|
Решение проблем, возникающих при эксплуатации обратноосмотических установок с помощью реагентных программ
Г. Власова, Директор Дивизиона Химической обработки воды, Вице-президент Jurby WaterTech International.
Технологии обратного осмоса для обессоливания воды в последнее время находит все более широкое применение. В данной статье рассматривается несколько важных моментов, возникающих при эксплуатации установок обратного осмоса. Знание этих особенностей позволит избежать многих проблем, а при их возникновении подобрать правильный метод их устранения.
Технологии обратного осмоса для обессоливания воды в последнее время находит все более широкое применение. Одно из преимуществ мембранных технологий - небольшой объем потребления химических реагентов и невысокое содержание солей в стоках по сравнению с традиционными ионообменными технологиями. Соответствие новым экологическим требованиям во многих случаях делают мембранные технологии предпочтительными при выборе схемы/метода обессоливания. Следует отметить и тот факт, что обслуживание обратноосмотических установок не является сложным, особенно для персонала, уже владеющего опытом работы с ионообменными технологиями.
В данной статье рассматривается несколько важных моментов, возникающих при эксплуатации установок обратного осмоса. Знание этих особенностей позволит избежать многих проблем, а при их возникновении подобрать правильный метод их устранения [5].
Основные проблемы эксплуатации установок обратного осмоса
Остановимся на основных проблемах, мешающих благополучной и длительной эксплуатации установки обратного осмоса.
- Обрастание мембран, возникает как результат оседания на поверхности мембран органических соединений или биомасс, приводит блокировке процесса осмоса.
- Отложение солей на мембранах, в результате пресыщения растворов солей в концентрате происходит выпадение солей на поверхности мембран в виде твердых отложений.
- Деградация мембран, как причина процессов гидролиза, микробиологических атак, химического растворения материала мембран в процессе эксплуатации.
Интересен тот факт, что, проводя постоянный мониторинг таких показателей как производительность установки, перепад давления на мембране и качество обессоленной воды (пермиата), можно уже в процессе эксплуатации определить характер проблемы [1]. Это поможет подобрать метод эффективной и быстрой отмывки установки обратного осмоса и в дальнейшем устранить причину возникшей проблемы. Основные закономерности мониторинга приведены в Таблице №1.
|
Производи-тельность
|
Проскок солей в пермиате
|
Перепад давления
|
Проблема
|
Причина
|
Место
|
Устранение
|
|
снижение
|
норма или увеличение
|
увеличение
|
увеличение взвешенных частиц на входе
|
проблемы с предочисткой
|
первая стадия
|
проверка всех фильтров предочистки на утечку загрузки
|
|
снижение
|
норма или увеличение
|
увеличение
|
биообрастание
|
рост бактерий, увеличение ОМЧ на входе
|
может на любой стадии
|
химическая щелочная промывка с биоцидами, дозирование хлора с последующим дехлорированием
|
|
снижение
|
норма или селективный проскок
|
норма или увеличение
|
загрязнение органикой, коллоидами
|
гуминовые и фульвокислоты, полимеры, масла
|
может на любой стадии
|
химическая щелочная промывка, проверка предочистки, SDI контроль
|
|
снижение
|
норма или увеличение
|
увеличение
|
оксиды железа
(2-х и 3-х валентного)
|
проблемы с обезжилезиванием
|
может на любой стадии
|
химическая кислотная промывка, проверка предочистки на удаление железа
|
|
снижение
|
увеличение
|
увеличение
|
отложение солей кальция, сульфатов, силикатов
|
отсутствие или плохой подбор антискаланта, превышение % рековери, недостаточная коррекция рН
|
типично последняя стадия
|
химическая кислотная промывка против накипи, проверка дозы антискаланта и LSI -индекса, снижение % рековери
|
Табл.1: Диагностика нарушений режима эксплуатации
При подборе метода предочистки и при подготовке к процедуре химической промывки мембранной установки очень важно знать используемый тип мембран [3]. От типа мембраны будет зависеть, как она будет реагировать на различные рН промывочных растворов, на свободный хлор или наличие биологии. Эти особенности приведены в Таблице №2.
Таблица №2
Типы мембран
|
Параметры
|
Ацетат
целлюлозные
|
Полиамидные
|
Композитные
|
|
Рабочий интервал pH
|
4 - 8
|
1 - 11
|
1 - 12
|
|
Индекс Ланжелье
|
Слабо отрицательный
|
Слабо отрицательный
|
Слабо отрицательный
|
|
Толерантность к свободн. хлору, мг/л
|
0.2 - 1.0
|
0.0
|
0.0, или незначительный
|
|
Устойчивость к бактериям
|
Очень низкая
|
Высокая
|
Высокая
|
|
SDI индекс, %
|
< 5
|
< 5
|
< 5
|
|
Удаление солей, %
|
90 - 99
|
95 - 99+
|
95 - 99+
|
|
Мутность, NTU
|
< 1
|
< 1
|
< 1
|
|
Температура, oC
|
4 - 30
|
4 - 30
|
4 - 30
|
|
Продолжительность эксплуатации, лет
|
3
|
5
|
5
|
|
Стоимость мембран
|
Средняя
|
Высокая
|
Наивысшая
|
На основании выше изложенного, достаточно ясно видна важность для мембранных технологий хорошо отлаженной работы участка предочистки. Чем лучше работает предочистка, тем меньше химикатов требуется при эксплуатации установки обратного осмоса. Какие же основные звенья предочистки должны присутствовать, что бы предочистка была достаточной?
Предочистка для установки обратного осмоса [4;5]:
- 1. Коагуляция, улучшает процесс удаления органики и взвешенных веществ, правильно подобранный коагулянт и его доза значительно улучшают работу фильтрации; снижают количество воды для обратной промывки, увеличивают время работы фильтров тонкой очистки;
- 2. Дезинфекция, обычно хлорирование, снижает показатель микробного числа на входе;
- 3. Дехлорирование / контроль свободного хлора Cl2 - обязательно при использовании полиамидных или композитных мембран:
- a. активированный уголь,
- b. метабисульфит;
- 4. Фильтрация / ультрофильтрация, снижение уровня мутности и SDI индекса до нормативных показателей
- 5. Дозирование антискаланта / умягчение питательной воды;
- 6. Контроль рН при необходимости.
Конечно, в зависимости от исходных условий предочистка может быть более сложной или простой. Но, в каждом случае надо рассматривать все 6 пунктов предочистки, только тогда можно предусмотреть все негативные влияния уже на стадии проектирования, а не во время эксплуатации.
Хотелось бы остановиться подробнее на 5 пункте - это дозирование антискаланта. Антискалант - это химическое вещество на основе органических соединений (обычно фосфонаты или дисперсанты), который имеет способность в низких концентрациях поддерживать концентрированные соли в растворе и обеспечивать их эффективный смыв с поверхности мембран. Таким образом, обеспечивается чистота пор и самой поверхности мембраны. Если допустить отложение на мембранах твердых солей, то это приведет к забиванию пор мембраны и даже к необратимым последствиям, т.к. мембрана становится жесткой и при наличии с одной стороны высокого давления она разрывается или деформируется [5]. После этого мембраны надо менять, а это требует дополнительных денежных средств. Поэтому, 5 пункту предочистки следует уделить особое внимание и на стадии проектирования решить вопрос о методе предотвращения отложения солей на поверхности мембран. Это может быть либо метод умягчения, либо дозирование антискаланта.
Какие преимущества применения антискаланта можно отметить [4]:
- успешная замена оборудования умягчения (экономия инвестиций и места);
- замена введение кислоты или значительное снижение ее количества;
- минимизирует частоту химических промывок мембран;
- применим для всех типов мембран;
- эффективный комплексообразователь железа;
- отдельные антискаланты разрешаются для производства воды питьевого качества;
- небольшая доза и эффективная стоимость применения.
Специалистами компании Jurby WaterTech International разработаны пять антискалантов для различных составов воды. Многолетний опыт применения антискалантов на многих крупных предприятиях химической, нефтехимической и пищевой промышленности, показал их надежность и несомненное преимущество по сравнению с оборудованием умягчения, особенно в случаях высокой жесткости (до 30-45мг-экв/л) и минерализации исходной воды
Также компания Jurby WaterTech International располагает широким спектром концентратов, используемых для химической промывки установок обратного осмоса, а также для их консервации.
Выводы
- 1. Мембранные обратноосмотические технологии подготовки деминерализованной воды во многом предпочтительны, так как соответствие новым экологическим требованиям по охране окружающей среды.
- 2. Отлично подготовленная вода на стадии предочистки во многом упрочает процесс эксплуатации и снижает до минимума потребление химических реагентов на собственные нужды.
- 3. При эксплуатации очень важно проводить мониторинг основных параметров для своевременной диагностики возможных нарушений режима.
- 4. На стадии проектирования оборудования обратного осмоса привлекать специализированные инжиниринговые и химические компании.
Литература
- 1. Ф.Н.Карелин «Обессоливание воды обратным осмосом», 1998г., Москва
- 2. Б.Н.Фрог; А.П. Левченко «Водоподготовка»
- 3. PCI Water Quality Tool. Membrane Technology. June 20, 2001
- 4. PCI Water Quality Tool. Reverse Osmosis Process. September, 2000
- 5. Membrane Filtration Handbook. Practical Tips and Hints by Jorgen Wagner, B. Sc. Chem. Eng. November, 2001.
Журнал "С.О.К" №10
|
