Современные методы в водоподготовке на примере развития промышленных установок

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Мировые ресурсы воды
97% мировых запасов воды – это соленные воды
Пресные воды составляют только 3%
2/3 пресных вод заморожено в ледниках и полярных ледяных шапках
Остаток незамороженных пресных вод – это в большей части подземные воды
Наземные воды и атмосферная вода составляют только незначительную часть

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Источники пресной воды
Поверхностные воды
Реки, озера, влажные земли
Подрусловые потоки
Подземные воды
Почвенные, грунтовые, межпластовые
Опреснение воды
Вода айсбергов (проект)

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Использование пресной воды
Окончательное
Моментальное использование воды для других целей невозможно
Испарение, просачивание
Вода вошедшая в состав продукта, в т.ч. продуктов питания
Возобновляемое
Вода может быть обработана и отведена как поверхностная вода, если она может быть использована для чего-то

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Использование пресной воды 2.
69 % - Сельское хозяйство
В основном для полива полей
15 -35 % полей без полива не плодоносило

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Использование пресной воды 3.
22 % - Промышленность
Самый полярный растворитель
Носитель кинетической энергии
Выработка электроэнергии на ГЭС
Теплоноситель с самой высокой удельной теплоемкостью
Пар
Производство энергии
Охлаждение
градирни

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Использование пресной воды 4.
8 % - Бытовое хозяйство
Питьевая вода
Вода для личной гигиении
Вода для приготовления пищи
Вода для сада
По экспертной оценке одному человеку необходимо 50 л воды в сутки, не включая воду для сада

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Использование пресной воды 5.

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Использование пресной воды 6.
Вода для РАЗВЛЕЧЕНИЙ
Аквапарки
Бассейны
Экстремальные поездки на лодках
Озера на площадях для гольфа
Все это является возобновляемым применением воды, но, на мой взгляд, абсолютно неразумным!
Большое количество сточных вод, содержащих различные опасные для природных водоемов химикаты

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Назначение установки водоподготовки
Приведение показателей сырой воды в соответствии с требованиями потребителя к качеству воды
Градирни для охлаждения
Пищевая промышленность
Выработка пара различного давления
Выработка электроэнергии на ТЭЦ и ГРЭС, а также на АЭС
И.т.д.

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Основные узлы установки водоподготовки
Забор сырой воды
Фильтрация на песчаных фильтрах
Пред(варительная)очистка
Умягчение или
Обессоливание
Глубокое обессоливание

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Забор сырой воды
Поверхностные (речные, озерные) воды:
Традиционный способ: насос качает воду
Грубая (сетка 5 – 15 см) фильтрация
Снабжение водой, в т.ч. питьевой, г. Будапешта:
Колодцы-спруты прибережной фильтрации вдоль берега Дуная
Грунт выполняет роль естественного узла предочистки
Нет никакой дополнительной химической или механической обработки воды!
Подземные воды
Скважины различной глубины
Как правило, требуется обезжелезивание воды

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Схема колодцев-спрутов города Будапешт

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
The 1st possibility to reduce river water intake
It is the implementation of closed loops of indirect cooling - HELLER®SYSTEM
Water is circulating in a closed loop and heated by air
Heat exhangers are made from alumina
No evaporation, minimal water losses (1 – 2 %)

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
The principal scheme of Heller system at TPP

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
- Bilibinskaya APP, Chukhotsky AO – the beginning of 70-ties.
- Razdanskaya HPP, Armenia– the beginning of 70-ties.
There has never been any stop-over due to the failure of the heat exchangers of the cooling system for the whole period of Bilibinskaya APP operation life.

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Sochi TPP, Krasnodar county – 2004

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Предочистка
Традиционная:
Фильтрация на песчаных фильтрах
Коагуляция
Коагулянты: соли Fe и Al
Часто совмещается с известкованием
Тонкая фильтрация
Дезинфекция (питьевая вода)
Новая технология:
Фильтрация на самоочищающихся тонких фильтрах непрерывного действия
Дезинфекция
Ультрафильтрация
Стабилизационная обработка (питьевая вода)

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Умягчение
Получение воды для подпитки тепловых сетей и/или котлов давлением до 39 бар
До появления ионообменных смол:
Известкование
Обработка содой
Содоизвесткование
Обработка тринатрийфосфатом
Высокое содержание Na аботанной воде
Большое количество шламов

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Умягчение 2.
Na-катионирование на ионообменных смолах
Расход NaCl на регенерацию 100 – 250 г/л смолы
Образуется большое количество сточных вод, содержащих NaCl
Выход: применение катионита PUROLITE SST-60
Расход NaCl на регенерацию не более 68 г/л смолы
Технология будущего: нанофильтрация
Пока мембрана недостаточно селективна и дорого

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Обессоливание
Получение воды с удельной электро-проводностью 0,5 – 2,0 µСим/см для подпитки паровых котлов высокого давления
Ионообменные фильтры с прямоточной регенерацией
Вода на собственные нужды 35 %
Ионообменные фильтры с противоточной регенерацией
Вода на собственные нужды 3 - 6 %
Установки обратного осмоса (RO)
Вода на собственные нужды 20 - 30 %
Будущее: Установки прямого осмоса (FO, DO)

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Глубокое обессоливание
Получение воды с удельной электро-проводностью менее 0,2 µСим/см для подпитки паровых котлов высокого и сверхкритического давления
Общепринятый способ:
Смешанный слой катионита и анионита
Большой – 10-кратный – избыток регенерирующих химикатов
Технология будущего (сегоднящнего дня)
Электродеионизация
Нет регенерирующих химикатов
НО Законы термодинамики никто не отменил!

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Установка EDI 180 т/час

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Самая распространенная схема ионного обмена – прямоточная регенерация

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Самая распространенная схема ионного обмена – прямоточная регенерация

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Более экономичная схема ионного обмена – противоточная регенерация (Schwebebett, Amberpack, Puropack, UpCoRe, etc.)

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Более экономичная схема ионного обмена – противоточная регенерация

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Coвременная схема обессоливания на основе мембранных процессов – обратного осмоса, RO

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Coвременная схема обессоливания на основе мембранных процессов – обратного осмоса, RO

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Состав воды для сравнения технико-экономических показателей

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Сравнение экономических показателей: Удельный расход реагентов EUR/1000 кубометров воды

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Использование (очищенных) сточных вод в качестве источника технологической воды
В странах, где вода и слив стоит действительно дорого
используются очищенные на традиционных установках биологической очистки городские сточные воды для выработки электроэнергии (г. Катовице, Польша)
любые сточные воды очащаются на установках нитри-денитрификации, комбинированных с мембраннымт биореакторами
Используются даже воды, образующиеся в химических реакциях, например, при производстве диметилового эфира

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Использование (очищенных) сточных вод в качестве источника технологической воды 2.
На пространстве бывшего СССР природная вода ПОКА (!!!) дешевая, экологические штрафы очень низкие → Нет заинтересованности экономить!

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Пример возможности использования сточных вод
Ниже приведены анализы речной воды и сточных вод в усреднительном пруду одного из европейских заводов:

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Из сравнения данных следует
Химический состав речной воды и обработанных сточных вод достаточно похожи
Разница концентраций некоторых компонентов двух вод, скорее всего, вызвана реагентами для регенерации ионообменных смол
Можно-ли получить обессоленную воду из обработанных сточных вод?
Расчеты показывают: ДА!

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Схема получения 360 т/час обессоленной воды κ≤0.2 µS/cm из обработанных сточных вод

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Эффект от внедрения предложенной схемы
Потребность в речной воде сокращается минимум на 40 %
Для работы установки обессоливания воды потребуется :
Около 90 т/год серной кислоты
Около 20 т/год едкого натра (NaOH)
Что соответствует
16.6 % и 10 % от соответсвующих объемов, использованных в предыдущие годы

2010-05-05.
Lőrincz Lajos, Lőrincz & Co. Water Engineering, Hungary
Lőrincz és TárSai Kft. Profile
A Hungarian engineering company specializing in the field of industrial water treatment
Close cooperation with Inaqua Hungary Kft.
providing basic engineering for WTP
joint foreign trade operations
Partnership with
Budapest Public Water Works
Dunakút Kft (formerly Schki-Bau Kft.)
The Managing Director is Technical expert of Purolite International, the leading ion exchange resin producer