Производство промышленных систем водоподготовки

Водоподготовка для каждой из отраслей промышленного производства имеет свои особенности:

• Пищевая промышленность — важно обеспечить качественное обеззараживаниеОбеззараживание — уничтожение болезнетворных микроорганизмов в воде или на оборудовании: ультрафиолетом, озонированием, хлорированием или термическим способом.
  Подробнее → и умягчение.
• Химическая промышленность — необходимость улучшения качества воды с целью минимизации воздействия воды на оборудование (механические повреждения, отложения, различные виды коррозий).
• Нефтепереработка — требуется удаление механических примесей, деминерализация и обезжелезивание.

Водозабор может производиться из разных источников:

Качество подаваемой воды при этом часто является неудовлетворительным и зависит от сезона (в ней может содержиться большое количество примесей, взвешенных веществ, солей жесткости, хлоридов и сульфатов).

1. Реагентная обработка

К реагентной обработке относятся химический, физико-химический и электрохимический методы очистки воды, данная операция позволяет достичь более глубокой очистки воды.

В зависимости от назначения можно выделить несколько групп:

• Для осаждения — взаимодействуют с примесями и приводят к их выпадению в осадок, к ним относят коагулянты, которые отделяют примеси от воды, и флокулянтыФлокулянт — реагент, который укрупняет мелкие частицы в хлопья и ускоряет их осаждение; применяется при очистке воды, обезвоживании шламов и разделении тонких суспензий.
  Подробнее →, которые объединяют примеси в более крупные молекулы.
• Дезинфектанты — для борьбы с биологическими загрязнениями.
• Для корректировки pH — нейтрализация среды.

2. Узел флотации

ФлотациюФлотация — выделение частиц и нефтепродуктов пузырьками газа, выносящими их на поверхность. Напорная флотация — стандартная ступень очистки производственных стоков перед биологической очисткой.
Подробнее → применяют для удаления из сточных водСточные воды — загрязнённые воды производственного, хозяйственно-бытового и поверхностного происхождения. Очищаются механическими, физико-химическими и биологическими методами до нормативов сброса.
Подробнее → нерастворимых диспергированных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются. Флотацию применяют для очистки сточных вод многих производств: нефтеперерабатывающих, целлюлозно-бумажных, машиностроительных, пищевых и химических.

Достоинствами флотации являются непрерывность процесса, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, по сравнению с отстаиванием большая скорость процесса.

Флотация сопровождается:

• аэрациейАэрация — насыщение жидкой среды воздухом или кислородом, необходимое аэробным микроорганизмам для дыхания, роста биомассы и синтеза целевых продуктов в биотехнологическом производстве.
  Подробнее → сточных вод
• снижением концентрации ПАВ и легкоокисляемых веществ

Все это способствует успешному проведению последующих стадий очистки сточных вод.

3. Узел фильтрации

Для устранения возможных проскоков примесей после узла флотации принято использовать узел механической фильтрацииФильтрация — разделение суспензий и мутных жидкостей при прохождении через пористую перегородку, задерживающую твёрдые частицы. В биотехнологическом производстве это ключевая операция осветления, стерилизации и тонкой очистки продуктов.
Подробнее →, которая представляет собой систему фильтров.

Каждый фильтр загружается щебнем (нижний слой), который является поддерживающим слоем для основной загрузки, антрацит (верхний слой) и кварцевый песок (средний слой).

Осветленная вода после установки механической фильтрации подается на установку сорбционной фильтрации, которая состоит из фильтров, загружаемых щебнем (нижний слой) и активированным углем (верхний слой).

4. Обратный осмос

Установка обратного осмосаОбратный осмос — мембранное разделение воды и растворённых веществ под давлением выше осмотического. Применяется для обессоливания, водоподготовки и концентрирования стоков.
Подробнее → предназначена для очистки и снижения общей минерализации воды. Принцип работы системы основан на баромембранных процессах разделения жидкостей, а именно: под действием внешнего давления, приложенного к разделяемой жидкости, происходит проницание молекул воды через мембрануМембрана — полупроницаемая перегородка, разделяющая газы или жидкости на компоненты за счёт разницы давления, концентрации или электрического потенциала; основа обратного осмоса и ультрафильтрации.
Подробнее →.

Исходная вода разделяется на два потока:

• Потока очищенной воды (пермеата)
• Потока условно «грязной» воды (концентрата)

Разделяемый поток исходной воды движется в осевом направлении по межмембранным каналам рулонного элемента, пермеат поступает в отводящую трубку центрального коллектора. Концентрат выходит с другой стороны модуля и частично возвращается в начало процесса, частично поступает на сброс, сокращая тем самым высокоминерализованные стоки.

5. Выпарная установка

Выпарная установкаВыпарная установка — оборудование для концентрирования растворов удалением части воды. Бывает многокорпусной, с термокомпрессией и тепловым насосом; применяется для солей, щелоков и сточных вод.
Подробнее → предназначена для очистки и дожима концентрата обратного осмоса. Сток предварительно нагревается в пластинчатом теплообменнике и поступает в контур циркуляции выпарной установки. Подводимый сток концентрируется за счет тепла, подводимого насыщенным греющим паром. Упаренный сток отводится из контура циркуляции для последующего концентрирования на узле кристаллизацииКристаллизация — выделение твёрдого вещества из раствора, расплава или газа с образованием кристаллов. Применяется для очистки нафталина, солей, удобрений; даёт высокую чистоту продукта.
Подробнее →.

Данная технология позволяет от концентрированного раствора примесей получить смесь солей с остаточной влажностью в пределах от 15 – 25% и чистый конденсат.

Установка водоподготовки до выпарной установки позволяет сократить количество стока, приходящего на нее, тем самым позволяет уменьшить капитальные (CAPEX) и эксплуатационные затраты (OPEX).

Подробнее о выпарных установках