RU2753350C1 - Способ ведения водно-химического режима и регенерации баромембранной водоподготовительной установки с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции - Google Patents
Способ ведения водно-химического режима и регенерации баромембранной водоподготовительной установки с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753350C1 RU2753350C1 RU2020132208A RU2020132208A RU2753350C1 RU 2753350 C1 RU2753350 C1 RU 2753350C1 RU 2020132208 A RU2020132208 A RU 2020132208A RU 2020132208 A RU2020132208 A RU 2020132208A RU 2753350 C1 RU2753350 C1 RU 2753350C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- water
- ultrafiltration
- mass fraction
- reverse osmosis
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
- B01D65/06—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration with special washing compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Предложен способ ведения водно-химического режима и регенерации баромембранной водоподготовительной установки с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции, включающей блоки ультрафильтрации, дожимные и/или основные блоки обратного осмоса, с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции, содержащей коагулянт FeCl3, NaClO (раствор с массовой долей 50%), Na2S2O5 (раствор с массовой долей 10%), H2SO4 (раствор с массовой долей 92%), NaOH (раствор с массовой долей 42%), Na5P3O10, трилон Б, лимонную кислоту техническую, антискалянт Экотрит® UNI 1, включающий предварительную очистку исходной воды и химические промывки кислотными и щелочными моющими средствами, где в качестве предварительной очистки питательной воды систем ультрафильтрации и обратного осмоса используется коагуляция хлорным железом (FeCl3); для предупреждения образования растворимых форм железа и отложений органических соединений на поверхности мембраны pH исходной воды поддерживается на уровне 8,2-9,0; в качестве кислотного моющего средства систем ультрафильтрации и обратного осмоса используется водный раствор лимонной кислоты (2200 мг/дм3) с температурой 35-40 °С, подкисленный серной кислотой (630 мг/дм3) до pH = 2,0; в качестве щелочного моющего средства систем ультрафильтрации используется водный раствор гипохлорита натрия (100 мг/дм3) с температурой 30-35 °С, подщелоченный натриевой щелочью (400 мг/дм3) до pH = 12,0; в качестве ингибитора отложения солей используется антискалянт Экотрит® UNI 1, не содержащий фосфаты. Технический результат – создание универсального и эффективного способа ведения ВХР, способствующего минимальному числу химических промывок за счет предупреждения отложений мембранного загрязнения. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области водоподготовки и водоочистки, а именно к баромембранным водоподготовительным установкам (ВПУ), сконструированным на основе рулонных обратноосмотических и ультрафильтрационных мембран.
Одной из важнейших проблем при работе с баромембранными установками является необходимость очистки от загрязнений поверхностей мембран в рулонных обратноосмотических (ОО) и ультрафильтрационных (УФ) элементах. В настоящее время существуют несколько способов обработки, предназначенных для предупреждения отложений и/или удаления накопленных загрязнений.
Известен способ удаления отложений и биозагрязнений из мембранных элементов (RU 2545280, 2013) путём пропускания высокоскоростного потока эмульсии газа в растворе хлорида натрия с концентрацией от 0,5 до 50 г/дм3 при расходе газа от 0,1 до 120 дм3/(сек ⋅ м2) через поперечное сечение мембранного элемента жидкости по концентрационному каналу мембранного модуля.
Недостатком данного способа является то, что основная масса органики и минеральной накипи, сформированной на мембране, находится в зоне пограничного слоя между движущимся потоком и неподвижной подложкой мембраны, а потому практически не подвергается воздействию промывного потока.
Известен способ ведения водно-химического режима (ВХР), включающий очистку ультра- и микрофильтрационных мембран (US 2007/0210002 A1), который заключается в использовании в качестве основы гидроксильного радикала. Состав для отмывки также включает в себя коагулянт – хлорид железа, серную (либо лимонную) кислоту и каустическую соду (либо сернокислый натрий).
Недостатками такого способа являются техническая сложность и небезопасность получения гидроксильного радикала из пероксида водорода и озона, требующего высокой культуры эксплуатации промывочного оборудования, а также непригодность данного способа для отмывок полиамидных обратноосмотических мембран.
Известен способ химической очистки фильтров обратного осмоса растворами экологических комплексонов (RU 2636712, 2016), заключающийся в трехстадийной процедуре промывки мембран: травление, грубая щелочная очистка и тонкая щелочная очистка. Раствор травления содержит 2,55 мас.% ИДЯК; раствор для грубой щелочной очистки содержит 1,275 мас.% динатриевой соли ИДЯК и 0,1275 мас.% ОП-10; раствор тонкой щелочной очистки содержит 1 мас.% жидкого чистящего препарата Kleen™ MCT511, 0,64 мас.% динатриевой соли ИДЯК и 0,1275 мас.% ОП-10.
Недостатком данного способа являются низкая эффективность моющего раствора при борьбе с отложениями гидроксидов металлов, неизбежно возникающих на поверхности мембраны при использовании предочистки с коагуляцией солями алюминия или железа.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ ведения водно-химического режима, согласно которому питательная вода систем ультрафильтрации и обратного осмоса подвергается коагуляции оксихлоридом алюминия (ОХА). Корректировка режима и химическая отмывка мембран осуществляется набором реагентов: серная кислота, флокулянт «Бифлок», антискалят «Акварезалт™ 1030», биоцид «Акварезалт™ Б-2», биоцид «Акварезалт™ Б-3», натр едкий, лимонная кислота, гипохлорид натрия, хлорид натрия, метабисульфит натрия, кислотный раствор «PuroTech™ 215» или «ScaleMate™ MC5001», щелочной раствор «PuroTech™ 266» или «ScaleMateMC™ 5003» (Режимная карта «Установка химводоподготовки котельной «Ашальчи-2» проекта «Разработка сверхвязких нефтей ПАО «Татнефть», г. Воронеж, 2016., ООО «Воронеж-Аква»; «Установка химводоподготовки сточных вод котельной «Ашальчи» Ашальчинского месторождения СВН ОАО «Татнефть», г. Санкт-Петербург, 2015., ЗАО НПП «Биотехпрогресс»; «Выбор ингибиторов солеотложения для условий Ашальчинского месторождения» /М.И. Амерханов, Ш.Г. Рахимова, Н.А. Медведева, О.М. Андриянова, Р.Ш. Зиатдинова // Сборник научных трудов ТатНИПИнефть. Выпуск № LXXXII. – M., с. 353-358) – прототип.
К недостаткам прототипа следует отнести:
- совпадение зоны коагуляции ОХА (pH 5,5-7,0) с областью протонирования COOH- и фенольных OH-групп гуминовых и фульвокислот, содержащихся в исходной природной воде. В результате чего на поверхности мембран в короткий срок образуется плотный адсорбционно-гидратный слой высокомолекулярных органических соединений, удаление которого во время химических промывок на 100% не возможно;
- наличие фосфатов (PO4 3−) среди компонентов коррекционно-отмывочного раствора. Применяемый коммерческий антискалянт Акварезалт™ 1030 представляет собой композицию водных форм амино-фосфоновых и фосфонокарбоксильных кислот. Эти формы могут вступать в реакцию с многовалентными ионами (например Al3+) и выпадать в осадок на поверхности мембран;
- отсутствие среди компонентов отмывочного раствора средств, способствующих замедлению хемосорбции анионов сильных кислот амидной поверхностью мембраны;
- применение коммерческих композиций (Акварезалт™, PuroTech™, ScaleMateMC™), что приводит к повышению относительной стоимости и труднодоступности реагентного обеспечения.
Технической задачей, решаемой авторами, являлось создание универсального и эффективного способа ведения ВХР, способствующего минимальному числу химических промывок за счет предупреждения отложений мембранного загрязнения.
Достигаемыми техническими результатами изобретения являются:
- увеличение межрегенерационного периода баромембранных установок за счет сокращения толщины и замедления образования отложений на поверхности мембран;
- снижение расхода моющих средств за счет увеличения межрегенерационного периода;
- унификация и сокращение номенклатуры применяемых химреагентов за счет использования товарных моющих средств вместо коммерческих композиций.
Технический результат, согласно предлагаемому изобретению, достигается путём реализации ВХР и схем химических промывок баромембранной ВПУ, объединенных общей режимной картой. При этом баромембранная ВПУ включает блоки ультрафильтрации, дожимные и/или основные блоки обратного осмоса.
В качестве действующего средства в заявленном изобретении используется унифицированная коррекционно-отмывочная композиция, содержащая следующие компоненты:
- коагулянт FeCl3 (ГОСТ 4147-74);
- NaClO (50% раствор, ГОСТ 11086-76);
- Na2S2O5 (10% раствор, ГОСТ 902-76);
- H2SO4 (92% раствор, ГОСТ 2184-2013);
- NaOH (42% раствор, ГОСТ Р 55064-2012);
- Na5P3O10 (ГОСТ 13493-86);
- Трилон Б (ГОСТ 10653-73);
- Лимонная кислота техническая (ГОСТ 908-2014);
- Антискалянт Экотрит® UNI 1 (ТУ 2458-012-14574704-2012).
Способ ведения ВХР подразумевает предочистку питательной воды установок ультрафильтрации и обратного осмоса коагуляцией с хлорным железом (FeCl3). Корректировка режима (поддержание pH на уровне 8,2-9,0) осуществляется путём дозирования натриевой щелочи (NaOH) в исходную воду. При таком ВХР, с одной стороны, достигается оптимальная область коагуляции – концентрация растворенного железа стремится к минимуму, с другой – наблюдается минимальная адсорбция гуминовых соединений в матричную структуру полиамидной мембраны.
При наличии дожимного блока, в концентрат основных блоков обратного осмоса вводится ингибитор отложения солей Экотрит® UNI 1 (ООО «Това Терра»). Данный ингибитор высокоэффективен против всех обычных осадков солей, совместим со всеми типами мембран и при этом не содержит фосфатов.
Химические промывки блоков обратного осмоса осуществляются по схеме (далее Схема №1):
1) Кислотная промывка кислотным моющим средством.
В качестве кислотного моющего средства используется водный раствор лимонной кислоты (2200 мг/дм3), подкисленный серной кислотой (630 мг/дм3) до pH = 2,0. Промывка проводится до стабилизации pH отработанного раствора при температуре 35-40 єС.
2) Удаление кислотного моющего средства.
Удаление кислотного раствора осуществляется пермеатом обратного осмоса или умягченной водой (SDI < 3, без бактерий и хлора) до стабилизации рН дренажа.
3) Щелочная промывка щелочным моющим средством.
В качестве щелочного моющего средства используется водный раствор триполифосфата натрия (2000 мг/дм3) и Трилона Б (1000 мг/дм3) с температурой 30-35°C с подщелачиванием натриевой щелочью (980 мг/дм3) до pH = 11,0. Промывка проводится до стабилизации pH отработанного раствора при температуре 30-35 єС.
4) Удаление щелочного моющего средства.
Удаление щелочного раствора осуществляется пермеатом обратного осмоса или умягченной водой (SDI < 3, без бактерий и хлора) до стабилизации рН дренажа.
Объем моющего раствора (кислотного или щелочного) рассчитывается по соотношению: 40 дм3 раствора на 1 мембранный модуль. Расход циркулирующего раствора через модуль: 7-10 м3/час.
Периодичность промывки определяется перепадом давления на мембранном корпусе (по достижении 0,4 МПа) или по истечении 3 месяцев (4 раза в год).
Схема промывок систем ультрафильтрации (далее Схема №2) аналогична Схеме №1, за исключением одного: в качестве моющего средства при щелочной промывке используется водный раствор гипохлорита натрия (100 мг/дм3) с температурой 30-35°C с подщелачиванием натриевой щелочью (400 мг/дм3) до pH = 12,0.
Щелочные промывки с Трилоном Б (ЭДТК) позволяют снизить ж-потенциал органических отложений на поверхности мембраны, и тем самым приостановить дальнейшую хемосорбцию полиамидной подложкой мембраны фульвокислот, сульфатов и хлоридов. Кислотные промывки с лимонной кислотой способствуют удалению труднорастворимых солей кальция и магния, и, кроме того, позволяют бороться с возможными отложениями гидроксида железа.
Сущность изобретения раскрывается в примере, где приведена режимная карта (табл.1) для системы химводоподготовки, включающей основные баромембранные установки (блоки УФ и ОО) подготовки котловой воды и установку переработки сточных вод (дожимной блок – ДБ) с основных установок производительностью по химически очищенной воде – 100 т/ч.
