Проектирование водоподготовительной установки, разработка схемы и последующий её расчет, страница 18

Обоснованием этого выбора являются результаты лабораторных сравнительных исследований эффективности работы нового антискаланта с импортным аналогом Pretreat Plus, который хорошо зарекомендовал себя в ходе более чем 5-летнего применения на различных объектах в России и странах СНГ. Исследования проводились в три этапа. Использовались 2 идентичные экспериментальные установки, схемы которых представлены на рисунке 3.1, каждая из которых содержала по одному мембранному модулю DESAL^® AG2521TF, с паспортной производительностью 41,7 л/м²ч. На одну установку производилось дозирование антискаланта ЭнергоСофт™, а на другую – Pretreat Plus с одинаковой скоростью, так чтобы возможно было отследить изменение эксплуатационных характеристик (производительности и селективности) во времени при одинаковых условиях. В обоих случаях дозы антискалантов в исходных потоках составляли 0,6 – 0,9 мг/л по сухому веществу. Соотношение потоков пермеата (фильтрата) к концентрату составляло 3/1, применение рециркуляции концентрата позволяло поддерживать рекомендуемую линейную скорость в напорном канале (над мембраной). Рабочее давление в обоих случаях составляло 15 бар.

Рисунок 3.1 – Схема экспериментальной установки

На первом этапе эксперимент проводили при обессоливании воды московского водопровода, которая предварительно очищалась от взвешенных частиц и коллоидного железа фильтрацией на глубинных патронных микрофильтрах и фильтровалась на активированном угле для каталитического окисления активного хлора.

Общее время испытаний на водопроводной воде составило более 100 часов. График зависимости удельной производительности от времени работы, представленный на рисунке 3.2, свидетельствует о том, что оба антискаланта в равной степени предотвращают загрязнение мембран. Синхронные колебания производительности обусловливается колебаниями температуры водопроводной воды.

Рисунок 3.2 – Изменение удельной производительности во время проведения

обессоливания водопроводной воды.

Второй этап экспериментов проводили также на водопроводной воде, но для создания жестких условий корректировался солевой состав. Концентрацию кальция и магния довели до 12 и 8 мг-экв/л, соответственно; концентрацию сульфатов – до 200 мг/л; а также плавно (в течение 50 часов) повышали концентрацию карбоната натрия и едкого натра до 20 и 30 мг/л соответственно, в результате чего рН возрос с 7 до 8,5. Дальнейшие испытания проводили при вышеуказанном солевом составе исходной воды. Следует отметить, что в этих условиях раствор мутнел, т. е. осадкообразование нерастворимых соединений начиналось уже в исходной емкости, продолжалось на участке до микрофильтров, которые необходимо было менять с периодичностью 10–20 часов, и на мембранный модуль попадал насыщенный раствор карбонатов кальция и магния. Зная о явлении концентрационной поляризации, следует обратить внимание, что в таких условиях возможность осадкообразования на мембранах была существенно выше, чем в свободном растворе.

Рисунок 3.3 – Изменение удельной производительности во время проведения

обессоливания насыщенного раствора карбонатов кальция и магния.

Таким образом, были искусственно созданы все условия для образования осадков на мембране, которые часто имеют место в промышленных обратноосмотических системах, особенно в третьей секции (при трехсекционном исполнении и степени извлечения пермеата до 80% и более). Однако, как видно из рисунка 3.3, во время 80 часов работы в таких жестких условиях также не было обнаружено снижения производительности в случае дозирования обоих антискалантов.

На третьем этапе работы было прекращено дозирование импортного антискаланта в исходную воду с высокой концентрацией карбонатов кальция и магния, в то время как дозирование ЭнергоСофта™ продолжалось с той же дозировкой, что и ранее. В результате девяти часов работы удельная производительность мембран установки, на которую не дозировался антискалант, снизилась на 15% (Рисунок 3.4) и продолжала снижаться с высокой скоростью. После чего была проведена химическая мойка мембран с помощью оригинального кислотного чистящего средства ЭнергоТрит-А™, позволившая восстановить прежний уровень производительности. В то же время удельная производительность установки, на которую дозировался ЭнергоСофт™, оставалась неизменной в ходе всего эксперимента.