RU44670U1 - SYSTEM OF DEEP SALTATION OF FRESH AND SALTONIC WATERS - Google Patents

SYSTEM OF DEEP SALTATION OF FRESH AND SALTONIC WATERS Download PDF

Info

Publication number
RU44670U1
RU44670U1 RU2004133940/22U RU2004133940U RU44670U1 RU 44670 U1 RU44670 U1 RU 44670U1 RU 2004133940/22 U RU2004133940/22 U RU 2004133940/22U RU 2004133940 U RU2004133940 U RU 2004133940U RU 44670 U1 RU44670 U1 RU 44670U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reverse osmosis
concentrate
stage
filter
water
Prior art date
Application number
RU2004133940/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Афрасияб Абула оглы Аскерния
И.А. Малахов
Г.И. Малахов
Original Assignee
Афрасияб Абула оглы Аскерния
Малахов Игорь Александрович
Малахов Глеб Игоревич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Афрасияб Абула оглы Аскерния, Малахов Игорь Александрович, Малахов Глеб Игоревич filed Critical Афрасияб Абула оглы Аскерния
Priority to RU2004133940/22U priority Critical patent/RU44670U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU44670U1 publication Critical patent/RU44670U1/en

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована для получения глубоко обессоленной воды из природных пресных и солоноватых вод. Система глубокого обессоливания природных пресных и солоноватых вод содержит последовательно включенные осветлительную установку, установку обработки осветленной воды на ионообменных фильтрах и обессоливающую мембранную установку обратного осмоса. Согласно полезной модели установка обратного осмоса имеет по меньшей мере две соединенные последовательно по ходу движения концентрата ступени обратноосмотических аппаратов с установленными между указанными ступенями повысительными насосами, а также линии соединения между указанными установками, причем каждая ступень установки обратного осмоса оборудована мембранами, работающими под рабочим давлением, необходимым для эффективной обработки концентрата данной ступени. Предусмотрено использование концентрата от ступеней установки обратного осмоса для регенерации ионообменных фильтров. Для воды с повышенным содержанием органических соединений установка обработки осветленной воды содержит Н-Na-катионитный и Сl-ионитный фильтры, а линия отвода концентрата из обратноосмотической установки и линия отвода щелочного раствора от ступени Н-ОН-ионирования пермеата подключены к Cl-ионитному фильтру, линия отвода кислого раствора от ступени Н-ОН-ионирования и линия отработанного раствора от Cl-ионитного фильтра подключены к Н-Na-катионитному фильтру.The utility model relates to the field of power engineering and can be used to obtain deeply desalted water from natural fresh and brackish waters. The deep desalination system of natural fresh and brackish waters contains a clarification unit connected in series, a clarification water treatment installation on ion-exchange filters, and a reverse osmosis desalination membrane installation. According to a utility model, a reverse osmosis unit has at least two reverse osmosis unit stages connected in series along the direction of the concentrate with booster pumps installed between these stages, as well as connection lines between the specified units, each stage of the reverse osmosis unit is equipped with membranes operating under operating pressure, necessary for the efficient processing of this stage concentrate. The use of concentrate from the stages of the reverse osmosis installation for the regeneration of ion-exchange filters is provided. For water with a high content of organic compounds, the clarified water treatment plant contains H-Na-cation exchange resin and Cl-ionite filters, and the concentrate removal line from the reverse osmosis unit and the alkaline solution removal line from the Н-ОН-ionization stage of the permeate are connected to the Cl-ionite filter, the acid solution withdrawal line from the H-OH ionization stage and the spent solution line from the Cl-ionite filter are connected to the H-Na-cation exchange filter.

Description

Полезная модель относится к области теплоэнергетики и может быть использована для получения глубоко обессоленной воды из природных пресных и солоноватых вод.The utility model relates to the field of power engineering and can be used to obtain deeply desalted water from natural fresh and brackish waters.

В настоящее время на ряде ТЭС для глубокого обессоливания воды применяют систему, последовательно включающую осветлительную установку (осветлители и механические фильтры), установку обратного осмоса (УОО) в качестве первой ступени обессоливания и Н- ОН-ионитные фильтры в качестве второй ступени обессоливания [1, 2] - аналоги. Недостатком этой системы является повышенный расход концентрата (продувочной воды) вследствие неглубокого концентрирования обрабатываемой воды в УОО и соответственно низкий расход получаемого пермеата (обессоленной воды) после УОО. Указанный недостаток является результатом того, что в УОО не предусмотрено повышение рабочего давления, обеспечивающего неизменные условия проведения обратноосмотического процесса по мере увеличения солесодержания концентрата. Кроме того, указанный недостаток является следствием упрощенной схемы предочистки, которая не позволяет достаточно глубоко удалять из воды карбонатную жесткость. Еще одним недостатком системы по [1, 2] является сброс отработанных регенерационных растворов от ступени Н-ОН-ионирования, содержащих высокие концентрации реакционноспособной кислоты и щелочи.Currently, at a number of thermal power plants for deep water desalination, a system is used that consistently includes a clarification unit (clarifiers and mechanical filters), reverse osmosis (UOO) as the first stage of desalination and H-OH-ionite filters as the second stage of desalination [1, 2] - analogues. The disadvantage of this system is the increased consumption of concentrate (purge water) due to the shallow concentration of the treated water in the DOE and, accordingly, the low consumption of permeate (demineralized water) after the DOE. The indicated drawback is the result of the fact that the DOE does not provide for an increase in the working pressure providing constant conditions for the reverse osmosis process as the salt content of the concentrate increases. In addition, this drawback is a consequence of a simplified pre-treatment scheme, which does not allow carbonate hardness to be removed deep enough from water. Another drawback of the system according to [1, 2] is the discharge of spent regeneration solutions from the H-OH ionization stage containing high concentrations of reactive acid and alkali.

Известна принимаемая в качестве прототипа система глубокого обессоливания пресных и солоноватых вод, содержащая последовательно включенные осветлительную установку, установку обработки осветленной воды на ионообменных фильтрах и обессоливающую мембранную установку обратного осмоса [3]. Процесс обратноосмотического обессоливания в установке по прототипу осуществляется при постоянном значении приложенного давления в аппаратах с однотипными мембранными элементами, при значительных величинах сброса концентрата 15-30%, которым соответствуют Known adopted as a prototype system of deep desalination of fresh and brackish water, containing sequentially included clarification unit, a treatment plant for clarified water on ion-exchange filters and a desalination membrane installation of reverse osmosis [3]. The process of reverse osmosis desalination in the installation of the prototype is carried out at a constant value of the applied pressure in devices with the same membrane elements, with significant values of the discharge of concentrate 15-30%, which correspond

низкие значения отношения расходов пермеата к концентрату n=2,3-5,7. Такая система обессоливания позволяет обеспечить режим работы УОО без образования минеральных отложений в мембранных элементах при относительно неглубоком концентрировании обрабатываемой воды. Вместе с тем эта система, так же как и [1, 2], не позволяет увеличить выработку пермеата, а следовательно увеличить отношение расходов пермеата к концентрату и полезно использовать концентрат в качестве регенеранта Na-катионитного фильтра вследствие низкой концентрации в нем натриевых солей. 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. Этот расход обусловлен значительной величиной сброса концентрата 15- 30% от расхода исходной обрабатываемой воды (или 17,6-42,8% от расхода обессоленной воды), а также расходом воды на собственные нужды предвключенных перед УОО Н- или Na-катионитных фильтров, который обычно составляет 5-6% от расхода катионированной воды (или 5,9-8,6% от расхода получаемой обессоленной воды). Итого в целом по установке расход воды на собственные нужды составляет 23,5-51,4% от расхода получаемой обессоленной воды.low values of the ratio of permeate to concentrate costs n = 2.3-5.7. Such a desalination system makes it possible to ensure the operating mode of UO without the formation of mineral deposits in the membrane elements with a relatively shallow concentration of the treated water. At the same time, this system, like [1, 2], does not allow increasing permeate production, and therefore, increasing the ratio of permeate to concentrate costs and it is useful to use the concentrate as a regenerant of the Na-cation exchange filter due to the low concentration of sodium salts in it. As a result of these features of the prototype, the water consumption for own needs as a whole for the installation of desalination remains quite high 23.5-51.4% of the flow rate of the obtained demineralized water. This flow rate is due to a significant amount of concentrate discharge of 15-30% of the flow rate of the initial treated water (or 17.6-42.8% of the flow rate of demineralized water), as well as the flow of water for own needs of the H- or Na-cationite filters that are included in front of the UOE, which usually accounts for 5-6% of the flow rate of cationic water (or 5.9-8.6% of the flow rate of the obtained demineralized water). In total, according to the installation, the water consumption for own needs is 23.5-51.4% of the flow rate of the obtained demineralized water.

К недостатком прототипа следует отнести также:The disadvantage of the prototype should also include:

- относительно высокие значения показателей жесткости и щелочности в исходной воде перед УОО,- relatively high values of hardness and alkalinity in the source water before DOE,

- неглубокое обессоливание воды (7-50 мкСм/см электропроводимости) вследствие отсутствия дополнительной ступени Н-ОН-ионирования пермеата,- shallow desalination of water (7-50 μS / cm of electrical conductivity) due to the lack of an additional stage of H-OH ionization of permeate,

- загрязнение мембранных элементов органосодержащими отложениями при обработке воды с повышенным содержанием органических веществ (в том числе техногенного происхождения).- pollution of membrane elements with organo-containing deposits during the treatment of water with a high content of organic substances (including man-caused origin).

Достигаемыми результатами полезной модели являются:The achievable results of the utility model are:

- существенное увеличение выхода пермеата с обратноосмотической установки и уменьшение расхода концентрата, которым соответствуют более высокие значения отношения расходов пермеата к концентрату 7-99;- a significant increase in the yield of permeate from the reverse osmosis unit and a decrease in the concentrate flow rate, which correspond to higher values of the ratio of permeate flow rate to the concentrate 7-99;

- повышение качества обессоленной воды (до <0,5 мкСм/см электропроводимости);- improving the quality of demineralized water (up to <0.5 μS / cm of electrical conductivity);

- сокращение сбросов концентрированных растворов по ступеням обессоливания и, соответственно, уменьшение расходов воды на собственные нужды установки (до 3-17% от расхода получаемой глубоко обессоленной воды).- reduction of discharges of concentrated solutions by desalination steps and, accordingly, reduction of water consumption for the plant’s own needs (up to 3-17% of the flow rate of deeply desalted water obtained).

Указанные результаты обеспечиваются тем, что в системе глубокого обессоливания природных пресных и солоноватых вод, содержащей последовательно включенные осветлительную установку, установку обработки осветленной воды на ионообменных фильтрах и обессоливающую установку обратного осмоса, согласно полезной модели установка обратного осмоса имеет по меньшей мере две соединенные последовательно по ходу движения концентрата ступени обратноосмотических аппаратов с установленным между указанными ступенями повысительными насосами, а также линии соединения между указанными установками, причем каждая последующая ступень установки обратного осмоса оснащена мембранами, работающими при рабочем давлении, необходимом для обработки концентрата предыдущей ступени. При этом ионообменная установка обработки осветленной воды может содержать H-Na-фильтры или Na-катионитные фильтры, а после установки обратного осмоса включена установка Н-ОН-ионирования пермеата. Причем линия отвода концентрата с обратноосмотической установки подведена к Na-катионитныму фильтру, линия отвода кислого раствора от ступени Н-ОН-ионирования пермеата подключена к Н-катионитному фильтру или к линии осветленной воды перед Na-катионитным фильтром, а линия отвода щелочного раствора от той же ступени - к Na-катионитному фильтру.The indicated results are ensured by the fact that in a deep desalination system of natural fresh and brackish waters containing a clarification unit in series, a clarification water treatment unit on ion-exchange filters and a reverse osmosis desalination unit, according to a utility model, the reverse osmosis unit has at least two connected in series along the movement of the concentrate steps of the reverse osmosis apparatus with booster pumps installed between the indicated steps, and that there are also connection lines between the specified plants, and each subsequent stage of the reverse osmosis installation is equipped with membranes operating at the working pressure necessary for processing the concentrate of the previous stage. In this case, the ion-exchange clarified water treatment plant may contain H-Na filters or Na-cation exchange filters, and after the installation of reverse osmosis, the installation of H-OH ionization of permeate is switched on. Moreover, the concentrate removal line from the reverse osmosis unit is connected to the Na-cation exchange filter, the acid solution withdrawal line from the Н-ОН ionization stage of the permeate is connected to the Н-cation exchange filter or to the clarified water line in front of the Na-cation exchange filter, and the alkaline solution removal line from that steps to the Na-cation exchange filter.

При повышенном содержании органических соединений установка обработки осветленной воды может содержать Cl-ионитный или Н-Na-With a high content of organic compounds, the clarified water treatment plant may contain Cl-ionite or H-Na-

катионитный и Сl-ионитный фильтры. Линия отвода концентрата из обратноосмотической установки и линия отвода щелочного раствора от ступени Н-ОН-ионирования пермеата подключены к Cl-ионитному фильтру.cation exchange and Сl-ion exchange filters. The line for the removal of concentrate from the reverse osmosis unit and the line for the removal of alkaline solution from the Н-ОН-ionization stage of the permeate are connected to the Cl-ion filter.

Линия отвода кислого раствора от ступени Н-ОН-ионирования и линия отработанного раствора от Cl-ионитного фильтра подключены к Н-Na-катионитному фильтру.The acid solution withdrawal line from the Н-ОН ionization stage and the spent solution line from the Cl-ionite filter are connected to the Н-Na-cation exchange filter.

В предлагаемой системе содержание ионов жесткости в воде, поступающей на обратноосмотическую установку составляет 3-5 мкг-экв/л, а щелочности - (0,1-0,2) мг-экв/л, т.е. существенно ниже, чем в прототипе.In the proposed system, the content of hardness ions in the water entering the reverse osmosis plant is 3-5 μg-equiv / l, and alkalinity is (0.1-0.2) mg-equiv / l, i.e. significantly lower than in the prototype.

Глубокое умягчение и декарбонизация питательной воды позволяют исключить загрязнение мембранных элементов даже при глубоком концентрировании воды, соответствующем заявленным значениям отношения расходов пермеата к концентрату в пределах n=7-99.Deep softening and decarbonization of feed water make it possible to eliminate contamination of membrane elements even with deep concentration of water, corresponding to the declared values of the ratio of permeate to concentrate expenditures in the range n = 7-99.

Предотвращение органических отложений на поверхности мембран обеспечивается дополнительной очисткой осветленной воды на Cl-ионитном фильтре, загруженном органопоглощающим анионитом, а необходимая эффективность поглощения органических веществ достигается за счет глубокой регенерации анионита концентратом обратноосмотической установки и отработанным щелочным раствором ОН-анионитного фильтра ступени Н-ОН-ионирования пермиата.The prevention of organic deposits on the membrane surface is ensured by additional purification of clarified water on a Cl-ionite filter loaded with organoabsorbing anion exchange resin, and the required efficiency of organic matter absorption is achieved due to deep regeneration of the anion exchange resin by the reverse osmosis unit concentrate and spent alkaline solution of the OH-anion exchange filter of the Н-ОН-ionization stage permeate.

Выбранные диапазоны отношения расходов пермеата к концентрату обоснованы предельными условиями работы УОО на глубоко умягченной и декарбонизованной пресной или солоноватой воде.The selected ranges of the ratio of permeate to concentrate expenditures are justified by the extreme conditions for the operation of UOE on deeply softened and decarbonized fresh or brackish water.

Процесс обратноосмотического обессоливания воды реализуется под воздействием давления, значение которого превышает величину осмотического давления. Таким образом, значение рабочего давления, обеспечивающего процесс разделения (на пермеат и концентрат) определяется разностью между приложенным и осмотическим давлениями - ΔР.The process of reverse osmosis desalination of water is carried out under the influence of pressure, the value of which exceeds the value of the osmotic pressure. Thus, the value of the working pressure that ensures the separation process (permeate and concentrate) is determined by the difference between the applied and osmotic pressures - ΔР.

По мере роста солесодержания концентрата при неизменной величине приложенного давления рабочее давление ΔР уменьшается, что и приводит к снижению производительности мембран.As the salt content of the concentrate increases at a constant value of the applied pressure, the working pressure ΔР decreases, which leads to a decrease in the productivity of the membranes.

Характерный диапазон общей минерализации природных вод составляет 100-1250 мг/л. В процессе обратноосмотического обессоливания происходит концентрирование до солесодержания соответственно солоноватых и засоленных вод. Используемые в практике обессоливания подобных вод мембранные элементы соответствующего типа имеют ограничения по солесодержанию концентрата ~5000 мг/л - солоноватые воды и ~10000 мг/л - засоленные воды. Указанное ограничение обусловлено тем, что при солесодержании концентрата в указанных пределах создаваемое давление ~1,6 МПа и ~4,0 МПа для соответствующего типа мембран обеспечивает необходимые параметры обратноосмотического процесса. При солесодержании концентрата выше 5000 мг/л и 10 000 мг/л вследствие роста осмотического давления приложенное давление (1,6 МПа и 4,0 МПа) для соответствующих типов обратноосмотических мембран недостаточно для обеспечения номинальной их производительности. В результате процесс обратноосмотического обессоливания нарушается и приводит к снижению производительности обратноосмотических мембран и установки в целом и ухудшению качества пермеата.The characteristic range of the total salinity of natural waters is 100-1250 mg / l. In the process of reverse osmosis desalination, concentration occurs, respectively, to the salinity of, respectively, brackish and saline waters. The membrane elements of the corresponding type used in the practice of desalination of such waters have limitations on the salt content of the concentrate ~ 5000 mg / l - brackish water and ~ 10000 mg / l - saline water. This limitation is due to the fact that when the salinity of the concentrate is within the specified limits, the pressure created is ~ 1.6 MPa and ~ 4.0 MPa for the corresponding type of membranes provides the necessary parameters of the reverse osmosis process. When the salt content of the concentrate is higher than 5000 mg / l and 10 000 mg / l due to the increase in osmotic pressure, the applied pressure (1.6 MPa and 4.0 MPa) for the corresponding types of reverse osmosis membranes is not enough to ensure their nominal performance. As a result, the process of reverse osmosis desalination is disrupted and leads to a decrease in the performance of reverse osmosis membranes and the installation as a whole and a deterioration in the quality of permeate.

Рассмотрим процесс обессоливания в 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 HR для обессоливания засоленной воды). В установке предусмотрено повышение приложенного давления не более 1,6 МПа на первой ступени и до 3,5-4,0 МПа на последней ступени при обеспечении необходимой скорости движения раствора (концентрата) в напорных каналах над поверхностью мембран в фильтрующих элементах (не менее 1 м/с).Let us consider the process of desalination in an installation with blocks of reverse osmosis membrane devices (modules) assembled in two or more stages (in the direction of the concentrate), assembled in a parallel-serial circuit and equipped with two types of reverse osmosis membrane elements (for example, BW for desalination of brackish water and HR for desalination of salted water). The installation provides for an increase in the applied pressure of not more than 1.6 MPa in the first stage and up to 3.5-4.0 MPa in the last stage, while ensuring the necessary speed of the solution (concentrate) in the pressure channels above the surface of the membranes in the filter elements (at least 1 m / s).

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 For low-saline waters with a salinity of 100 mg / l, the optimal desalination conditions will be characterized by a value of n = 99, which corresponds to the operating mode of the reverse osmosis unit with a concentrate flow rate of 1.0% of the feed water flow. At

этом солесодержание концентрата близко к предельному по условиям работы мембран. При n<99 увеличивается расход концентрата и соответственно снижается выход пермеата, кроме того, снижается солесодержание концентрата и его регенерирующая способность по отношению к сильнокислотному катиониту Na-фильтра. То есть, режим работы УОО не является оптимальным.In this case, the salt content of the concentrate is close to the limit according to the operating conditions of the membranes. At n <99, the concentrate consumption increases and the permeate yield decreases, in addition, the salt content of the concentrate and its regenerating ability with respect to the strongly acidic Na-filter cation exchange resin are reduced. That is, the operating mode of the DOE is not optimal.

При n>99 в результате увеличения осмотического давления, производительность установки снижается до 90% от номинального, а также увеличивается солесодержание пермеата.At n> 99 as a result of an increase in the osmotic pressure, the productivity of the installation decreases to 90% of the nominal, and the salt content of permeate also increases.

Для вод с солесодержанием 1250 мг/л оптимальные условия обессоливания будут характеризоваться значением n=7, которому соответствует режим работы обратноосмотической установки с величиной расхода концентрата 12,5% от расхода питательной воды. При этом солесодержание концентрата близко к предельному по условиям работы мембран. При n<7 увеличивается расход концентрата и соответственно снижается выход пермеата, кроме того, снижается солесодержание концентрата и его регенерирующая способность по отношению к сильнокислотному катиониту Na-фильтра. То есть, режим работы УОО также не является оптимальным.For waters with a salinity of 1250 mg / l, the optimal desalination conditions will be characterized by a value of n = 7, which corresponds to the operation mode of the reverse osmosis unit with a concentrate flow rate of 12.5% of the feed water flow. In this case, the salt content of the concentrate is close to the limit according to the operating conditions of the membranes. When n <7, the concentrate consumption increases and the permeate yield decreases, in addition, the salt content of the concentrate and its regenerating ability with respect to the strongly acidic Na-filter cation exchanger decrease. That is, the operating mode of DOE is also not optimal.

При n>7 в результате увеличения осмотического давления, производительность установки снижается до 85% от номинального, а также увеличивается солесодержание пермеата.At n> 7 as a result of an increase in the osmotic pressure, the productivity of the installation decreases to 85% of the nominal, and the salt content of permeate also increases.

Таким образом, приведенный диапазон значений отношения расходов пермеата к концентрату (n=7-99) определен, исходя из того, что при значениях n>99 даже для вод с исходной минерализацией 100 мг/л имеет место превышение предельного солесодержания концентрата 10000 мг/л, а при значениях n<7 даже для вод с исходной минерализацией 1250 мг/л солесодержание концентрата существенно ниже допустимого.Thus, the reduced range of the ratio of permeate consumption to concentrate (n = 7-99) is determined on the basis that, for values of n> 99, even for waters with initial salinity of 100 mg / l, the maximum salt content of the concentrate exceeds 10,000 mg / l and for values of n <7, even for waters with initial salinity of 1250 mg / l, the salinity of the concentrate is significantly lower than permissible.

На фиг.1 в качестве одного из примеров реализации полезной модели схематически изображена система глубокого обессоливания (СГО), в которой на стадии предподготовки, кроме осветлителя (О) и механических фильтров (М), предусмотрены Н- и Na-катионитные фильтры; на фиг.2 - Figure 1, as one example of the implementation of the utility model, schematically depicts a deep desalination system (SGO), in which at the pretreatment stage, in addition to clarifier (O) and mechanical filters (M), H- and Na-cation exchange filters are provided; figure 2 -

другой пример реализации полезной модели в виде СГО, в которой на стадии предподготовки вместо Н-катионитного фильтра предусмотрено устройство для подкисления воды; на фиг.3 - еще один пример реализации полезной модели применительно к исходной воде с высоким содержанием органических соединений, в котором на стадии предподготовки дополнительно предусмотрен Cl-анионитный фильтр для удаления органических веществ.another example of the implementation of a utility model in the form of an SSS, in which, at the pretreatment stage, instead of an H-cation exchange filter, a device for acidifying water is provided; figure 3 is another example of the implementation of the utility model in relation to the source water with a high content of organic compounds, in which at the stage of pre-treatment additionally provides Cl-anion exchange filter to remove organic substances.

СГО согласно полезной модели содержит осветлительную установку в составе осветлителя (О) 1, и механических (осветлительных) фильтров (М) 2, Н-катионитного фильтра (Н) 3, Na-катионитного фильтра (Na) 4 (фиг.1), H-Na-катионитного фильтра (Н, Na) 3,4, Сl-ионитного фильтра (Сl) 5 (фиг.3), а также насос 6 УОО первой ступени, УОО 7 первой ступени обессоливания, повысительный насос 8 УОО второй (или насосы второй и третьей) ступени, УОО 9 второй (или второй и третьей) ступени обессоливания, Н-ионитный фильтр 10, ОН-ионитный фильтр 11, линию 12 концентрата, линию 13 пермеата, линии 14, 15 соответственно подачи исходной воды и отвода глубоко обессоленной воды, а также линии 16, 17 подачи в ионитные фильтры и отвода соответственно кислоты и щелочи.SGO according to the utility model contains a clarification unit as a part of clarifier (O) 1, and mechanical (clarification) filters (M) 2, H-cation exchange filter (H) 3, Na-cation exchange filter (Na) 4 (Fig. 1), H -Na-cation exchange filter (H, Na) 3,4, Сl-ion exchange filter (Сl) 5 (Fig. 3), as well as a pump 6 for the first stage, УОО 7 for the first desalination step-up pump 8 for the second stage (or pumps the second and third) stages, UOO 9 of the second (or second and third) desalination stage, H-ion filter 10, OH-ion filter 11, concentrate line 12, permeate line 13, lines 14, 15, respectively, the supply of source water and the removal of deeply demineralized water, as well as the line 16, 17 of the supply to the ion exchange filters and the discharge of acid and alkali, respectively.

Система согласно полезной модели (фиг.1, 2) работает следующим образом. Исходная вода предварительно подается в осветлительную установку, где последовательно проходит осветлитель 1, механический фильтр 2, Н-катионитный фильтр 3 (фиг.1) и Na-катионитный фильтр 4. Умягченная декарбонизованная вода с помощью насоса 6 подается в первую ступень обессоливания УОО 7, затем с помощью повысительного насоса 8 под более высоком давлении поступает в УОО 9 на вторую ступень обессоливания. Пермеат из обеих ступеней обессоливания по линии 13 подается последовательно на Н- и ОН-ионитные фильтры соответственно 10 и 11. Для регенерации в Н-катионитный фильтр по линии 16 подается серная кислота в ОН-анионитный фильтр, во второй по линии 17 подается едкий натр. Концентрат от УОО 9 второй или последней ступени обессоливания и отработанный раствор щелочи из ОН-ионитного фильтра 11 подаются соответственно по линиям 12 и 17 на регенерацию Na-катионитного фильтра (фиг.1 и 2), Сl-The system according to the utility model (figure 1, 2) works as follows. The source water is preliminarily supplied to the clarification unit, where clarifier 1, mechanical filter 2, H-cation exchange filter 3 (Fig. 1) and Na-cation exchange filter 4 pass sequentially. Softened decarbonized water is pumped 6 to the first desalination unit UOE 7, then, using a booster pump 8, under higher pressure, it enters UOO 9 to the second stage of desalination. Permeate from both desalination stages via line 13 is fed sequentially to H- and OH-ionite filters 10 and 11, respectively. For regeneration, sulfuric acid is fed to the OH-anionite filter through line 16 for line 16, and caustic soda is fed to line 2 through line 17 . The concentrate from UOO 9 of the second or last stage of desalination and the spent alkali solution from the OH-ionite filter 11 are supplied, respectively, along lines 12 and 17 to the regeneration of the Na-cation exchange filter (FIGS. 1 and 2), Cl-

ионитного фильтра (фиг.3). Отработанный кислый раствор от Н-катионитного фильтра 10 подается по линии 16 на регенерацию Н-катионитного фильтра (фиг.1), подкисление осветленной воды перед Na-катионитным фильтром (фиг.2), на регенерацию H-Na-катионитного фильтра (фиг.3). Отработанный концентрат после Сl-ионитного фильтра 5 подается по линии 12 на регенерацию H-Na-катионитного фильтра 3, 4 (фиг.3).ion exchange filter (figure 3). The spent acid solution from the H-cation exchange filter 10 is fed through line 16 to the regeneration of the H-cation exchange filter (Fig. 1), the acidification of clarified water in front of the Na-cation exchange filter (Fig. 2), and the regeneration of the H-Na-cation exchange filter (Fig. 2). 3). The spent concentrate after the Cl-ionite filter 5 is fed through line 12 to the regeneration of the H-Na-cationite filter 3, 4 (Fig. 3).

Пример 1. Осветленная вода р. Кама после обработки в осветлителе 1 и на механических фильтрах (фиг.1) поступает на Н-Na-катионирование на фильтрах 3, 4, загруженных соответственно слабо- и сильнокислотным катионитами (МАС-3 и КУ-2-8), далее глубоко умягченная и декарбонизованная вода подается на обратноосмотическое обессоливание в последовательно смонтированные блоки мембранных аппаратов УОО 7 и 9. Первая ступень 7 аппаратов 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.Example 1. The clarified water p. Kama after processing in clarifier 1 and on mechanical filters (Fig. 1) enters H-Na cation on filters 3, 4 loaded with weakly and strongly acidic cation exchangers (MAC-3 and KU-2-8), respectively, then deeply softened and decarbonated water is supplied for reverse osmosis desalination to sequentially mounted blocks of UOO 7 and 9 membrane devices. The first stage 7 of the devices is equipped with BW membrane elements operating at pressures up to 1.6 MPa. The last stage of these devices is equipped with HR membrane elements operating under a pressure of not more than 4.0 MPa.

Полученный пермеат подается на ионообменное дообессоливание на Н-ОН-фильтрах, загруженных соответственно катионитом КУ-2-8 и анионитом АВ-17-8.The obtained permeate is fed to ion-exchange desalination on H-OH filters loaded respectively with KU-2-8 cation exchanger and AB-17-8 anion exchanger.

В таблице 1 приведены составы осветленной, Н-Na-катионированной воды, пермеата и концентрата обратноосмотической установки, обессоленного пермеата после Н-ОН-ионитных фильтров.Table 1 shows the compositions of clarified, H-Na-cationized water, permeate and concentrate reverse osmosis unit, desalted permeate after H-OH-ionite filters.

Процесс обессоливания ведут с расходом концентрата 2,86% от расхода питательной воды при отношении расхода пермеата к концентрату n=34.The desalination process is carried out with a concentrate flow rate of 2.86% of the feed water flow rate with a ratio of permeate to concentrate flow rate n = 34.

Таблица 1Table 1 Показатели составаComposition indicators Осветленная водаClarified water H-Na-катиони-рованная водаH-Na-cationic water ПермеатPermeate КонцентратConcentrate Пермеат после Н-ОН-фильтровPermeate after H-OH filters Жесткость, мг-экв/дм3 Hardness, mEq / dm 3 1,01,0 0,0050.005 0,000120.00012 0,170.17 0,00,0 Са2+, - « -Ca 2+ , - "- 0,60.6 0,0030.003 0,000070.00007 0,100.10 0,00,0 Mg2+, - « -Mg 2+ , - "- 0,40.4 0,0020.002 0,000050.00005 0,070,07 0,00,0 Щелочность, - « -Alkalinity, - "- 0,60.6 0,20.2 0,0050.005 6,826.82 0,00,0 Na, мг/дм3 Na, mg / dm 3 91,291.2 105105 2,6252,625 35833583 0,110.11 Сl-, - « -Сl - , - "- 122122 122122 3,053.05 41624162 0,10.1 SO42-, - « -SO 4 2- , - “- 4343 4343 1,0751,075 14671467 следыtraces SiO32-, - « -SiO 3 2- , - “- 3,03.0 3,03.0 0,0750,075 102,4102,4 0,0050.005 Солесодержание, - « -Salt content, - "- 293293 285285 7,1257,125 97279727 <0,3<0.3 Электропровода.,- « -Electric wires., - "- -- 440440 11eleven -- <0,5<0.5 ХПК, мгО/дм3 COD, mgO / dm 3 1,21,2 1,01,0 0,30.3 24,724.7 --

Пример 2. Осветленную воду р. Кама после обработки в осветлителе и на механических фильтрах установки (фиг.2) 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.Example 2. The clarified water p. Kama after treatment in the clarifier and on the mechanical filters of the installation (Fig. 2) is acidified with an spent sulfuric acid solution and fed to Na-cation on filters loaded with strongly acidic cation exchange resin (KU-2-8), then deeply softened and decarbonized water is fed to reverse osmosis desalination , in sequentially mounted blocks of membrane apparatuses UOO 7 and 9. The first stage 7 is equipped with BW membrane elements operating at pressures up to 1.6 MPa. The last stage of these devices is equipped with HR membrane elements operating under a pressure of not more than 4.0 MPa.

Полученный пермеат подают на ионообменное дообессоливание на H-ОН-ионообменных фильтрах, загруженных соответственно, катионитом КУ-2-8 и анионитом АВ-17-8.The obtained permeate is fed to ion-exchange desalination on H-OH-ion-exchange filters loaded respectively with KU-2-8 cation exchanger and AB-17-8 anion exchanger.

В таблице 2 приведены составы осветленной, подкисленной Na-катионированной воды, пермеата и концентрата обратноосмотической установки, обессоленного пермеата после H-ОН-фильтров.Table 2 shows the compositions of clarified, acidified Na-cationized water, permeate and reverse osmosis concentrate, desalted permeate after H-OH filters.

Процесс обессоливания ведут с расходом концентрата 3,13% от расхода питательной воды при отношении расхода пермеата к концентрату n=30,87. 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.The desalination process is carried out with a concentrate flow rate of 3.13% of the feed water flow rate with a ratio of permeate to concentrate flow rate n = 30.87. To acidify the clarified water, the spent solution of the H-cation exchange filter of the Н-ОН-post-desalination permeate stage is supplied. For the regeneration of the Na-cation exchange filter, the concentrate of the reverse osmosis unit is fed, and then the spent alkali solution after regeneration of the OH-anion exchange filter of the permeate pre-desalination stage.

Таблица 2table 2 Показатели составаComposition indicators Осветленная водаClarified water Подкисленная и Na-катионированная водаAcidified and Na-cationic water ПермеатPermeate КонцентратConcentrate Пермеат после Н-ОН-фильтровPermeate after H-OH filters Жесткость, мг-экв/дм3 Hardness, mEq / dm 3 1,01,0 0,0050.005 0,000120.00012 0,1560.156 0,00,0 Са2+, - « -Ca 2+ , - "- 0,60.6 0,0030.003 0,000070.00007 0,0940,094 0,00,0 Mg2+, - « -Mg 2+ , - "- 0,40.4 0,0020.002 0,000050.00005 0,0620,062 0,00,0 Щелочность, - « -Alkalinity, - "- 0,60.6 0,20.2 0,0050.005 6,236.23 0,00,0 Na, мг/дм3 Na, mg / dm 3 91,291.2 114,2114.2 2,852.85 35603560 0,120.12 Сl-, - « -Сl - , - "- 122122 122122 3,053.05 38033803 0,10.1 SO42-, - « -SO 4 2- , - “- 4343 62,262,2 1,551.55 19401940 следыtraces SiO32-, - « -SiO 3 2- , - “- 3,03.0 3,03.0 0,0750,075 93,593.5 0,0050.005 Солесодержание, - « -Salt content, - "- 293293 313,7313.7 7,847.84 97809780 <0.3<0.3 Электропроводн.,- « -Conducting., - "- -- 448448 11,211.2 -- <0.5<0.5 ХПК, мгО/дм3 COD, mgO / dm 3 1,21,2 1,01,0 0,30.3 22,722.7 --

Пример 3. Осветленная вода р. Кама после обработки в осветлителях и на механических фильтрах (фиг.3) поступает на Н-Na-катионирование на фильтре, загруженном сильнокислотным и слабокислотным катионитом (КУ-2 и МАС-3) и Cl-ионирование на фильтре, загруженном органопоглощающим анионитом (Marathon 11), далее глубоко умягченная, декарбонизованная и очищенная от органических веществ вода подается на обратноосмотическое обессоливание, в последовательно смонтированные блоки мембранных аппаратов 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.Example 3. The clarified water of the river. Kama after processing in clarifiers and on mechanical filters (Fig. 3) enters H-Na-cation on a filter loaded with strongly acid and weakly acid cation exchange resin (KU-2 and MAC-3) and Cl-ionization on a filter loaded with organo-absorbing anion exchange resin (Marathon 11), then deeply softened, decarbonized and purified from organic substances water is supplied to reverse osmosis desalination, to sequentially mounted blocks of membrane devices 7 and 9. The first stage 7 is equipped with BW membrane elements operating at pressures up to 1.6 Pa. The last stage of these devices is equipped with HR membrane elements operating under a pressure of not more than 4.0 MPa.

Полученный пермеат подается на ионнообменное дообессоливание на Н-ОН-фильтрах, загруженных соответственно катионитом КУ-2-8 и анионитом АВ-17-8.The resulting permeate is fed to ion-exchange desalination on H-OH filters loaded respectively with KU-2-8 cation exchanger and AB-17-8 anion exchanger.

В таблице 3 приведены составы осветленной, Н-Na-Cl-ионированной воды, пермеата и концентрата обратноосмотической установки, обессоленного пермеата после Н-ОН-фильтров.Table 3 shows the compositions of clarified, H-Na-Cl-ionized water, permeate and reverse osmosis concentrate, desalted permeate after H-OH filters.

Процесс обессоливания ведут с расходом концентрата 3,05% от расходов питательной воды при отношении расхода пермеата к концентрату n=31,8. На регенерацию Cl-ионитного фильтра подается концентрат обратноосмотической установки, а затем отработанный раствор щелочи после регенерации ОН-анионитного фильтра ступени дообессоливания пермеата.The desalination process is carried out with a concentrate flow rate of 3.05% of the feed water consumption with a ratio of permeate to concentrate consumption n = 31.8. For the regeneration of the Cl-ion exchanger filter, the concentrate of the reverse osmosis unit is supplied, and then the spent alkali solution after regeneration of the OH-anion exchanger filter of the stage of additional desalination of permeate.

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.The spent acid solution is fed to the regeneration of the H-Na-cation exchange filter of the H-Na-cationization stage after the regeneration of the H-cation exchange filter of the H-OH-post-desalination of permeate and the spent solutions after the Cl-ion filter.

Таблица 3Table 3 Показатели составаComposition indicators Осветленная водаClarified water H-Na-Сl-иониро-ванная водаH-Na-Cl-ionized bath water ПермеатPermeate КонцентратConcentrate Пермеат после Н-ОН-фильтровPermeate after H-OH filters Жесткость, мг-экв/дм3 Hardness, mEq / dm 3 1,01,0 0,0050.005 0,000120.00012 0,1760.176 0,00,0 Са2+, - « -Ca 2+ , - "- 0,60.6 0,0030.003 0,000070.00007 0,10560.1056 0,00,0 Mg2+, - « -Mg 2+ , - "- 0,40.4 0,0020.002 0,000050.00005 0,070,07 0,00,0 Щелочность, - « -Alkalinity, - "- 0,60.6 0,20.2 0,0050.005 7,047.04 0,00,0 Na, мг/дм3 Na, mg / dm 3 91,291.2 105105 2,6252,625 36983698 0,110.11 Сl-, - « -Сl - , - "- 122122 147147 3,6753,675 51775177 0,10.1 SO42-, - « -SO 4 2- , - “- 4343 9nine 0,2250.225 317317 следыtraces SiO32-, - « -SiO 3 2- , - “- 3,03.0 3,03.0 0,0750,075 105,66105.66 0,0050.005 Солесодержание, - « -Salt content, - "- 293293 276276 6,96.9 97219721 <0,3<0.3 Электропроводн., -« -Conducting., - "- -- 436436 10,910.9 -- <0,5<0.5 ХПК, мгО/ дм3 COD, mgO / dm 3 1,21,2 1,01,0 0,30.3 25,5725.57 --

Источники информации:Sources of information:

1. Применение обратного осмоса при обессоливании воды для питания парогенераторов ТЭС и АЭС. - Мамет А.П., Ситняковский Ю.А. - Теплоэнергетика, 2000, №7, с.20-22.1. The use of reverse osmosis in the desalination of water to power the steam generators of TPPs and nuclear power plants. - Mamet A.P., Sitnyakovsky Yu.A. - Thermal Engineering, 2000, No. 7, pp. 20-22.

2. Сравнение экономичности ионитного и обратноосмотического обессоливания воды. - Мамет А.П., Ситняковский Ю.А. - Электрические станции, 2002, №6, с.63-66.2. Comparison of the efficiency of ionic and reverse osmosis desalination of water. - Mamet A.P., Sitnyakovsky Yu.A. - Electric stations, 2002, No. 6, p. 63-66.

3. Патент СССР №1820895, С 02 F 1/42, 1991.3. USSR patent No. 1820895, C 02 F 1/42, 1991.

Claims (3)

1. Система глубокого обессоливания природных пресных и солоноватых вод, содержащая последовательно включенные осветлительную установку, установку обработки осветленной воды на ионообменных фильтрах, обессоливающую мембранную установку обратного осмоса, отличающаяся тем, что установка обратного осмоса имеет по меньшей мере две соединенные последовательно по ходу движения концентрата ступени обратноосмотических аппаратов с установленными между указанными ступенями повысительными насосами, а также линии соединения между указанными установками, причем каждая ступень установки обратного осмоса оборудована мембранами, работающими под рабочим давлением, необходимым для эффективной обработки концентрата данной ступени.1. A system for deep desalination of natural fresh and brackish water, comprising a clarification unit in series, a clarification water treatment unit on ion-exchange filters, a desalination membrane reverse osmosis unit, characterized in that the reverse osmosis unit has at least two stages connected in series along the direction of the concentrate movement reverse osmosis devices with booster pumps installed between the indicated steps, as well as connecting lines between the indicated installations, and each stage of the reverse osmosis installation is equipped with membranes operating under the working pressure necessary for the efficient processing of the concentrate of this stage. 2. Система глубокого обессоливания по п.1, отличающаяся тем, что установка обработки осветленной воды содержит H-Na-фильтры или Na-катионитные фильтры, а после установки обратного осмоса включена установка Н-ОН-ионирования пермеата, причем линия отвода концентрата из обратноосмотической установки подключена к Na-катионитным фильтрам, линия отвода кислого раствора от ступени Н-ОН-ионирования пермеата подключена к Н-катионитному фильтру или к линии осветленной воды, а линия отвода щелочного раствора от той же ступени - к Na-катионитному фильтру.2. The deep desalination system according to claim 1, characterized in that the clarified water treatment plant contains H-Na filters or Na-cation exchange filters, and after the reverse osmosis installation, the N-OH-ionization of permeate is turned on, and the concentrate removal line from reverse osmosis the unit is connected to Na-cation exchange filters, the acid solution drainage line from the Н-ОН-ionization stage of permeate is connected to the Н-cationite filter or clarified water line, and the alkaline solution removal line from the same stage to the Na-cation exchange filter. 3. Система глубокого обессоливания по п.1 воды с повышенным содержанием органических соединений, отличающаяся тем, что установка обработки осветленной воды содержит Н-Na-катионитный и Cl-ионитный фильтры, а линия отвода концентрата из обратноосмотической установки и линия отвода щелочного раствора от ступени Н-ОН-ионирования пермеата подключены к Cl-ионитному фильтру, линия отвода кислого раствора от ступени Н-ОН-ионирования и линия отработанного раствора от Cl-ионитного фильтра подключены к Н-Na-катионитному фильтру.3. The deep desalination system according to claim 1, water with a high content of organic compounds, characterized in that the clarified water treatment plant contains H-Na-cationite and Cl-ionite filters, and a concentrate removal line from the reverse osmosis unit and an alkaline solution removal line from the stage The Н-ОН-ionization of the permeate is connected to the Cl-ionite filter, the line for removing the acid solution from the Н-ОН-ionization stage and the waste solution line from the Cl-ionite filter are connected to the Н-Na-cation exchange filter.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004133940/22U 2004-11-23 2004-11-23 SYSTEM OF DEEP SALTATION OF FRESH AND SALTONIC WATERS RU44670U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004133940/22U RU44670U1 (en) 2004-11-23 2004-11-23 SYSTEM OF DEEP SALTATION OF FRESH AND SALTONIC WATERS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004133940/22U RU44670U1 (en) 2004-11-23 2004-11-23 SYSTEM OF DEEP SALTATION OF FRESH AND SALTONIC WATERS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU44670U1 true RU44670U1 (en) 2005-03-27

Family

ID=35561382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004133940/22U RU44670U1 (en) 2004-11-23 2004-11-23 SYSTEM OF DEEP SALTATION OF FRESH AND SALTONIC WATERS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU44670U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2339183C (en) Method for reducing scaling in electrodeionization systems
CN212403781U (en) But resource recovery&#39;s desulfurization effluent disposal system
KR20020039333A (en) A salt water desalination process using ion selective membranes
CN111268834A (en) Desulfurization wastewater treatment system and method capable of recycling resources
CN104529021A (en) System for preparing demineralized water by recycling reverse osmosis concentrated water
JP3137831B2 (en) Membrane processing equipment
CN108689539A (en) Dense salt wastewater zero discharge and resources apparatus and treatment process
CN101085681A (en) Process for preparing industrial high purity water
KR101778021B1 (en) Eco-friendly desalination system using forward osmosis and reverse osmosis
RU2322402C2 (en) System for ion-exchange chemical purification and reverse-osmosis water desalting for boilers at heat-and-power stations
CN110980883A (en) Method for removing divalent ions in water by whole membrane method
CN204454795U (en) A kind ofly reclaim the system that reverse osmosis concentrated water produces de-mineralized water
RU44670U1 (en) SYSTEM OF DEEP SALTATION OF FRESH AND SALTONIC WATERS
CN204111459U (en) A kind of electric power plant circulating water sewer recycling processing system
JP2001191080A (en) Electric deionizing device and electric deionizing treatment method using the same
CN101543730B (en) Organic liquid desalinisation process and system capable of preventing scale formation
RU2283288C2 (en) Method of the deep desalinating of the sweet and the brackish waters
CN212151698U (en) Multiple ion exchange formula drainage clean system and water purifier
CN108341527B (en) High-recovery removal bitter and fishiness
RU50529U1 (en) WATER CHEMICAL CLEANING AND SALTINING SYSTEM
RU56374U1 (en) MEMBRANE INSTALLATION FOR PREPARATION OF DEEP DESAINED WATER
CN113526715A (en) Desulfurization waste water zero discharge system
CN201389428Y (en) Organic liquid electrodialytic desalting device capable of holding back scaling
JP2001219161A (en) Water cleaning apparatus
RU63352U1 (en) SYSTEM OF DEEP REVERSE OSMOTIC SALTINATION OF NATURAL FRESH AND SALT WATERS

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20121124