Таблица 1 – Режимная карта для системы химводоподготовки производительностью 100 т/ч, включающей основные блоки обратного осмоса, ультрафильтрацию (УФ) и дожимной блок (ДБ)
Claims (1)
- Способ ведения водно-химического режима и регенерации баромембранной водоподготовительной установки с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции, включающей блоки ультрафильтрации, дожимные и/или основные блоки обратного осмоса, с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции, содержащей коагулянт FeCl3, NaClO (раствор с массовой долей 50%), Na2S2O5 (раствор с массовой долей 10%), H2SO4 (раствор с массовой долей 92%), NaOH (раствор с массовой долей 42%), Na5P3O10, трилон Б, лимонную кислоту техническую, антискалянт Экотрит® UNI 1, включающий предварительную очистку исходной воды и химические промывки кислотными и щелочными моющими средствами, отличающийся тем, что в качестве предварительной очистки питательной воды систем ультрафильтрации и обратного осмоса используется коагуляция хлорным железом (FeCl3); для предупреждения образования растворимых форм железа и отложений органических соединений на поверхности мембраны pH исходной воды поддерживается на уровне 8,2-9,0; в качестве кислотного моющего средства систем ультрафильтрации и обратного осмоса используется водный раствор лимонной кислоты (2200 мг/дм3) с температурой 35-40 °С, подкисленный серной кислотой (630 мг/дм3) до pH = 2,0; в качестве щелочного моющего средства систем ультрафильтрации используется водный раствор гипохлорита натрия (100 мг/дм3) с температурой 30-35 °С, подщелоченный натриевой щелочью (400 мг/дм3) до pH = 12,0; в качестве ингибитора отложения солей используется антискалянт Экотрит® UNI 1, не содержащий фосфаты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020132208A RU2753350C1 (ru) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Способ ведения водно-химического режима и регенерации баромембранной водоподготовительной установки с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020132208A RU2753350C1 (ru) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Способ ведения водно-химического режима и регенерации баромембранной водоподготовительной установки с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2753350C1 true RU2753350C1 (ru) | 2021-08-13 |
Family
ID=77348984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020132208A RU2753350C1 (ru) | 2020-09-30 | 2020-09-30 | Способ ведения водно-химического режима и регенерации баромембранной водоподготовительной установки с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2753350C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006012691A1 (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-09 | U.S. Filter Wastewater Group, Inc. | Chemical and process for cleaning membranes |
| RU2294794C2 (ru) * | 2004-08-10 | 2007-03-10 | Николай Андреевич Янковский | Способ получения осветленной воды |
| RU2551499C1 (ru) * | 2014-01-31 | 2015-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали |
-
2020
- 2020-09-30 RU RU2020132208A patent/RU2753350C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006012691A1 (en) * | 2004-08-04 | 2006-02-09 | U.S. Filter Wastewater Group, Inc. | Chemical and process for cleaning membranes |
| RU2294794C2 (ru) * | 2004-08-10 | 2007-03-10 | Николай Андреевич Янковский | Способ получения осветленной воды |
| RU2551499C1 (ru) * | 2014-01-31 | 2015-05-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hansima et al. | Fouling of ion exchange membranes used in the electrodialysis reversal advanced water treatment: A review | |
| AU2010219284B2 (en) | Desalination system | |
| KR101329523B1 (ko) | 스트림으로부터의 암모늄/암모니아 제거 | |
| CN102285705B (zh) | 一种反渗透系统的清洗方法 | |
| EP1363856B1 (en) | Method of boron removal in presence of magnesium ions | |
| KR101744400B1 (ko) | 역삼투막 필터의 세정 장치 | |
| BRPI1009754B1 (pt) | Método para tratar água que contém matéria orgânica | |
| Chesters et al. | Membranes and minewater–waste or revenue stream | |
| WO2013091129A1 (en) | Membrane filtration process for industrial process water treatment and recovery | |
| RU2753350C1 (ru) | Способ ведения водно-химического режима и регенерации баромембранной водоподготовительной установки с применением унифицированной коррекционно-отмывочной композиции | |
| RU2007135538A (ru) | Способ очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до питьевого качества (варианты) с использованием коагулянта титанового и комплексная система для очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до питьевого качества | |
| CN102553453A (zh) | 反渗透膜用阻垢剂 | |
| Pervov et al. | Assessment of the effectiveness of new “green” scale inhibitors used in reverse-osmosis seawater desalination | |
| CN110215846A (zh) | 一种处理反渗透浓水用平板纳滤膜的清洗剂及清洗方法 | |
| KR20140044548A (ko) | 나노 분리막을 이용한 연수화 정수 처리 장치 및 연수화 정수 방법 | |
| RU2686146C1 (ru) | Способ дегазации воды | |
| JP2006122787A (ja) | 海水淡水化方法 | |
| WO2019000160A1 (en) | METHOD FOR CLEANING A FILTRATION MEMBRANE CONTAINED IN A WATER TREATMENT SYSTEM AND WATER TREATMENT SYSTEM | |
| KR20230066266A (ko) | 탈염 장치의 운전 방법 | |
| RU2640134C1 (ru) | Способ очистки внутренней поверхности котла | |
| Al Ansari | SHMP as Antiscalant for Treating Brackish Water using Reverse Osmosis | |
| JP7354744B2 (ja) | 排水利用システム | |
| JP7318755B1 (ja) | 脱塩装置の運転方法 | |
| JP6468384B1 (ja) | 水処理装置 | |
| RU2049074C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от красителей и поверхностно-активных веществ |