анионитные фильтры. В УОО-50А входит 4 блока, образующих технологическую схему: блок фильтров тонкой очистки (ФТО), блок высоконапорных насосов (БВН), блок фильтрующих модулей (БФМ), блок реагентной промывки (БРП). Все блоки собираются на заводе-изготовителе и требуют минимального монтажа на рабочей площадке.

Рис. 4.1. Принципиальная технологическая схема обессоливания воды на ХВО-1 ТЭЦ‑ 23 АО «Мосэнерго», включающая УОО:

 

 

 

1 – фильтры тонкой очистки; 2 – узел подкисления; 3 – блок обратноосмотических модулей

Блок ФТО является барьерным перед фильтрующими обратноосмотическими модулями и служит для предотвращения попадания взвешенных частиц, прошедших через устройства предварительной обработки исходной воды. ФТО состоят из рабочего и резервного блоков, каждый из которых обеспечивает 100 % требуемой производительности. ФТО конструктивно состоит из отдельных фильтрующих модулей, внутри которого из которых размещены по пять фильтрующих патронов, задерживающих частицы размером более 5, 0 мкм. Сигнал качества осветлённой воды ведётся по индексу загрязнения SDI. Частота замены ФТО 6–12 раз/год. Опытно-промышленная эксплуатация УОО-50А на ТЭЦ-23 АО «Мосэнерго» показала, что, как и ожидалось, существенно уменьшились трудоёмкость обслуживания обессоливающей установки. При этом уменьшился расход реагентов на её эксплуатацию, а это, в свою очередь снизило на 19–30 % себестоимость обрабатываемой воды. На рис. 4.2 представлена схема комбинированного обессоливания воды на базе обратного осмоса с предварительным
H-Na-катионированием. Согласно этой схеме, фильтрат УОО содержит 1–5 % от начального количества солей, направляется на прямоточную Н-ОН-ступень. Регенерация H-Na-фильтра производится кислым стоком Н-катионитного фильтра второй ступени, свежим раствором серной кислоты, а также раствором NaCl. Концентрат УОО и щелочные сточные воды подаются в схему подготовки подпиточной воды теплосети (мягкие стоки) для частичного восполнения потерь и корректировки рН воды теплосети.

Рис. 4.2. Принципиальная технологическая схема комбинированной технологии получения глубокообессоленной воды:

1 – концентрированные солевые стоки; 2 – разбавленные солевые стоки на отмывку

Предложение ВНИИАМ по применению обратноосмотической технологии для частичного обессоливания воды (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Схема глубокого обессоливания воды ВНИИАМ с применением УОО

Исходная вода после известкования и коагуляции в осветлителе поступает на МФ, Na-катионитные фильтры и обратноосмотическую установку. Фильтр УOO направляет на обессоливание на вторую ступень Н-ОН-ионирования и ФСД. Концентрат УОО, содержащий только хорошо растворимые натриевые соли (из них обычно не менее 90 % Na2SO4) в концентрации около 50 г/дм3, направляется на выпарную установку (ВУ), где происходит выпаривание концентрата с выделением кристаллического Na2SO4 и раствора, содержащего NaCl с примесью Na2SO4, а остальное количество реализуется в виде товарного продукта. Отработанный регенерационный раствор Na-катионитных фильтров поступает в кристаллизатор для осаждения гипса, после чего направляется в осветлитель. Отработанные растворы после регенерации Н-катионитных фильтров используются для нейтрализации остаточной щелочности Na-катионированной воды, а отработанные регенерационные растворы анионитных фильтров возвращаются в осветлитель.

Для работы УОО необходима эффективная предочистка, которая традиционно состоит из нескольких стадий очистки: коагуляция в осветлителе и механическое фильтрование в несколько ступеней. Наиболее перспективным методом предочистки является ультрафильтрация (УФ).

Ультрафильтрация – это мембранный процесс, в котором мембраны имеют поры размером от 0, 002 до 0, 1 мкм, что позволяет задерживать тонкодисперсные и коллоидные примеси. При ультрофильтрации, при неизменном ионном составе осуществляется осветление и обеззараживание воды без применения химических реагентов, что обеспечивает экологичность этой технологии.

Конструкция установок УФ идентична конструкции обратноосмотических.Ультрафильтрационные мембраны либо в виде полых волокон с наружным диаметром от 0, 7 до 2, 0 мм, либо рулонных элементов компонуются внутри цилиндрических корпусов – модулей, имеющих единичную площадь фильтрования от 7 до 125 м2, наборы которых позволяют формировать ультрафильтрационные установки производительностью до 4000 м3/ч и более. Технологические возможности УФ удачно дополняют возможности обратного осмоса, т.к. ультрафильтрационные мембраны задерживают все содержащиеся в обрабатываемой воде мельчайшие частицы. При этом отпадает необходимость в комплектации УОО фильтрами тонкой очистки. Работа ультрафильтрационных установок осуществляется в следующей последовательности: фильтрация – обратная промывка. Продолжительность фильтрации обычно составляет 15–60 мин, промывки 20–40 с. Установки УФ могут работать только в полностью автоматическом режиме. При снижении удельной производительности мембран до минимального допустимого значения производится регенерация фильтрующей поверхности химическими реагентами – растворами поверхностно-активных веществ и бактерицидными аппаратами.

6. В чем сущность процесса электродиализа?

Электродиализ относится к группе электромембранных процессов. Сущность этого мембранного метода состоит в том, что перенос ионов через мембрану интенсифицируют с помощью постоянного электрического тока. В процессах электродиализа используют мембраны с таким же размером пор, как у мембран обратного осмоса. Однако мембраны в этом случае выполнены из ионообменных смол.

Электрический потенциал подводится к аппарату через два электрода, размещенных в соответствующих электродных камерах:

Схема работы проточного диализатора

Обе камеры отделены от рабочей обессоливающей камеры, куда подается исходный рабочий раствор, ионообменными мембранами, со стороны катода – анионообменной, со стороны анода – катионообменной. Под действием постоянного электрического поля при работе аппарата катионы смещаются к аноду, встречают на пути катионообменную мембрану, проходят через нее в электродную камеру и в виде слабого раствора щелочи выводятся из аппарата.

Соответственно ведут себя и анионы, выходя из аппарата в виде слабого раствора кислоты. Обессоленный раствор ферментов (диализованный раствор) выводится из рабочей камеры. При этом образуется обессоленное течение (дилуат) и концентрированное течение (концентрат).

 

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: