Способ глубокого обессоливания пресных и солоноватых вод

Авторы патента:

C02F9/08 - по крайней мере одна ступень является физической обработкой

B01D61/12 - управление или регулирование

Владельцы патента RU 2283288:

Малахов Глеб Игоревич (RU)
Малахов Игорь Александрович (RU)
Аскерния Афрасияб Абула оглы (RU)

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для получения глубоко обессоленной воды из пресных и солоноватых вод. Способ глубокого обессоливания пресных и солоноватых вод включает последовательные процессы по ступеням: осветление, обработку осветленной воды на ионообменных фильтрах и обессоливание в обратноосмотической ступени с отводом концентрата из каждой ступени очистки, причем процесс обратноосмотического обессоливания ведут, по меньшей мере, двухстадийно при более высоком давлении очищаемой воды на каждой последующей стадии обессоливания с соответствующими заданным давлением мембранами и отношении расходов пермеата к концентрату обратноосмотической ступени в целом в пределах n=7÷99, а отвод концентрата из обратноосмотической ступени производят в каждой стадии на регенерацию ионообменных фильтров. При повышенном содержании органических соединений осветленную воду дополнительно Cl-ионируют на фильтрах, загруженных органопоглощающим анионитом, отвод концентрата из обратноосмотической установки производят на регенерацию Cl-ионитного фильтра, затем - на регенерацию H-Na-катионитного фильтра, а щелочного раствора - на дорегенерацию Cl-ионитного фильтра. Способ обеспечивает существенное увеличение выхода пермеата и уменьшение расхода концентрата, при этом повышается качество обессоленной воды, а также сокращается сброс концентрата по ступеням обессоливания и уменьшается расход воды на собственные нужды установки. 2 з.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для получения глубоко обессоленной воды из пресных и солоноватых вод.

В настоящее время на ряде ТЭС для глубокого обессоливания воды применяют последовательно предварительную подготовку воды, обратный осмос в качестве первой ступени обессоливания и ионный обмен на Н-ОН-фильтрах в качестве второй ступени обессоливания [1, 2] - аналоги. Недостатками этого способа являются повышенный расход концентрата (продувочной воды) вследствие неглубокого концентрирования питательной воды в установке обратного осмоса (УОО) и соответственно низкий расход получаемого пермеата (обессоленной воды после УОО). Указанный недостаток способа является результатом неэффективной предварительной подготовки (коагуляция воды в осветлителях, осветление на механических фильтрах), которая совершенно недостаточна для глубокого концентрирования осветленной воды на ступени обратноосмотического обессоливания вследствие присутствия в ней карбонатной жесткости и щелочности.

Еще одним недостатком способа по [1, 2] является сброс отработанного концентрата от ступени Н-ОН-ионирования, содержащего высокие концентрации реакционноспособной кислоты и щелочи, которые в известном способе повторно не используются.

Известен принимаемый в качестве прототипа способ глубокого обессоливания пресных и солоноватых вод, включающий последовательные процессы по ступеням: осветление, обработка осветленной воды на ионообменных фильтрах и обессоливание на обратноосмотической установке с отводом концентрата из каждой ступени очистки [3].

По прототипу процесс обратноосмотического обессоливания осуществляют при постоянном значении приложенного давления ˜1070 КПа в аппаратах с однотипными мембранными элементами, при значительных величинах сброса концентрата 15-30% от расхода питательной воды, которым соответствуют низкие значения отношения расходов пермеата к концентрату n=2,3÷5,7.

Такой способ обессоливания позволяет обеспечить режим работы обратноосмотических установок без образования минеральных отложений в мембранных элементах при относительно неглубоком концентрировании обрабатываемой воды. Вместе с тем этот способ, так же, как и предыдущие, не позволяет увеличить выработку пермеата и, следовательно, отношение расходов пермеата к концентрату, а также полезно использовать концентрат в качестве регенеранта Na-катионитных фильтров. В результате указанных особенностей прототипа расход воды на собственные нужды в целом по установке обессоливания остается достаточно высоким - 23,5-51,4% от расхода получаемой обессоленной воды. Кроме того, к недостаткам способа согласно [3] можно отнести неглубокое обессоливание воды (значения показателя электропроводности пермеата составляют от 7÷8 до 40÷50 мкСм/см) вследствие отсутствия дополнительной ступени Н-ОН-ионирования пермеата, а также в результате загрязнения мембран органосодержащими отложениями при работе на воде с повышенным содержанием органических веществ, особенно техногенной природы. Это обусловлено отсутствием на стадии предподготовки эффективной ступени очистки воды от растворенных органических веществ.

Достигаемыми результатами изобретения являются:

- существенное увеличение выхода пермеата с обратноосмотической установки и уменьшение расхода концентрата;

- повышение качества обессоленной воды (до <0,5 мкСм/см электропроводимости);

- сокращение сбросов концентрата по ступеням обессоливания и соответственно, уменьшение расходов воды на собственные нужды установки.

Указанные результаты обеспечиваются тем, что в способе глубокого обессоливания природных пресных и солоноватых вод, включающем последовательные процессы по ступеням: осветление, обработку осветленной воды на ионообменных фильтрах и обессоливание на обратноосмотической установке с отводом концентрата из каждой ступени очистки, согласно изобретению процесс обратноосмотического обессоливания ведут по меньшей мере двухстадийно при более высоком давлении очищаемой воды на каждой последующей стадии обессоливания с соответствующими заданным давлениям мембранами, причем давление очищаемой воды устанавливают в пределах на первой стадии не более 1,6 МПа и не более 4,0 МПа - на последней стадии при отношении расходов пермеата к концентрату обратноосмотической ступени в целом в пределах n=7÷99, отвод концентрата из обратноосмотической ступени производят в каждой стадии на регенерацию ионообменных фильтров, а пермеат после обратноосмотической ступени очистки подвергают Н-ОН-ионированию.

Осветленную воду согласно изобретению Н-Na-катионируют или подкисляют и Na-катионируют на фильтрах, загруженных слабо и сильно кислотными катионитами, отвод концентрата из обратноосмотической установки производят на регенерацию Na-катионитного фильтра, а отвод концентрированного кислого раствора от ступени Н-ОН-ионирования производят на регенерацию Н-катионитного фильтра или на подкисление осветленной воды перед Na-катионитным фильтром, а щелочного раствора - на дорегенерацию Na-катионитного фильтра или на подщелачивание исходной воды перед осветлением. При повышенном содержании органических соединений осветленную воду согласно изобретению дополнительно Cl-ионируют на фильтрах, загруженных органопоглощающим анионитом, а отвод концентрата из обратноосмотической установки производят на регенерацию Cl-ионитного фильтра, а затем - на регенерацию H-Na-катионитного фильтра, а щелочного раствора - на дорегенерацию Cl-ионитного фильтра или на подщелачивание исходной воды перед осветлением.

Глубокое умягчение и декарбонизация питательной воды обратноосмотической установки позволяют исключить загрязнение мембранных элементов при глубоком концентрировании обессоливаемой воды, соответствующем заявленным значениям отношения расходов пермеата к концентрату в пределах n=7÷99.

Достигаемое в предлагаемом способе повышение качества обессоленной воды относительно прототипа обеспечивается за счет дополнительного Н-ОН-ионирования пермеата.

Предотвращение органических отложений на поверхности мембран обеспечивается дополнительной очисткой осветленной воды на Cl-ионитном фильтре, загруженном органопоглощающим анионитом, а необходимая эффективность поглощения «органики» достигается за счет глубокой регенерации анионита концентратом обратноосмотической установки и отработанным щелочным раствором ОН-анионитного фильтра ступени Н-ОН-ионирования пермиата.

Выбранные диапазоны отношения расходов пермеата к концентрату обоснованы условиями работы обратноосмотической установки на глубоко умягченной и декарбонизованной пресной или солоноватой воде, а также получением регенерационноспособного (по отношению к Na-катионитным фильтрам) концентрата, т.е. с минимально достаточным содержанием натриевых солей ˜10000 мг/дм³ или 1%.

Процесс обратноосмотического обессоливания воды реализуется под воздействием давления, значение которого превышает величину осмотического давления. Таким образом, значение рабочего давления, обеспечивающего процесс разделения очищаемой воды на пермеат и концентрат, определяется разностью между приложенным и осмотическим давлениями - ΔР.

По мере роста солесодержания концентрата, при неизменной величине приложенного давления, рабочее давление ΔР уменьшается, что приводит к снижению производительности мембран. Создаваемое давление ˜1,6 МПа и ˜4,0 МПа для соответствующего типа мембранных элементов обеспечивает необходимые параметры обратноосмотического процесса.

Характерный диапазон общей минерализации природных вод составляет 100÷1250 мг/л. В процессе обратноосмотического обессоливания происходит концентрирование до солесодержания соответственно солоноватых и засоленных вод. Приложенное давление (1,6 МПа и 4,0 МПа) для соответствующих типов обратноосмотических мембран достаточно для обеспечения номинальной их производительности и установки в целом, а также для обеспечения необходимого качества пермеата.

Рассмотрим процесс обессоливания на установке с последовательно смонтированными в две и более ступени (по ходу движения концентрата) блоками обратноосмотических мембранных аппаратов (модулей), собранных по параллельно-последовательной схеме и оснащенных двумя типами обратноосмотических мембранных элементов (например, BW для обессоливания солоноватой воды и SW для обессоливания засоленной воды). В установке предусмотрено повышение приложенного давления не более 1,6 МПа на I ступени (стадии) обессоливания и до 3,5-4,0 МПа на последней ступени (стадии) обессоливания при обеспечении необходимой скорости движения раствора (концентрата) в напорных каналах над поверхностью мембран в фильтрующих элементах (не менее 1 см/с).

Для маломинерализованных вод с солесодержанием 100 мг/л оптимальные условия обессоливания будут характеризоваться значением n=99, которому соответствует режим работы обратноосмотической установки с величиной расхода концентрата 1,0% от расхода питательной воды. При n<99 снижается солесодержание концентрата <1% и его регенерирующая способность по отношению к сильнокислотному катиониту Na-фильтра, кроме того, увеличивается расход концентрата и соответственно снижается выход пермеата. То есть режим работы обратноосмотической установки не оптимальный. При n>99 при несущественном увеличении солесодержания пермеата вследствие нарушения гидравлики может происходить ухудшение рабочих характеристик элементов последней ступени. Таким образом, даже для маломинерализованных вод с солесодержанием 100 мг/л верхнее значение n=99 уже обеспечивает получение регенерационно способного концентрата в пределах заявленных значений приложенного давления на последней стадии обессоливания 4 МПа.

Для вод с солесодержанием 1250 мг/л оптимальные условия обессоливания будут характеризоваться значениями n≥7. Значению n=7 соответствует режим работы обратноосмотической установки с величиной расхода концентрата 12,5% от расхода питательной воды. При n<7 снижается солесодержание концентрата менее 1% и его регенерирующая способность по отношению к сильнокислотному катиониту Na-фильтра, кроме того, увеличивается расход концентрата и соответственно снижается выход пермеата. То есть режим работы обратноосмотической установки не оптимальный.

Работа обратноосмотической установки при n>7 возможна до определенного предела, при котором приложенное давление 4,0 МПа для обратноосмотических мембран типа SW достаточно для обеспечения номинальной их производительности.

Таким образом, даже для вод повышенной минерализации с солесодержанием 1250 мг/л нижнее значение n=7 уже обеспечивает получение регенерационноспособного концентрата в пределах заявленных значений приложенного давления на последней стадии обессоливания 4 МПа.

В целом достижение заявленного технического результата обеспечивается во всем диапазоне параметра n=7-99, а граничные значения его обоснованы возможностью достижения регенерационноспособного концентрата для граничных солесодержаний пресных и солоноватых вод 100-1250 мг/л в пределах заявленных значений приложенного давления не более 1,6 МПа на первой стадии обессоливания и 4 МПа на последней стадии обессоливания. Последнее подтверждается приведенными ниже примерами 1-5.

Пример 1. Осветленная вода р. Кама после обработки в осветлителях и на механических фильтрах поступает на Н-Na-катионирование на фильтрах, загруженных соответственно слабо- и сильнокислотным катионитами (МАС-3 и КУ-2-8). Далее глубоко умягченную и декарбонизованную воду подают на обратноосмотическое обессоливание в последовательно смонтированных блоках мембранных аппаратов. Первая ступень аппаратов оснащена мембранными элементами BW, работающими при давлении не более 1,6 МПа. Последняя ступень этих аппаратов оснащена мембранными элементами SW, работающими под давлением не более 4,0 МПа. Полученный пермеат подают на ионообменное дообессоливание на Н-ОН-фильтрах, загруженных катионитом КУ-2-8 и анионитом АВ-17-8.

В таблице 1 приведены составы осветленной, Н- Na-катионированной воды, пермеата и концентрата обратноосмотической установки, обессоленного пермеата после Н-ОН-фильтров.

Процесс обессоливания ведут с расходом концентрата 2,86% от расхода питательной воды при отношении расхода пермеата к концентрату n=33,96.

На регенерацию Н-катионитного фильтра ступени Н- Na-катионирования подается отработанный раствор кислоты после регенерации Н-катионитного фильтра ступени Н-ОН-дообессоливания пермеата.

На регенерацию Na-катионитного фильтра подается концентрат обратноосмотической установки, а затем отработанный раствор щелочи после регенерации ОН-анионитного фильтра ступени дообессоливания пермеата.

Таблица 1
Показатели состава	Осветленная вода	Н-Na-катионированная вода	Пермеат	Концентрат	Пермеат после Н-ОН-фильтров
Жесткость, мг-экв/дм³	1,0	0,005	0,00012	0,17	0,0
Са²⁺, -«-	0,6	0,003	0,00007	0,10	0,0
Mg²⁺, -«-	0,4	0,002	0,00005	0,07	0,0
Щелочность, -«-	0,6	0,2	0,005	6,82	0,0
Na, мг/дм³	91,2	105	2,625	3583	0,11
Cl^-, -«-	122	122	3,05	4162	0,1
SO₄ ^2-, -«-	43	43	1,075	1467	следы
SiO₃ ^2-, -«-	3,0	3,0	0,075	102,4	0,005
Солесодержание, -«-	293	285	7,125	9727	<0,3
Электропроводн., -«-	-	440	11	-	<0,5
ХПК, мгО/дм³	1,2	1,0	0,3	24,7	-

Пример 2. Осветленную воду р. Кама после обработки в осветлителях и на механических фильтрах подкисляют отработанным раствором серной кислоты и подают на Na-катионирование на фильтрах, загруженных сильнокислотным катионитом (КУ-2-8). Далее глубоко умягченную и декарбонизованную воду подают на обратноосмотическое обессоливание в последовательно смонтированные блоки мембранных аппаратов. Первая ступень аппаратов оснащена мембранными элементами BW, работающими при давлении не более 1,6 МПа. Последняя ступень этих аппаратов оснащена мембранными элементами SW, работающими под давлением не более 4,0 МПа. Полученный пермеат подают на ионообменное дообессоливание на Н-ОН-фильтрах, загруженных катионитом КУ-2-8 и анионитом АВ-17-8.

В таблице 2 приведены составы осветленной, подкисленной Na-катионированной воды, пермеата и концентрата обратноосмотической установки, обессоленного пермеата после Н-ОН-фильтров.

Процесс обессоливания ведут с расходом концентрата 3,13% от расхода питательной воды при отношении расхода пермеата к концентрату n=30,94. Отработанный раствор Н-катионитного фильтра ступени Н-ОН-дообессоливания пермеата подается на подкисление осветленной воды перед Na-катионитным фильтром.

Таблица 2
Показатели состава	Осветленная вода	Подкисленная и Na-катионированная вода	Пермеат	Концентрат	Пермеат после Н-ОН-фильтров
Жесткость, мг-экв/дм³	1,0	0,005	0,00012	0,156	0,0
Са²⁺, -«-	0,6	0,003	0,00007	0,094	0,0
Mg²⁺, -«-	0.4	0,002	0,00005	0,062	0,0
Щелочность, -«-	0,6	0,2	0,005	6,23	0,0
Na, мг/дм³	91,2	114,2	2,85	3560	0,12
Cl^-, -«-	122	122	3,05	3803	0,1
SO₄ ²⁺, - « -	43	62,2	1.55	1940	следы
SiO₃ ^2-, -« -	3,0	3,0	0,075	93,5	0,005
Солесодержание, -«-	293	313,7	7,84	9780	<0.3
Электропроводн., -«-	-	448	11,2	-	<0.5
ХПК, мгО/дм³	1,2	1,0	0,3	22,7	-

Пример 3. Осветленная вода р. Кама после обработки в осветлителях и на механических фильтрах поступает на Н- Na-катионирование и Cl-ионирование на фильтрах, загруженных соответственно слабо- и сильнокислотным катионитами (MAC 3 и КУ-2-8) и органопоглощающим анионитом (Marathon 11), далее глубоко умягченная, декарбонизованная и очищенная от органических веществ вода подается на обратноосмотическое обессоливание в последовательно смонтированные блоки мембранных аппаратов. Первая ступень аппаратов оснащена мембранными элементами BW, работающими при давлении не более 1,6 МПа. Последняя ступень этих аппаратов оснащена мембранными элементами SW, работающими под давлением не более 4,0 МПа.

Полученный пермеат подается на ионнообменное дообессоливание на Н-ОН-фильтрах, загруженных катионитом КУ-2-8 и анионитом АВ-17-8.

В таблице 3 приведены составы осветленной, Н-Na-катионированной и Cl-ионированной воды, пермеата и концентрата обратноосмотической установки, обессоленного пермеата после Н-ОН-фильтров.

Процесс обессоливания ведут с расходом концентрата 2,77% от расхода питательной воды при отношении расхода пермеата к концентрату n=35,1.

На регенерацию Cl-ионитного фильтра подается концентрат обратноосмотической установки, а затем отработанный раствор щелочи после регенерации ОН-анионитного фильтра ступени дообессоливания пермеата.

На регенерацию Н-Na-катионитного фильтра ступени Н- Na-катионирования подаются отработанный раствор кислоты после регенерации Н-катионитного фильтра ступени Н-ОН-дообессоливания пермеата и отработанные растворы после Cl-ионитного фильтра.

Таблица 3
Показатели состава	Осветленная вода	H-Na-Cl-ионированная вода	Пермеат	Концентрат	Пермеат после Н-ОН-фильтров
Жесткость, мг-экв/дм³	1,0	0,005	0,00012	0,176	0,0
Са²⁺, -«-	0,6	0,003	0,00007	0,1056	0,0
Mg²⁺, -«-	0,4	0,002	0,00005	0,07	0,0
Щелочность, -«-	0,6	0,2	0,005	7,04	0,0
Na, мг/дм³	91,2	105	2,625	3698	0,11
Cl^-, -«-	122	147	3,675	5177	0,1
SO₄ ^2-, - « -	43	9	0,225	317	следы
SiO₃ ^2-, -«-	3,0	3,0	0,075	105,66	0,005
Солесодержание, -«-	293	276	6,9	9721	<0,3
Электропроводн., -«-	-	436	10,9	-	<0,5
ХПК, мгО/дм³	12	5	1,3	134	-

Пример 4. Осветленная вода р. Кама после обработки в осветлителях и на механических фильтрах поступает на Н-Na-катионирование на фильтрах, загруженных соответственно слабо- и сильнокислотным катионитами (МАС-3 и КУ-2-8). Далее глубоко умягченную и декарбонизованную воду подают на обратноосмотическое обессоливание в последовательно смонтированных блоках мембранных аппаратов. Первая ступень аппаратов оснащена мембранными элементами BW, работающими при давлении не более 1,6 Мпа. Последняя ступень этих аппаратов оснащена мембранными элементами SW, работающими под давлением не более 4,0 МПа. Полученный пермеат подают на ионообменное дообессоливание на Н-ОН-фильтрах, загруженных катионитом КУ-2-8 и анионитом АВ-17-8.

В таблице 4 приведены составы осветленной, Н-Na-катионированной воды, пермеата и концентрата обратноосмотической установки, обессоленного пермеата после Н-ОН-фильтров.

Процесс обессоливания ведут с расходом концентрата 1,0% от расхода питательной воды при отношении расхода пермеата к концентрату n=99.

На регенерацию Н-катионитного фильтра ступени Н-Na-катионирования подается отработанный раствор кислоты после регенерации Н-катионитного фильтра ступени Н-ОН-дообессоливания пермеата.

Таблица 4
Показатели состава	Осветленная вода	Н-Na-катионированная вода	Пермеат	Концентрат	Пермеат после Н-ОН-фильтров
Жесткость, мг-экв/дм³	0,8	0,005	0*	0,17	0,0
Са²⁺, -«-	0,5	0,003	0*	0,1	0,0
Mg²⁺, -«-	0,3	0,002	0*	0,07	0,0
Щелочность, -«-	0,6	0,2	0,005	11,5	0,0
Na, мг/дм³	27,6	36,8	0,74	3610	0,015
Cl^-, -«-	35,5	35,5	0,72	3490	0,02
SO₄ ^2-, - « -	19,2	19,2	0,3	1900	следы
SiO₃ ^2-, -«-	2,0	2,0	0,04	196	0,0
Солесодержание, -«-	116	105	2,1	9890	0,05
Электропроводн., -«-	240	220	4,3	17400	0,1
ХПК, мгО/ дм³	1.2	1.0	0,3	65	-
* Примечание: концентрации компонентов ниже возможности метода определения.

Пример 5. Осветленную воду р. Кама после обработки в осветлителе и на механических фильтрах установки подкисляют отработанным раствором серной кислоты и подают на Na-катионирование на фильтрах, загруженных сильнокислотным катионитом (КУ-2-8), далее глубоко умягченную и декарбонизованную воду подают на обратноосмотическое обессоливание в последовательно смонтированные блоки мембранных аппаратов УОО 7 и 9. Первая ступень 7 оснащена мембранными элементами BW, работающими при давлении до 1,6 МПа. Последняя ступень этих аппаратов оснащена мембранными элементами HR, работающими под давлением не более 4,0 МПа.

Полученный пермеат подают на ионообменное дообессоливание на Н-ОН-ионообменных фильтрах, загруженных соответственно катионитом КУ-2-8 и анионитом АВ-17-8.

В таблице 5 приведены составы осветленной, подкисленной Na-катионированной воды, пермеата и концентрата обратноосмотической установки, обессоленного пермеата после Н-ОН-фильтров.

Процесс обессоливания ведут с расходом концентрата 12,5% от расхода питательной воды при отношении расхода пермеата к концентрату n=7,0. На подкисление осветленной воды подается отработанный раствор Н-катионитного фильтра ступени Н-ОН-дообессоливания пермеата. На регенерацию Na-катионитного фильтра подается концентрат обратноосмотической установки, а затем отработанный раствор щелочи после регенерации ОН-анионитного фильтра ступени дообессоливания пермеата.

Таблица 5
Показатели состава	Осветленная вода	Подкисленная и Na-катионированная вода	Пермеат	Концентрат	Пермеат после Н-ОН-фильтров
Жесткость, мг-экв/дм³	4,0	0,1	0,002	0,8	0,0
Са²⁺, -«-	3,0	0,07	0,0014	0,6	0,0
Mg²⁺, -«-	1,0	0,03	0,0006	0,2	0,0
Щелочность, -«-	4,0	1,0	0,04	480	0,001
Na, мг/дм³	345	435	5,6	3430	0,08
Cl^-, -«-	355	355	5,2	2800	0,038
SO₄ ^2-, - « -	240	388	5,0	3050	следы
SiO₃ ^2-, -«-	3,0	3,0	0,05	25	0,002
Солесодержание, -«-	1259	1247	18,5	9800	0,009
Электропроводн., -«-	2490	2470	38	17260	0,18
ХПК, мгО/дм³	1,2	1,0	0,2	7,0	-

Как видно из приведенных примеров, более низкие содержания жесткости и щелочности в питательной воде УОО в предлагаемом способе относительно прототипа [3] достигаются за счет более эффективной обработки осветленной воды перед обратноосмотической установкой.

В свою очередь глубокое умягчение и декарбонизация питательной воды позволяют исключить загрязнение мембран и образование отложений в рулонных фильтрующих элементах УОО при глубоком концентрировании воды, соответствующем заявленным значениям отношения расходов пермеата к концентрату в пределах 7-99.

Достигаемое в предлагаемом способе предотвращение органических отложений на поверхности мембран обеспечивается дополнительной очисткой осветленной воды на Cl-ионитном фильтре, загруженном органопоглощающим анионитом. Высокая эффективность поглощения органики достигается за счет глубокой регенерации анионита солещелочным раствором - концентратом УОО и отработанным щелочным раствором ОН-анионитного фильтра ступени Н-ОН-ионирования пермеата.

Источники информации:

1. Применение обратного осмоса при обессоливании воды для питания парогенераторов ТЭС и АЭС. - Мамет А.П., Ситняковский Ю.А. - Теплоэнергетика, 2000, №7, с.20-22.

2. Сравнение экономичности ионитного и обратноосмотического обессоливания воды. - Мамет А.П., Ситняковский Ю.А.- Электрические станции, 2002, №6, с.63-66.

3. Опыт внедрения установки обратного осмоса УОО-166 на Нижнекамской ТЭЦ-1. - Ходырев Б.Н. и др. Электрические станции, 2002 №6, с.54-62.

1. Способ глубокого обессоливания пресных и солоноватых вод, включающий последовательные процессы по ступеням: осветление, обработку осветленной воды на ионообменных фильтрах и обессоливание в обратноосмотической ступени с отводом концентрата из каждой ступени очистки, отличающийся тем, что процесс обратноосмотического обессоливания ведут по меньшей мере двухстадийно при более высоком давлении очищаемой воды на каждой последующей стадии обессоливания с соответствующими заданным давлениям мембранами, причем давление очищаемой воды устанавливают в пределах на первой стадии не более 1,6 МПа и не более 4,0 МПа - на последней стадии при отношении расходов пермеата к концентрату обратноосмотической ступени в целом в пределах n=7-99, отвод концентрата из обратноосмотической ступени производят в каждой стадии на регенерацию ионообменных фильтров, а пермеат после обратноосмотической ступени очистки подвергают Н-ОН-ионированию.

2. Способ глубокого обессоливания по п.1, отличающийся тем, что осветленную воду H-Na-катионируют или подкисляют и Na-катионируют на фильтрах, загруженных слабо- и сильнокислотными катионитами, отвод концентрата из обратноосмотической ступени производят на регенерацию Na-катионитного фильтра, а отвод концентрированного кислого раствора от ступени Н-ОН-ионирования производят на регенерацию Н-катионитного фильтра или на подкисление осветленной воды, а щелочного раствора - на дорегенерацию Na-катионитного фильтра.

3. Способ глубокого обессоливания по п.1, отличающийся тем, что при повышенном содержании органических соединений осветленную воду дополнительно Cl-ионируют на фильтрах, загруженных органопоглощающим анионитом, а отвод концентрата из обратноосмотической установки производят на регенерацию Cl-ионитного фильтра, а затем - на регенерацию H-Na-катионитного фильтра, а щелочного раствора - на дорегенерацию Cl-ионитного фильтра.

Похожие патенты:

Способ очистки воды // 2282596

Изобретение относится к физической обработке воды и может быть использовано для получения питьевой воды, отвечающей гигиеническим требованиям. .

Способ получения глубокодеминерализованной воды // 2281257

Изобретение относится к способам подготовки воды методом обратного осмоса и может быть использовано в химической, энергетической и других областях промышленности для получения питательной воды энергетических котлов и систем парообразования в аммиачном производстве.

Способ получения обессоленной воды и воды высокой чистоты для ядерных энергетических установок научных центров // 2276110

Изобретение относится к области получения обессоленной воды и воды высокой чистоты для ядерных энергетических установок при очистке маломинерализированных низкоактивных жидких радиоактивных отходов.

Устройство для обессоливания жидких радиоактивных отходов // 2275337

Изобретение относится к атомной экологии и может быть использовано при переработке жидких радиоактивных отходов. .

Многофункциональная автоматизированная комплексная учебно-исследовательская лаборатория // 2248942

Изобретение относится к области средств обучения (учебного процесса, обучающим устройствам), в частности к изучению техники и технологии автоматизированных систем водоснабжения, автоматического управления системой водоснабжения в учебном процессе, к техническим средствам новых информационных технологий обучения.

Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов // 2217389

Изобретение относится к способам выделения ионов тяжелых металлов сорбцией на целлюлозосодержащих сорбентах из растворов различной природы, образующихся после проведения разнообразных технологических процессов, и может быть использовано для совершенствования мембранных и сорбционных технологий, при разработке технологий утилизации ионов тяжелых металлов из водных растворов и сточных вод различной природы.

Станция глубокой доочистки сточных вод // 2161140

Изобретение относится к станциям глубокой доочистки сточных вод и может быть использовано для глубокой доочистки биологически очищенных сточных вод перед выпуском их в водоем или при использовании в замкнутых системах промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, а также при устройстве плавательных бассейнов и при подготовке питьевой воды, преимущественно из открытых весьма загрязненных источников водоснабжения.

Станция водоподготовки // 2161139

Изобретение относится к станциям водоподготовки и может быть использовано преимущественно для удаления марганца и железа из воды в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Станция доочистки сточных вод // 2161138

Изобретение относится к станциям доочистки сточных вод и может быть использовано для доочистки биологически очищенных сточных вод перед выпуском их в водоем, а также в замкнутых системах промышленного водоснабжения, при устройстве плавательных бассейнов и при подготовке питьевой воды преимущественно из открытых весьма загрязненных источников водоснабжения.

Способ очистки сточных вод картофелекрахмального производства // 1390196

Изобретение относится к способам обработки сточных вод крахмальных заводов, вырабатывающих картофельный крахмал и утилизирующих отходы основного лроизводства - картофельный сок и мезгу.

Обратноосмотическая установка // 2038132

Изобретение относится к средствам для опреснения природных соленых и солоноватых вод методом обратного осмоса. .

Устройство для управления опреснительной обратноосмотической установкой // 1724304

Устройство для выработки сверхчистой воды по принципу обратного осмоса // 2530051

Изобретение относится к выработке сверхчистой воды по принципу обратного осмоса. Устройство для выработки сверхчистой воды по принципу обратного осмоса содержит фильтрующий модуль (6) обратного осмоса, разделенный мембраной (8) на первичную камеру (7) и вторичную камеру (9), и питающий резервуар (3) с атмосферной вентиляцией, в который входит подводящий трубопровод (1) воды. От нижнего конца питающего резервуара (3) к первичной камере (7) идет трубопровод (5), в который встроен насос (4). Из первичной камеры (7) назад к питающему резервуару (3) ведет обратный трубопровод (14) концентрата, а из вторичной камеры (9) выходит трубопровод (28) пермеата. В обратный трубопровод (14) концентрата встроен насос (20) Вентури с сужающейся камерой (21) и расширяющейся камерой (22), в который входит всасывающий шланг (18), выборочно соединяемый посредством штекерного соединения (17, 26) с содержащим дезинфицирующее средство резервуаром (27) или с обратным трубопроводом (14) концентрата выше по потоку от насоса (20) Вентури. Штекерное соединение (17, 26) содержит две вставляемые друг в друга соединительные детали, при разъединении которых неподвижная деталь соединения автоматически закрывается, а присоединение или отсоединение всасывающего шланга (18) регистрируется и используется в качестве управляющего сигнала для обратного осмоса. За счет этого процедура дезинфекции может быть существенно автоматизирована. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для выработки сверхчистой воды // 2536993

Изобретение относится к устройству для очистки воды по принципу обратного осмоса. Устройство для выработки сверхчистой воды по принципу обратного осмоса содержит фильтр обратного осмоса, который мембраной обратного осмоса разделен на первичную камеру и вторичную камеру, первичный контур, через который к первичной камере подводится сырая вода и из нее отводится концентрат, а также вторичный контур для подвода пермеата по меньшей мере к одному потребителю, предпочтительно аппарату для диализа. В трубопровод первичного контура встроен насос, а в трубопровод концентрата первичного контура встроен клапан со сливом. В или на первичном контуре и/или вторичном контуре расположено устройство для регистрации органических и/или неорганических отложений, соединенное с устройством обработки данных, а во вторичный контур встроен эластичный, способный расширяться буферный сосуд, приспособленный для выполнения обратной промывки мембраны пермеатом. Устройство для регистрации органических и/или неорганических отложений выполнено с возможностью запуска обратной промывки при соответствующей степени загрязнения. Изобретение позволяет снизить затраты на эксплуатацию устройства за счет отказа от периодической очистки мембраны и автоматического определения необходимости дезинфекции трубопроводов. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Извлечение обратимо растворимого растворенного вещества для прямоосмотической водоочистки // 2556662

Изобретения могут быть использованы для обессоливания морской, жесткой и/или загрязненной воды прямым осмотическим обессоливанием. Для осуществления способа очистки загрязненной воды поток загрязненного питающего раствора, содержащего воду и имеющего первое осмотическое давление, пропускают через полупроницаемую мембрану на сторону выведения, имеющую поток выводящего раствора со вторым осмотическим давлением на стороне выведения полупроницаемой мембраны. Поток разбавленного выводящего раствора нагревают, агломерируют выводимое растворенное вещество в двухфазный выходящий поток, содержащий жидкую фазу агломерированного выводимого растворенного вещества и жидкую водную фазу. Затем отделяют агломерированное растворенное вещество и получают водообогащенный поток, который охлаждают с получением охлажденного однофазного водообогащенного потока, который очищают от остаточного растворенного вещества с получением очищенной воды. Изобретения обеспечивают повышение качества прямоосмотической водоочистки и обессоливания. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Способ фильтрации для управления фильтрационным модулем с газоподводом со стороны фильтрата для предотвращения обратного потока фильтрата // 2572963

Изобретение относится к способу фильтрации жидкости с использованием фильтрующего модуля, включающего кожух с по меньшей мере одним расположенным в нем фильтровальным элементом, формирующем первое отделение в кожухе со стороны подачи жидкости на фильтрующую поверхность, и второе отделение с противоположной от него стороны фильтрата, и выпускным отверстием для фильтрата, сообщающимся со вторым отделением со стороны фильтрата. Фильтровальный элемент размещен вертикально. Выход фильтрата расположен в нижней части фильтровального элемента. Имеется газоподвод во второе отделением с указанной стороны фильтрата в фильтровальном элементе. Сжатый газ подают во второе отделение со стороны фильтрата во время фильтрации одновременно со стадиями подачи жидкости под давлением для фильтрации в первое отделение и спуска профильтрованного жидкого фильтрата из второго отделения. При этом второе отделение частично заполняют жидким фильтратом и частично сжатым газом. Способ обеспечивает эффективную работу фильтрующего модуля в течение более долгого периода времени при одновременном снижении расходов по эксплуатации. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Улучшенный способ в разбавленной химической реакции со стадией мембранного отделения // 2591161

Изобретение относится к усовершенствованному способу проведения химической реакции. Способ проведения химической реакции субстрата в разбавленной реакционной смеси, содержащей растворитель, где реакция выбрана из реакции замыкания цикла, реакции полимеризации, ферментативной реакции, проявляющей ингибирование субстратом, ферментативной реакции, проявляющей ингибирование продуктом, реакции, проявляющей осаждение субстрата или реагента, и их комбинаций, где данный способ включает следующие стадии: a) подачу разбавленной смеси субстрата и растворителя во впускное отверстие реактора, b) вызывание взаимодействия реакционной среды в реакторе, c) выгрузку из выпускного отверстия реактора реакционной смеси, содержащей продукт реакции, растворитель и непрореагировавший субстрат, d) проведение реакционной смеси на первую фильтрационную мембрану, имеющую сторону ретентата и сторону пермеата, где первая фильтрационная мембрана проницаема для растворителя, обеспечивает непроницаемость для субстрата и имеет отсечение субстрата 80-100%, e) возврат ретентата, содержащего непрореагировавший субстрат, со стороны ретентата первой фильтрационной мембраны в реактор, при этом на стадии (а) данную разбавленную смесь субстрата и растворителя подают в указанное впускное отверстие указанного реактора из системы подачи с разбавлением субстрата, разбавляя субстрат из питающего резервуара субстрата; способ дополнительно включает стадию возврата растворителя, прошедшего через первую фильтрационную мембрану, со стороны пермеата первой мембраны в систему подачи с разбавлением субстрата для разбавления субстрата. 21 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство рекуперации энергии концентрата в обратноосмотических установках // 2632294

Изобретение относится к области обратноосмотического опреснения морских и природных солоноватых вод. Может быть использовано в энергетике, химической, пищевой и других областях промышленности. Устройство рекуперации энергии концентрата обратного осмоса, включающее, по крайней мере, две питающие камеры, снабженные разделительным поршнем, и, по крайней мере, два динамических клапана, регулирующих входящие потоки воды, и, по крайней мере, два динамических клапана, регулирующие выходящие потоки воды, отличающееся тем, что питающие камеры выполнены внутри одного напорного корпуса и разделены разделительным поршнем; разделительный поршень имеет возможность перемещаться вдоль оси, соединяющей питательные камеры; динамические клапаны, регулирующие входящие потоки, выполнены в виде неподвижного колеса с боковым отверстием и поворотного колеса, часть боковой поверхности которого выполнена в виде направляющих перегородок, динамические клапаны, регулирующие выходящие потоки воды, выполнены в виде двух дисков со сквозными отверстиями, один из которых неподвижный, а другой - вращающийся - жестко соединен с поворотным колесом соответствующего динамического клапана, регулирующего входящий поток, и имеет возможность поворачиваться вместе с ним, причем отверстие в поворотном колесе и жестко скрепленном с ним соответствующим вращающимся диском совпадает, сквозные отверстия поворотных колес и жестко соединенных с ними вращающихся дисков, каждого из динамических клапанов, смещены относительно сквозных отверстий в неподвижных дисках. Технический результат: снижение затрат электрической энергии на обратноосмотическое опреснение морской воды, упрощение конструктивного выполнения устройства, повышение надежности при эксплуатации устройства и снижение капитальных затрат при его изготовлении. 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Водоочистительная установка // 2641923

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано в области питьевого водоснабжения для глубокой очистки питьевой водопроводной воды. Водоочистительная установка содержит программируемый блок управления 27, фильтры грубой 1 и тонкой 2 механической очистки, первый 3 и второй 4 обратноосмотические мембранные фильтры, насос 5 для перекачивания воды, входной 9 и выходной 33 электромагнитные клапаны, электронный датчик давления 8; вмонтированные в трубопровод по потоку счетчики расхода воды 10,11, 12 с первого по третий, первый 13 и второй 14 узлы контроля концентрации примесей в воде, первый 15 и второй 16 датчики "сухого хода", реле давления 17 очищенной воды, обратный клапан 18, запорные краны 19, 20, 21, 22 с первого по четвертый, манометры 23, 24, 25, 26 с первого по четвертый, камеру ультрафиолетового облучения 7. Изобретение позволяет получить на выходе установки очищенную воду требуемого качества в зависимости от ее дальнейшего использования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ получения частично деминерализованной воды // 2286840

Изобретение относится к области подготовки воды и может быть использовано для получения воды для питания энергетических котлов и котлов утилизаторов кислотных производств

Способ приготовления питьевой воды "иверская" // 2293067

Изобретение относится к приготовлению очищенных, артезианских вод с кондиционированием по солевому составу, применяемых в качестве питьевой, столовой и лечебной вод