Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Praktyczne zastosowanie ciśnieniowych technik membranowych w gospodarce wodno-ściekowej

Practical application of pressure-driven membrane techniques for water and wastewater management
Fot. EKO-MIX

Współczesne systemy uzdatniania wód powierzchniowych i podziemnych oraz oczyszczania ścieków wykorzystują złożone układy technologiczne składające się z sekwencji wielu procesów. Stosuje się w nich coraz częściej procesy membranowe, przede wszystkim te, których siłą napędową jest różnica ciśnień po obu stronach membrany.

W artykule podano przykłady takich instalacji zastosowanych w przemyśle i ciepłownictwie.

Usuwanie zanieczyszczeń ze środowiska wodnego poprzez procesy membranowe może być zastosowane w dwóch rodzajach operacji:

  • jako filtracja membranowa obejmująca procesy ultrafiltracji (UF) i mikrofiltracji (MF) w celu bezpośredniego usunięcia drobnych cząstek stałych i mikroorganizmów oraz koloidów,
  • w odwróconej osmozie (RO) i nanofiltracji (NF) do usuwania substancji rozpuszczonych (sole i związki organiczne).

Niskociśnieniowe techniki membranowe stosowane w układach zintegrowanych, na przykład z koagulacją, adsorpcją i utlenieniem, często charakteryzują się właściwościami separacyjnymi podobnymi do wysokociśnieniowych technik membranowych, głównie NF [1, 3, 6]. Układy zintegrowane stosuje się również w przypadku odwróconej osmozy i nanofiltracji [3].

Uzdatnianie wody obejmuje głównie odsalanie/demineralizację, zmiękczanie oraz usuwanie żelaza i manganu, mikroorganizmów, a ponadto mikrozanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych. Stosuje się zarówno niskociśnieniowe, jak i wysokociśnieniowe procesy membranowe.

W przypadku ścieków techniki membranowe są wykorzystywane przede wszystkim w oczyszczaniu ścieków przemysłowych, ale również komunalnych jako bioreaktory membranowe oraz w doczyszczaniu ścieków po drugim stopniu oczyszczania [2, 4, 5].

Do oczyszczania ścieków przemysłowych stosuje się zarówno procesy filtracji membranowej do usuwania zawiesin, koloidów i substancji wielkocząsteczkowych, jak i wysokociśnieniowe techniki membranowe do ścieków zawierających rozpuszczone związki nieorganiczne i organiczne o masach cząsteczkowych poniżej 1 kDa.

W uzdatnianiu wody do picia i celów przemysłowych stosuje się przede wszystkim wysokociśnieniowe techniki membranowe:

  • odwróconą osmozę (RO), która zatrzymuje jony i jest stosowana głównie do odsalania wód i ścieków oraz usuwania jonów metali, anionów nieorganicznych i innych małocząsteczkowych związków organicznych,
  • nanofiltrację (NF), która zatrzymuje jony dwuwartościowe, może być zatem wykorzystana do zmiękczania wody i usuwania mikrozanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych z wód i ścieków.

Odwróconą osmozę stosuje się do otrzymywania wody do picia i celów przemysłowych przede wszystkim jako metodę odsalania i demineralizacji wód o różnej zawartości soli.

Siłą napędową przemysłowego wykorzystania membran było odsalanie wody pochodzącej ze źródeł naturalnych w kierunku otrzymania wody do picia w miejsce energochłonnych metod termicznych. W przypadku demineralizacji odwrócona osmoza częściowo zastępuje wymianę jonową jako metodę, w której tworzą się bardzo obciążone ścieki o znacznym zasoleniu.

Stacja uzdatniania „Rydułtowy”

Przykładem zastosowania odwróconej osmozy w otrzymywaniu wody do picia i równocześnie wody do celów ciepłowniczych jest stacja demineralizacji wody w Ciepłowni Rydułtowy. Schemat produkcji wody [1] realizowanej tą technologią przedstawia rys. 1.

Woda surowa pozyskiwana jest z poziomu 400 m kopalni „Rydułtowy”, gdzie znajduje się główne odwadnianie selektywnie ujmowanych wód z pokładów wodonośnych. Stacja uzdatniania ma dwie linie technologiczne. Każda z nich może produkować ok. 55 m3/h wody pitnej oraz 5 m3/h permeatu służącego do przygotowania wody do celów ciepłowniczych [1].

