Проектирование водоподготовительной установки, разработка схемы и последующий её расчет, страница 6

В обратном осмосе производительность мембранных элементов, расход энергии и соответственно, капитальные и эксплуатационные затраты незначительно зависят от солесодержания (рисунок 2.1). При обратном осмосе количество солей в стоках близко к их количеству в исходной воде. Дополнительным источником солей являются составы для промывки мембран. Суммарное количество сбрасываемых солей пропорционально солесодержанию исходной воды и, при правильном расчете и эксплуатации установки, превышает его на 5-15%. К сожалению, известны случаи, когда из-за неверно выбранных условий эксплуатации приходится промывать мембраны столь часто, что сброс токсичных солей оказывается во много раз больше. Сбросные воды – концентрат обратного осмоса – имеют солесодержание в 2,5-4,0 раза больше, чем исходная вода, то есть 1-2 г/л, и состав, соответствующий ей. Это дает возможность сброса стоков без больших проблем.

Рисунок 2.1 – Зависимость стоимости очистки воды от его солесодержания

Сравнивая стоимость очистки воды обратным осмосом и ионным обменом (рисунок 2.1), можно отметить наличие точки пересечения прямых, соответствующих каждому методу. Положение этой точки у разных авторов сильно отличаются: от 600-800 мг/л до 100-150 мг/л. Корректно эта точка может быть определена только для заданного состава воды при сравнении реальных установок с учетом всех расходов. Так, эксплутационные расходы при обратном осмосе существенно зависят от способа предотвращения выпадения осадков. При применении ингибиторов их количество растет пропорционально жесткости. При умягчении ионным обменом необходимо учитывать расходы на эту операцию, которые также растут  пропорционально содержанию солей жесткости. Кроме того, необходимо учитывать стоимость исходной воды, расход которой при обратном осмосе примерно в 1,5 раза выше, чем при ионном обмене и выпарке, а также стоимость сброса отходов.

Тенденции развития мирового рынка водоподготовки также продиктованы постоянно ужесточающимися в последнее время экологическими требованиями к стокам и, поэтому, мембранные технологии и, прежде всего обратный осмос, применяемый для обессоливания, занимают все большую долю рынка, уменьшая долю ионообменных технологий.

Основным недостатком обратного осмоса называют большое количество образующегося концентрата (20-35% для обессоливания слабосоленых вод), однако вопрос о том, является ли это недостатком весьма спорный. Путей утилизации и использования концентрата существует несколько. При солесодержании до 400 мг/л (что характерно для большинства российских рек) установки обратного осмоса могут быть рассчитаны так, что солесодержание концентрата будет менее 1000 мг/л, Это позволяет сбрасывать его в ливневую канализацию. Кроме того, рынок предлагает широкую гамму реагентов, при добавлении которых, концентрат может быть использован в оборотных и охлаждающих циклах предприятий. [25]

Следует отметить преимущества каждого из методов.

Ионный обмен:

-  Возможность получения сверхчистой воды;

-  Отработанность и надежность;

-  Способность работать при резко меняющихся параметров исходной воды;

-  Минимальные капитальные и энергозатраты;

-  Меньший расход питающей воды;

-  Минимальный объем вторичных отходов, обеспечивающий возможность их переработки.

Обратный осмос:

-  Высокое качество воды по взвесям, биологическим и органическим загрязнениям;

-  Минимальное количество реагентов и суммарный сброс солей в окружающую среду;

-  Возможность сброса концентрата без обработки в канализацию;

-  Относительно низкие эксплуатационные затраты;

-  Отсутствие агрессивных реагентов и необходимости их обработки.

Термический метод:

-  Минимальное количество реагентов и сброс солей в окружающую среду;

-  Высокое качество воды по взвесям;

-  Возможность получения отходов минимального объема, вплоть до сухих солей;

-  Возможность использования избыточного тепла;

-  Удаление из воды растворенных газов.

Их недостатками являются: