Утилизация концентратов действующих установок обратного осмоса в схемах водоподготовки промышленных объектов

УДК 628.162:62.278

Предложена технология удаления из концентрата обратноосмотических установок карбоната кальция путем его кристаллизации на затравке. Кристаллы затравки находятся во взвешенном состоянии в циркулирующем потоке концентрата. Благодаря осаждению карбоната кальция на затравке снижается общее солесодержание концентрата, и снижаются концентрации кальций-ионов и бикарбонат-ионов. Для осуществления технологии используются мембранные аппараты с «открытым каналом», устойчивые к влиянию на процесс мембранного переноса осадков малорастворимых в воде солей и взвешенных веществ. Исследованы зависимости скоростей роста карбоната кальция в концентрате, содержащем ингибирующие вещества, от дозы вводимо «затравки» и выхода фильтрата. Предложена технологическая схема работы установки обратного осмоса в непрерывном режиме. Разработана технология утилизации концентрата установок обратного осмоса, используемых на предприятиях теплоэнергетики для подготовки питательной воды паровых котлов. Концентрат установок после обработки может быть использован в качестве технической воды, подаваемой в теплосеть или системы оборотного водоснабжения.

Ключевые слова: концентрат, стабилизация воды, обратноосмотическая установка, кристаллизация карбоната кальция, кристаллы затравки, утилизация концентрата, ингибиторы осадкообазования.

Технолгогия обратного осмоса широко применяется при создании технологических схем промышленной водоподготовки благодаря высокой эффективности очистки воды и небольшим расходам реагентов. Серьезную проблему составляет наличие у обратноосмотических установок сбросных расходов концентрата, которые содержат все удаленные из воды соли и другие загрязнения и имеют высокую минерализацию, что не позволяет сбрасывать их в поверхностные водоемы и канализационные сети городов [2.5]. Обычно при обессоливании природных вод расход концентрата установок обратного осмоса составляет не менее 20-30% от общего расхода опресняемой воды. Наличие сбросных расходов концентратов у установок обратного осмоса ограничивает их применение при создании станций очистки подземных и поверхностных вод для питьевых и технических целей. При создании систем водоснабжения ряда объектов не представляется возможным обеспечить сброс больших объемов концентратов в поверхностные водоемы или в канализационную сеть. Особенно наличие концентрата мешает использованию метода обратного осмоса в системах подготовки воды для паровых котлов.

Проблему также создает и химический состав концентрата:
- концентрат содержит ингибиторы - соли фосфоновых кислот и фосфаты (обычно в концентрациях 4-10 мг) - биогенные элементы, запрещенные для сброса в водоемы рыбохозяйственного назначения;
- присутствие в концентратах ингибиторов затрудняет дальнейшую обработку и утилизацию концентрата, состоящую в осаждении карбоната кальция;
- концентрат обратноосмотических установок содержит, помимо ионов кальция, бикарбонат-ионы. Это усложняет добавление концентрата в оборотные воды и в теплосеть, т.к. увеличивает опасность выпадения из воды карбоната кальция.

В настоящей работе предложен новый способ утилизации концентратов существующих установок обратного осмоса, обработанного ингибитором осадкообразования. Для удаления карбоната кальция используется описанная в предыдущих работах [1, 6.8] и состоящая в высаживании карбоната кальция на «затравке», циркулирующей в установке. Присутствие в концентрате обратноосмотических установок ингибиторов, как известно, предотвращает выпадение на мембранах осадков малорастворимых солей.

Экспериментальные работы, посвященные изучению закономерностей роста кристаллов карбоната и сульфата кальция, показывают, что добавление ингибиторов в пересыщенные растворы не останавливает полностью, а лишь замедляет скорости роста [9, 10]. Поэтому, увеличивая пересыщение раствора, можно добиться осаждения карбоната кальция на затравке. Целью настоящей работы является изучение закономерностей осаждения карбоната кальция на затравке в присутствии ингибиторов и определение возможностей разработанной технологии в удалении карбоната кальция из концентрата.

В современной мировой практике удаление «избыточного» карбоната кальция из концентрата мембранных установок производится в вихревых реакторах [2.4]. Пересыщенный по карбонату кальция концентрат подается в вихревой реактор (рис. 1), в который также подаются реагенты для ускорения осаждения карбоната кальция (известь, едкий натр). Однако, как известно, в концентрате обратноосмотических установок опасно поддерживать высокую степень пересыщения из-за опасности образования кристаллических отложений. Пересыщение перед входом в реактор обычно обеспечивается путем дозирования в исходную воду извести или едкого натра [2]. Для увеличения степени пересыщения концентрата по карбонату кальция, концентрат перед входом в реактор пропускается через градирню (дегазатор) для «отдува» углекислоты и повышения значения рН. После прохождения реактора концентрат подается на установку обратного осмоса второй ступени для дальнейшего концентрирования и увеличения выхода фильтрата [5]. Описанная технология требует использование специальных материалов для изготовления «затравки» - контактной массы, или «пеллет» («шариков», образованных в результате наращивания слоя карбоната кальция вокруг песчинок).

Внесение затравочных кристаллов в опресняемую воду использовалось для предотвращения накипеобразования в дистилляционных опреснительных установках [10]. Похожий подход применялся рядом исследователей для предотвращения образования осадков сульфата и карбоната кальция в установках обратного осмоса [2, 3]. Однако такое решение до сих пор не нашло широкого распространения в технологиях обратного осмоса вследствие опасности осаждения взвешенных кристаллов затравки на поверхности мембран и в каналах мембранных аппаратов рулонной конструкции. Экспериментальные исследования [2, 3] проводились на мембранных аппаратах трубчатой конструкции с открытым цилиндрическим каналом, не представляющим опасности отложения взвешенных в воде частиц в турбулизаторных сетках, используемых в аппаратах рулонной конструкции [4].

Описанный в работе [2] подход к повышению величины выхода фильтрата представляет большой интерес, но пока такое решение не нашло промышленного применения. И это объясняется не только определенными техническими трудностями, связанными с производством и подготовкой «затравки» и поддержания заданной степени пересыщения. Трубчатые мембранные аппараты имеют очень высокую стоимость, а создание высоких скоростей транзитного расхода требует высоких эксплуатационных затрат. Современные «коммерческие» мембранные аппараты рулонного типа, как уже говорилось выше, не допускают работы при нахождении в воде большого количества взвешенных частиц.

Практическое применение разработанных аппаратов с «открытыми» каналами в технологических схемах обессоливания подземных и поверхностных вод позволяет избежать сооружений предочистки и мероприятий для предотвращения отложений на мембранах (дозирование в исходную воду ингибиторов осадкообразования). Это позволяет значительно уменьшить капитальные затраты на создание установок и снизить затраты на их эксплуатацию [8].

В настоящей работе исследовались возможности снижения расхода концентрата обратноосмотических установок и сокращения затрат на реагенты за счет удаления из концентрата карбоната кальция путем его кристаллизации.

Для этого разработан специальный технологический процесс, состоящий в непрерывной кристаллизации карбоната кальция на «затравочных» кристаллах, находящихся во взвешенном состоянии в концентрате при постоянных высоких значениях пересыщения.

Для того чтобы избежать осадкообразования на мембранах при высоком уровне пересыщения по карбонату кальция и высоком содержании взвешенных кристаллов «затравки», в экспериментах использовались аппараты с «открытым» каналом. Основные принципы разработанной технологии «утилизации» концентрата представлены на рис. 2.

На рис. 2 (а) показан канал аппарата новой конструкции, образованный двумя мембранами с помещенными между ними упругими шариками из полистирола, по которому проходит поток концентрата с находящимися в нем «затравочными» кристаллами во взвешенном состоянии. Кристаллы «затравки» представляют собой кристаллы карбоната кальция, образованные путем добавления раствора едкого натра в концентрат установки обратного осмоса (рис. 2,б). Количество кристаллов «затравки», добавляемое в исходную воду (доза «затравки»), - предмет проведения исследований. На рис. 2 (б) и 2 (в) показана схема проведения процесса кристаллизации. После того, как кристаллы «затравки» добавляются в бак исходной воды (1), исходная вода насосом (2) подается в мембранный аппарат (3). Фильтрат мембранного аппарата собирается в бак фильтрата (5), а концентрат возвращается обратно в бак (1). В процессе работы установки концентрации ионов кальция и карбонат-ионов в концентрате постоянно увеличиваются. Это обеспечивает движущую силу для роста кристаллов. После того, как объем концентрата в баке исходной воды составит 1/6-1/8 часть от исходного объема исходной воды, работа установки прекращается, а кристаллы «затравки», взвешенные в концентрате, осаждаются на дне бака 1. На рис. 2 (в) показана схема установки в конце экспериментального цикла. Концентрат в баке 1 после удаления из него кристаллов представляет собой сконцентрированную исходную воду, из которой удален карбонат кальция и солесодержание которой снижено на величину, соответствующую удаленному карбонату кальция. Если концентрат после удаления из него карбоната кальция смешать с фильтратом, то получится вода, соответствующая по составу исходной воде, из которой частично удалены ионы кальция и бикарбонат-ионы. Таким образом, с применением разработанной технологии из воды с повышенной жесткостью можно получить умягченную воду с уменьшенными значениями щелочности и солесодержания. При этом не требуется реагентов, и установка не расходует воду на собственные нужды. В случаях, когда требуется получить деионизованную воду, используется аналогичная схема (рис. 2 а,б), в которой после проведения цикла только часть фильтрата смешивается с концентратом. При этом исходная вода разделяется на поток деионизованной воды и поток умягченной воды. Для получения кристаллов «затравки» исходная вода концентрируется в 6-8 раз, после чего в бак концентрата (1) добавляется едкий натр в количестве, эквивалентном содержанию в концентрате ионов кальция (рис. 2,в).

В процессе работы обратноосмотической установки в циркуляционном режиме постоянно происходит увеличение концентраций кальций и карбонат-ионов в концентрате, что обеспечивает постоянное высокое значение пересыщения. Ниже представлены экспериментальные результаты изучения кинетики кристаллизации на кристаллах «затравки» и влияния на этот процесс таких факторов, как поверхность внесенных кристаллов, величина пересыщения, присутствие в воде ингибиторов осадкообразования. Эксперименты проводились в соответствии со схемой, показанной на рис. 2. В экспериментах использовались специально изготовленные мембранные модули стандарта 1812 (диаметром 1,8 дюйма и длиной 12 дюймов) с «открытыми» каналами. Изготовление мембранных элементов было осуществлено с использованием намоточного станка модели
«RS 4040 A» производства компании Hydrocomponents and Technologies (Калифорния, США). В аппаратах были использованы низконапорные обратноосмотические мембраны типа BLN производства компании СSM (Южная Корея). В ряде сравнительных экспериментов использовались стандартные мембранные элементы типа BLN -1812.

Для проведения исследований использовалась экспериментальная установка, схема которой показана на рис. 3.

Исходная вода помещается в бак исходной воды 1 объемом 60 л, откуда насосом 2 подается в аппарат 3, в котором находится рулонный элемент с низконапорными обратноосмотическими мембранами. Рабочее давление составляет 6 бар. В обратноосмотическом аппарате вода разделяется на фильтрат и концентрат; фильтрат направляется в емкость 4, а концентрат возвращается в бак 1. В процессе эксперимента исходная вода концентрируется в 5-6 раз по объему. Для приготовления затравочных кристаллов использовалась исходная вода, которая подавалась в бак 1 и концентрировалась в 6 раз по объему.

Полученный концентрат объемом 10 л переливался в отдельный бак 5, куда добавлялся раствор едкого натра. Количество едкого натра эквивалентно кальциевой жесткости воды. Свежеобразованный осадок отстаивался в течение 2-4 часов, вода декантировалась, а осадок добавлялся в исходную воду.

В процессе работы установки в режиме циркуляции исходная вода концентрировалась, в пробах концентрата определялись жесткость и щелочность. В конце каждого цикла производились гидравлические промывки со сбросом давления в течение нескольких секунд. Вода после промывки собиралась в бак 5. Взвешенные в концентрате кристаллы отстаивались в течение 2-3 часов, после чего кристаллы использовались в следующем цикле испытаний.

Эксперименты проводились на воде московского водопровода. В исходную воду добавлялся ингибитор «Аминат-К» производства компании «Траверс» [5].

Доза ингибитора составляла 10 мл на 1 м3 исходной воды. Доза затравочных кристаллов составляла 150 мг.экв/л (концентрация, эквивалентная содержанию в воде кальция) и 300 мг.экв/л (двойная доза затравки). Основные показатели химического состава исходной воды приведены в таблице 1. Объем исходной воды в начале эксперимента составлял 50 л. В испытаниях использовался рулонный элемент с обратноосмотическими мембранами BLN корейской фирмы СSM. Площадь мембран в аппарате стандарта 1812 0,5 м2, подача насоса 2 - 100 л/ч.

На рис. 4 а приведены графики зависимости изменения концентраций кальция в циркулирующей воде (в баке 1) от кратности объемного концентрирования.

Масса образовавшегося осадка (рис. 4 б) для каждого значения времени эксперимента рассчитывалась как разница между количеством кальция (мг.экв) в исходной воде в начале эксперимента и количеством кальция в сконцентрированной воде. Каждому значению времени соответствует определенная кратность объемного концентрирования. Скорость роста осадка карбоната кальция на затравке определяется по значениям тангенса угла наклона касательной к графику зависимости массы осадка от времени. На рис. 4 (в) представлены графики зависимости скорости роста осадка от кратности объемного кон. центрирования исходных растворов в процессе эксперимента. Как следует из рис. 4 (в), присутствие в исходной воде ингибитора «Аминат-К» замедляет скорость роста карбоната кальция в 3-4 раза (кривые 2 и 3). Увеличение дозы затравки в 2 раза позволяет увеличить скорость роста кристаллов «затравки» в 3 раза в случае внесения «затравки» в водопроводную воду без добавления ингибитора (кривая 4) и в 2 раза в присутствии ингибитора (кривая 5). Для сравнения полученных значений скоростей роста карбоната кальция из водопроводной воды приведены кривые, описывающие эксперименты, проведенные на водопроводной воде без добавления в нее «затравки» с использованием рулонного элемента стандартной конструкции (кривая 5) и новой конструкции с «открытым» каналом (кривая 1).

Главный недостаток технологии, представленной на рис. 2, заключается в том, что процесс ведется в циркуляционном режиме, для осуществления которого установка работает в режиме периодического действия, что ограничивает ее практическое применение. Для промышленного использования технологии авторами разработана мембранная установка непрерывного действия.

На рис. 5 приведена технологическая схема установки, работающей непрерывно в циркуляционном режиме с постоянным сбросом концентрата и отводом осадка (кристаллов). Одна часть концентрата возвращается на вход в установку, другая сбрасывается. В зависимости от скорости потока в канале изменяется скорость осаждения на мембране взвешенных в воде кристаллов.

Количество находящихся в циркуляционном потоке кристаллов должно быть подобрано таким образом, чтобы скорость осаждения карбоната кальция на кристаллах совпадала со скоростью поступления с исходной водой избыточного карбоната кальция. Это количество определяется на основе массового баланса: количество образующегося на «затравке» карбоната кальция в единицу времени должно соответствовать разнице между эквивалентным количеством кальция, поступающим в установку с исходной водой и отводящимся с установки концентратом в единицу времени [1].

Скорость роста осадка карбоната кальция в зависимости от значения кратности объемного концентрирования в установке и массы внесенных кристаллов может быть определена по графику, приведенному на рис. 4. Графики составлены на основании экспериментально полученных данных, полученных в предыдущих исследованиях [1] и в настоящей работе. На рис. 4 представлены зависимости скоростей роста карбоната кальция от количества внесенных кристаллов «затравки», полученные для случая обработки воды московского водопровода в аппарате типа 1812 с площадью мембран 0,5 м2. Зная требуемую скорость роста осадка, можно подобрать величину кратности концентрирования и массу затравочных кристаллов.

На рис. 4 показаны зависимости скоростей роста карбоната кальция от количества внесенной «затравки» в присутствии ингибитора при обработке воды московского водопровода. Как видно из рис. 4 (кривые 3 и 5), присутствие ингибитора в обрабатываемой воде замедляет рост кристаллов карбоната кальция в 3-4 раза. Для увеличения скорости роста карбоната кальция на «затравке» следует увеличить массу вносимых кристаллов и кратность концентрирования.

Обычно величины выхода фильтрата в обратноосмотических установках, используемых в схемах водоподготовки, составляют 75% и 66%, что соответствует значениям кратности концентрирования подающегося в установку концентрата соответственно 4 и 3. Концентрат установки обратного осмоса может быть обработан на «затравке» в соответствии с технологией, показанной на рис. 8 для удаления из концентрата карбоната кальция.

В проведенных нами экспериментах исходная водопроводная вода концентрировалась в установке в 6-8 раз. Для этих значений кратностей концентрирования рассчитаны значения скоростей роста на «затравке» карбоната кальция. Для обработки концентрата обратноосмотической установки следует подобрать требуемую величину кратности концентрирования поступающей в установку с «затравкой» исходной воды (концентрата обратноосмотической установки). Для этого значение максимальной расчетной кратности концентрирования (8) следует разделить на кратность концентрирования исходной воды в обратноосмотической установке (3 или 4).

В результате смешения фильтрата и концентрата установки обработки концентрата на «затравке» можно получить из концентрата воду, имеющую уменьшенные, по сравнению с концентратом, значения жесткости и величины общего солесодержания.

Как видно из рис. 5, концентрат установки может содержать затравочные кристаллы, а также различные органические и биологические загрязнения, попадающие на мембраны с исходной водой или из бака-отстойника.

Для очистки концентрата перед его смешением с фильтратом установка, показанная на рис. 5, может быть дополнена блоком очистки концентрата (рис. 7).

На рис. 7 показана технологическая схема обработки воды на «затравке», в которой концентрат поступает на установку второй ступени, в которой используются нанофильтрационные мембраны с низкой селективностью. Это позволяет получить фильтрат второй ступени, показатели жесткости и общего солесодержания которого приближаются к соответствующим показателям концентрата первой ступени. Величина выхода фильтрата в установке второй ступени составляет 0,9 (что соответствует кратности объемного концентрирования в установке второй ступени 10). Фильтрат второй ступени смешивается с фильтратом первой ступени, а концентрат выводится из установки вместе со шламом (кристаллическим осадком из отстойника). При работе второй ступени установки в непрерывном режиме поддерживается баланс входящих в установку солей и солей, отводящихся из установки с фильтратом, концентратом и осадком.

В случае, если состав полученного после обработки концентрата не соответствует требованиям к технической воде и не позволяет использование его в системах охлаждения или для подпитки теплосети, возможно уменьшить величины жесткости и солесодержания полученной воды.

Для этого следует смешать полученную воду с исходной водой, прошедшей обработку на затравке в соответствии с разработанной авторами технологией, описанной в [1]. Исходная вода проходит через специальную установку обратного осмоса, использующую аппараты с «открытым» каналом, в которых циркулируют кристаллы «затравки», благодаря чему из концентрата выводится карбонат кальция. Смешение концентрата и фильтрата установки позволяет получить воду с уменьшенными, по сравнению с исходной, значениями жесткости и общего солесодержания. Такую воду можно смешивать с обработанным концентратом в различных соотношениях и получить воду заданного состава, используемую в технических целях. При различных соотношениях расходов обработанного концентрата и обработанной водопроводной воды можно получить воду с различными значениями жесткости и общего солесодержания. Оптимальным может считаться такой вариант, при котором можно получить воду с требуемым значением жесткости при минимальных затратах (при минимальном требуемом расходе обработанной исходной воды). Таким образом, разработанная технология может быть применена для эффективной обработки и утилизации концентрата обратноосмотических установок, используемых в схемах водоподготовки промышленных предприятий, в основном энергетического комплекса. На таких предприятиях, помимо глубоко умягченной и обессоленной воды, используемой для подпитки паровых котлов, требуется вода для подпитки теплосетей и оборотных систем охлаждения [11, 12].

На рис. 8 показана предлагаемая технологическая схема обработки и утилизации концентратов крупных установок обратного осмоса, используемых в схемах водоподготовки на объектах теплоэнергетики. Исходная вода (обычно из поверхностных водоисточников) сначала подвергается предочистке с применением технологии ультрафильтрации для удаления из нее взвешенных и коллоидных веществ, а также растворенных органических соединений, образующих цветность.

В обратноосмотической установке вода разделяется на фильтрат и концентрат. Фильтрат (обессоленная вода) направляется на дальнейшую обработку перед подачей в паровые котлы. Концентрат подается в установку обратного осмоса для удаления из него карбоната кальция в соответствии с разработанной технологией обработки на «затравке». Полученная после обработки вода может быть использована в технических целях. В случаях, если для технических целей требуется вода с меньшими значениями жесткости и солесодержания, полученная после обработки концентрата вода смешивается с умягченной водой, обработанной с применением технологии обратного осмоса с добавлением «затравки» [1]. Описанная технология позволяет полностью утилизировать концентрат обратноосмотической установки, доводя его качество (по показателям жесткости, щелочности и общего со. лесодержания) до требований, позволяющим использовать его в технических целях (для добавки в теплосеть или в систему оборотного водоснабжения). Описанная технология не имеет солевых сбросов в окружающую среду.

Выводы

1. Для утилизации концентрата обратноосмотических установок, работающих в настоящее время на объектах теплоэнергетики, предложена новая разработанная авторами технология обработки его на «затравке» с целью удаления карбоната кальция.
2. Исследования по изучению кристаллизации карбоната кальция на затравочных кристаллах, взвешенных в потоке концентрата обратноосмотической установки, показали, что на скорость кристаллизации влияют количество введенных кристаллов и выход фильтрата. Присутствие ингибирующих веществ в концентрате утановок обратного осмоса замедляет скорость кристаллизации карбоната кальция «на затравке». Для увеличения скорости кристаллизации карбоната кальция доза вводимой «затравки» может быть увеличена в 2-3 раза.
3. На основе полученных экспериментально данных выявлены расчетные зависимости, позволяющие определять оптимальные для каждого случая величины выхода фильтрата и дозы «затравки», обеспечивающие наиболее эффективное удаление карбоната кальция из концентрата.
4. Предложена технология утилизации концентрата установок обратного осмоса, работающих на объектах теплоэнергетики. Концентрат проходит обработку на специальной установке обратного осмоса, использующей мембранные аппараты с
«открытым» каналом, что позволяет подавать в мембранные каналы кристаллы «затравки» и поддерживать высокую величину выхода фильтрата. Умягченный концентрат может смешиваться с исходной водой для получения технической воды, используемой для подпитки теплосетей или оборотных систем охлаждения.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект РФФИ
№ 15-08-00907

Литература:

1. Первов А.Г., Андрианов А.П., Горбунова Т.П., Спицов Д.В., Юрчевский Е.Б. Удаление карбоната кальция из концентрата обратноосмотических установок путем кристаллизации на «затравке». Водоснабжение и санитарная техника, № 5, 2014.

2. Srinivas Veespareni,Rich Bond. Getting this last drop: new technology for treatment of concentrate. Tianjin IDA World Congress 2013 on Desalination and Water Reuse, October 20- 25, China 2013, TIAN 13-357.
3. Yoram Cohen. Interstage chemical demineralization for high recovery RO demineralization. The 3-rd Sede Boqer Conference on Water Technologies 2012, October 15-17, 2012. Book of Abstracts, page 55.
4. Jack Gilron. Flow reversal as atool in use of crystallizer/secondary ROtreatment for high recovery desalination. The 3-rd Sede Boqer Conference on Water Technologies 2012, October 15-17, 2012. Book of Abstracts, page 56.
5. Segev R., Hasson D., Semiat R., Improved high recovery brackish water desalination process based on fluidized bed air stripping, Desalination (2012), 281, 75-59.
6. Harries R. C. A field trial of seeded reverse osmosis for the desalination of a scaling-type mine water // Desalination. 1985. № 56.
7. Herrigel H. R. The seeded reverse osmosis process field testing: 12-th Annual Conference on Water Supply Improvement Association, Orlando, Fla., 1984, May 13-18. Techn. Proceedings. Vol. 1: Sess. 1-6.
8. Первов А. Г., Андрианов А. П., Юрчевский Е. Б. Совершенствование конструкций мембранных аппаратов // Водоснабжение и санитарная техника. 2009. № 7.
9. Первов А. Г., Рудакова Г. Я., Ефремов Р. В. Разработка программ для технологического расчета систем обратного осмоса и нанофильтрации с использованием реагентов «Аминат» // Водоснабжение и санитарная техника. 2009. № 7.
10. Reitz L. Development of a broad-spectrum antiscalant for reverse osmosis system: 12-th Annual Conference on Water Supply Improvement Association, Orlando, Fla., 1984, May 13-18. Techn. Proccedings. Vol. 1: Sess. 1-6.
11. Первов А. Г., Андрианов А. П., Горбунова Т. П., Юрчевский Е. Б. Технология утилизации концентрата установок обратного осмоса в системах водоподготовки // Водоснабжение и санитарная техника. 2012. № 8.
12. Первов А. Г., Ефремов Р. В., Спицов Д. В., Андрианов А. П., Горбунова Т. П. Мембранные методы в питьевом водоснабжении: подбор мембран, прогноз качества воды, утилизация концентрата // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 6.

Utilization of concentrates of operating reverse osmosis units in industrial water supply systems

А new technique is proposed to remove calcium carbonate from RO concentrates that consists of crystallization on the «seeds». «Seed» crystals are suspended in RO cross flow that is circulated in membrane channels. Due to «seed» precipitation the hardness, alkalinity and TDS in concentrate are decreased and recovery values can be increased allowing RO concentrate to dispose and utilize. The developed techniques use «open channel» membrane modules that have low fouling and scaling propensities. The dependence of calcium carbonate scale rate on antiscalant dose and recovery is investigated for RO concentrates. The process flow diagram of RO facility working in the continuous mode is proposed. The technology of concentrate recycling is developed for reverse osmosis facilities used for boil- er-water conditioning on power plants. RO concentrate after treatment can be used as process water supplied to the heat-supply networks or the closed loop water systems.

Keywords: water stability reverse osmosis facilities; retentate; calcium carbonate crystallization; «seed» crystals; retentate utilization.

Aleksei Pervov, Doctor of Engineering, Professor, «Water Supply» department, Moscow State University of Civil Engineering 26, Yaroslavskoe Hwy., Moscow, 129337, Russian Federation, Tel.: +7 (499) 183.36.29. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Aleksei Andrianov, Ph.D. (Engineering), assistant professor, «Water Supply» department, Moscow State University of Civil Engineering 26, Yaroslavskoe Hwy., Moscow, 129337, Russian Federation, Tel.: +7 (499) 183.36.29. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Dmitrii Spitsov, Ph.D. (Engineering), assistant professor, «Water Supply» department, Moscow State University of Civil Engineering 26, Yaroslavskoe Hwy., Moscow, 129337, Russian Federation, Tel.: +7 (499) 183.36.29. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Evgenii Iurchevskii, Doctor of Engineering, «Gidropress» Special Design Office
21, Ordzhonikidze str., Podolsk 142103, Russian Federation, Tel.: +7 (495) 502.79.10. E-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Журнал «Вода Magazine», №5 (93), 2015 г.