Woda pozyskiwana z kopalni nie spełnia wymagań, jakie stawiane są wodzie zasilającej instalację RO, dlatego przeprowadzane jest jej wstępne przygotowanie (rys. 1): koagulacja, flokulacja, korekta odczynu, filtracja, dozowanie preparatu fosforanowego i filtracja dokładna. Parametry wody zasilającej systemy RO po wstępnym przygotowaniu, permeatu oraz wody do picia przedstawione zostały w tabeli 1 [1].

Jednostka odwróconej osmozy jest instalacją dwustopniową [7]. Na pierwszy stopień instalacji składa się 30 modułów spiralnych, natomiast stopień drugi stanowi 18 modułów, w których zastosowano kompozytowe membrany poliamidowe firmy Hydranautics o symbolu ESPA 1 [1]. Parametry pracy instalacji RO są następujące: wydajność instalacji 40 m3/h permeatu, stopień odzysku wody 72,7%, temperatura wody 290,5–292,5 K, ciśnienie robocze 0,89–1,15 MPa, przepływ koncentratu 15 m3/h [1, 7].

Woda do picia produkowana jest przez mieszanie wody surowej z permeatem otrzymywanym w instalacji RO. Stosunek wody surowej do permeatu został ustalony doświadczalnie i jest aktualizowany bieżącymi analizami. Ustalono, że gdy przewodność wody jest na poziomie ok. 900 mS/cm, to zawiera ona ok. 170 mg/l siarczanów, ok. 178 mg/l jonów sodu oraz ok. 706 mg/l substancji rozpuszczonych.

Woda po zmieszaniu kierowana jest do zbiorników retencyjnych wody pitnej, skąd pompowana jest do sieci po wcześniejszej filtracji na ciśnieniowych filtrach żwirowych oraz po dezynfekcji dwutlenkiem chloru. Stężenie dwutlenku chloru mierzone jest w sposób ciągły i powinno wynosić 0,4–0,6 mg/l.

Stacja uzdatniania KWK „Pokój”

Stacja Uzdatniania Wody Dołowej (SUWD) zaprojektowana została dla wód z likwidowanego rejonu „Wawel” KWK „Pokój” w Rudzie Śląskiej i zlokalizowana jest na terenie kopalni przy istniejących stawach osadowych [1, 8, 9]. Na rys. 2 przedstawiono ogólny schemat omawianej stacji [1].

Woda kopalniana pobierana jest do stacji uzdatniania w ilości około 1600–1700 m3/d poprzez podziemny zbiornik o pojemności 300 m3. Pod względem składu chemicznego woda ta przekracza wymagane parametry dla wody do picia zawarte w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia [14] w zakresie: mineralizacji – ok. 4,5-krotnie, zawartości siarczanów – ok. 10-krotnie oraz twardości ogólnej – ok. 5-krotnie (tabela 2) [8].

Koncepcja uzdatniania opiera się na założeniu, że po usunięciu ponadnormatywnej zawartości jonów siarczanowych, wapniowych i magnezowych metodą membranową można uzyskać wodę do picia w ilości ok. 800 m3/d oraz 800 m3/d koncentratu, który będzie utylizowany do rekonsolidacji zrobów wraz z odpadami z elektrowni [1, 8, 9].

Inwestycja pozwoliła wyeliminować zrzut ok. 3,52 t/d (ok. 24%) jonów chlorkowych i siarczanowych do rzeki Czarniawki, ładunek ten lokowany jest teraz w mieszaninie podsadzkowej wraz z koncentratem ze stacji uzdatniania w wyrobiskach kopalnianych [1, 8, 9].

Czytaj dalej: Demineralizacja wody dla celów przemysłowych >>

   23.05.2014

Komentarze

(1)
Krzychu Kowal | 17.06.2014, 11:33
Dobrze rozwijającym się rynkiem jest zastosowania membran do oczyszczania ścieków w bioreaktorach membranowych (MBR). W tej chwili wszystkie liczace sie firmy dostarczajace technologii oczyszczania sciekow posiadaja tą technologię, a jej rozwój jest spowodowany zwiększeniem wydajności oczyszczalni scieków bez powiększania powierzchni instalacji
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dofinansowanie ogrzewania i fotowoltaiki
  • - Eksploatacja gruntowych pomp ciepła
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl