автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Исследование процессов приводящих к изменению технологических параметров мембранных систем при их эксплуатации

на правах рукописи \ / * •

! /

Е

Хаханов Сергей Александрович

□0305Б801

I — ~ п

О 5 АПР 2007

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРИВОДЯЩИХ К ИЗМЕНЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕМБРАННЫХ СИСТЕМ ПРИ ИХЭКСПЛУАТАЦИИ

05.23.04. Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003056801

Работа выполнена в Федеральном Унитарном Государственном Предприятии Ордена Трудового Красного Знамени комплексном научно-исследовательском и конструкторско-технологическом институте водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии «НИИ ВОДГЕО» (ФГУП «НИИ ВОДГЕО»)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Смирнов Александр Дмитриевич

доктор химических наук, профессор Ткаченко Сергей Николаевич, МГУ им. М.В.Ломоносова, г. Москва

кандидат технических наук Белевцев Алексей Никитович, ОАО «НИИ ВОДГЕО», г. Москва

Ведущая организация:

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Защита состоится «25» апреля 2007 г. в 13-00, на заседании диссертационного совета Д 303.004.01 при ФГУП «НИИ ВОДГЕО» по адресу: Комсомольский проспект, 42, стр. 2, г. Москва, Г-48, ГСП-2, 119048.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «НИИ ВОДГЕО», тел. (495) 245-97-87, (495) 245-95-56, факс (495) 245-96-27.

Автореферат разослан "Й' 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук УЛу^. сг^

Кедров Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время большое внимание уделяется получению чистой пресной воды с целью ее использования, как в промышленности, так и в быту. Одним из направлений решения этой проблемы является баромембранное обессоливание высокоминерализованных вод. Наиболее распрастранненным баромембранным процессом, применяемым для этих целей, является обратный осмос, преимущества которого заключаются в приемлемых энергозатратах, универсальности конструкций аппаратов и установок, малых их габаритах и простоте эксплуатации в большом диапазоне температур и рН. Этот метод применяется для обессоливания вод с солесодержанием до 45 г/л, и границы его использования постоянно расширяются.

Значительную часть затрат на обработку воды в обратноосмотических системах, составляют эксплуатационные затраты в системе предварительной подготовки воды, а также на замену мембран. Непродолжительный срок службы мембранных элементов приводит к существенному удорожанию обработки вод мембранными методами. Вместе с тем, в практике известны примеры как многолетней службы полупроницаемых мембран и аппаратов, так и скоротечного выхода тех же устройств из работы при нарушении условий их эксплуатации. Поэтому, для повышения технико-экономических показателей процессов баром ем бранной обработки воды, необходимо выявить причины, приводящие к ухудшению характеристик работы мембранных систем.

При эксплуатации обратноосмотических обессоливающих установок поверхность полупроницаемых мембран загрязняется отложениями различных веществ. Образование этих отложений ведет к снижению и производительности и селективности мембран в обратноосмотическом аппарате. Отложения на поверхности мембран увеличивают их гидравлическое сопротивление, снижают их водопроницаемость, что приводит к уменьшению производительности мембран. В связи с указанным, предотвращение образования осадков на поверхности мембран (в напорном канале мембранных рулонных элементов) является наиболее важной задачей, которая должна быть эффективно решена при разработке и эксплуатации мембранных систем. На сегодняшний день, наиболее распространенным способом борьбы с осадкообразованием на поверхности мембран является предварительная комплексная подготовка питающей воды. Однако комплексная предварительная подготовка воды перед подачей ее на обратноосмотическое обессоливание не всегда может быть реализована, и кроме гого она требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат, что приводит к удорожанию всего процесса деминерализации воды. Несмотря на значительную не совершенность системы предварительной подготовки питающей воды, альтернативный подход к реализации процессов мембранного обессоливания практически не развит, и большинство схем включают в себя не только блок мембранного обессоливания, но и блоки предочистки питающей воды. Поэтому, разработка технологических схем, исключающих или сокращающих затраты на предочистку воды, а также схем управления работой обратноосмотических

мембранных систем, с целью снижения их капитальных и эксплуатационных затрат являются актуальными.

Цель работы: повысить эффективность обратноосмотического обессо-ливания воды, на основе результатов исследования процессов приводящих к изменению технологических параметров работы мембранных систем. Разработать технологию мембранного обессоливания воды, исключающую или сокращающую стадию предварительной подготовки воды. Для достижения данных целей решить следующие задачи:

- изучить процесс обратноосмотического обессоливания на загрязненной питающей воде с учетом гидродинамики потока в напорном канале рулонного мембранного элемента;

- изучить процесс осадкообразования в напорном канале рулонного мембранного элемента на загрязненной питающей воде;

- определить режимы устойчивой работы мембранных систем на неподготовленной воде;

- разработать и внедрить схемы мембранного обессоливания, обеспечивающие стабильную длительную эксплуатацию обратноосмотических установок без систем предварительной подготовки воды.

Научная новизна заключается в основных положениях теоретического и технологического характера:

1. Предложен новый подход к определению гидродинамических режимов в напорном канале обратноосмотических рулонных элементов, основанный на изучении различных типов рулонных мембранных элементов.

2. На основании экспериментальных данных и анализа литературы предложен новый комбинированный параметр, определяющий качество воды, подаваемой на стадию обратноосмотического обессоливания, который позволяет оценить и прогнозировать работу мембранных систем на основе физико-химического анализа исходной воды.

3. Разработан алгоритм эффективного управления обратноосмотиче-скими системами без системы предварительной подготовки воды. Оптимизированы режимы проведения гидравлических промывок.

Практическая значимость:

- разработана методика расчета продолжительности фильтроциклов мембранных обратноосмотических установок, между гидравлическими промывками.

- разработана технологическая схема обратноосмотического обессоливания без применения предварительной подготовки воды.

- определены условия устойчивой работы обратноосмотических мембранных систем, работающих на неподготовленной воде.

- на основе результатов исследований проведенных на экспериментальных и промышленных системах обратноосмотического обессоливания, рассчитан экономический эффект от снижения капитальных и эксплуатационных затрат в схемах деминерализации воды.

- результаты исследований положены в основу проектирования ряда мембранных установок производительностью от 10 до 10000 л/час, которые внедрены и успешно эксплуатируются в течение более 5-и лет.

Апробация работы. Материалы диссертации представлялись в виде докладов на Международных конгрессах «Вода: экология и технология» ЭК-ВАТЕК - 2000 и ЭКВАТЕК-2006 (Москва), Всероссийской конференции "Мембраны - 2001" (Москва).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей и 3 тезиса докладов.

Структура и объем работы. Материал диссертации изложен на 101 странице, содержит 16 рисунков и 29 таблиц. Список литературы содержит 93 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены ее научная новизна и практическая значимость. Сформулированы цели и задачи исследований.

Глава 1. Обзор литературы.

В обзоре литературы кратко рассмотрены мембранные процессы разделения.

Процесс мембранного разделения - это процесс преобразования потока разделяемой смеси в два потока, обогащенных различными компонентами смеси, при преимущественном проникновении одного из них через полупроницаемую мембрану.

В качестве движущей силы процессов мембранного разделения могут применяться: давление (обратный осмос, ультрафильтрация) - эти процессы также называют баромембранными, электрическое поле (электродиализ), концентрация (диализ), температура (мембранная дистилляция, первапора-ция).

Особое внимание уделено баромембранным процессам разделения жидких смесей, в частности, рассмотрены основные этапы истории развития процесса обратного осмоса и современные направления исследований в этой области, даны характеристики и сопоставлены существующие обратноосмо-шческие мембраны, мембранные аппараты и установки.

Далее систематизированы литературные данные относительно изменения технологических параметров мембранных установок в процессе эксплуатации. Отмечены следующие причины изменений технологических параметров обратноосмотических установок в процессе эксплуатации:

1) физико-механические воздействия на мембраны;

2) химическая и биологическая деструкция мембран;

3) загрязнение мембранных аппаратов.

Наибольшее внимание уделено загрязнению мембранных аппаратов, так как при правильной эксплуатации мембранных систем первые два воздействия практически исключены, а современные мембранные материалы достаточно устойчивы к различным воздействиям. Плотные осадки на поверхности мембран создают барьер, препятствующий подводу обрабатываемой воды к полупроницаемой мембране, что фактически уменьшает фильтрующую поверхность. Любые отложения на поверхности мембран увеличивают их гидравлическое сопротивление, что вызывает уменьшение значения

коэффициента водопроницаемости и приводит к уменьшению производительности мембран. Загрязнение элементов обратноосмотических аппаратов (в частности, турбулизаторов, переточных каналов и т.п.) увеличивает гидравлические потери в напорном канале аппарата, которые при неблагоприятных условиях могут достигать 1...2 МПа; при этом уменьшается действующее давление фильтрования по ходу обессоливаемой воды, что также приводит к уменьшению производительности аппарата.

При загрязнении поверхности мембран в аппарате интенсивно развивается концентрационная поляризация, так как толщина пограничного слоя увеличивается на толщину осадка, вследствие чего снижается солезадерже-ние мембран.

При эксплуатации обессоливающих установок трудно выделить долю каждого из явлений в снижении производительности мембран. Однако наблюдается общая зависимость снижения производительности от продолжительности эксплуатации, т.е. от увеличения толщины слоя осадков.

Загрязнение напорного канала в некоторых случаях может привести к резкому выходу обратноосмотического аппарата из строя. Так, при загрязнении турбулизатора рулонного фильтрующего элемента перепад давлений с его разных торцов может увеличиваться до тех пор, пока не наступит разрушение элемента из-за относительного сдвига слоев рулона (так называемый «телескопический эффект»), при этом произойдет значительное увеличение производительности и солесодержания фильтрата.

Специфическим является эффект от загрязнения аппаратов микроорганизмами, которые могут быть занесены либо при монтаже установки, либо с исходной водой при обессоливании природных поверхностных и сточных вод, либо при наличии разрыва струи и временного пребывания перед обес-соливанием подземной воды в промежуточном резервуаре. Таким образом, загрязнение мембранных аппаратов оказывает влияние практически на все элементы и процессы, протекающие при обессоливании воды обратным осмосом, вызывая, в конечном счете, уменьшение производительности и ухудшение качества фильтрата.

В заключение, сделан обзор основных методов регенерации мембран, в зависимости от природы загрязнений и осадков образующихся на поверхности мембран при их эксплуатации. В практике обессоливания воды обратным осмосом наибольшее распространение для очистки поверхности полупроницаемых мембран и для восстановления их свойств получили химические методы, заключающиеся в обработке мембран и промывке аппаратов растворами различных реагентов. Эффективность этих методов обусловлена правильностью подбора реагента, предназначенного для перевода отложений в растворимую форму. Для решения вопроса о применимости какого-либо вещества для промывки мембранного аппарата необходимо знать структуру и состав загрязнений, которые отложились на поверхности мембран, а также знать стойкость мембран в растворах этого вещества.

На основании проведенного обзора литературы сделаны следующие выводы:

1. В настоящее время мембранные методы разделения используются в самых различных областях деятельности человека.

2. При эксплуатации мембранных установок поверхность полупроницаемых мембран загрязняется отложениями различных веществ, что ведет к существенному снижению технико-экономических показателей процесса.

3. Применение методов очистки мембран связано со спецификой технологического процесса и в первую очередь зависит от состава обрабатываемой воды.

4. Опыт эксплуатации большого количества опреснительных установок показал, чго аппараты сохраняют длительную работоспособность только при правильном выборе технологической схемы и режимов подготовки воды перед ее обратноосмотическим обессоливанием, а также проведении периодических мероприятий по восстановлению характеристик полупроницаемых мембран, изменившихся при эксплуатации аппаратов.

В связи с этим, в данной работе были поставлены следующие дополнительные цели:

1. Установить эффективность использования гидравлической промывки при работе обратноосмотических мембранных систем.

2. Установить эффективность использования ополаскивания пер-меатом при работе мембранных систем.

3. Определить оптимальные условия работы обратноосмотических установок.

Глава 2. Экспериментальная часть.

Глава содержит описание объектов и методов исследования: установки обратноосмотического обессоливания, методики анализа осадков, образующихся на стадии обратноосмотического обессоливания, а также методики обработки экспериментальных результатов.

Исследования процесса обратноосмотического обессоливания проводили на установке, состоящей из следующих основных блоков:

- блок предварительной очистки воды в составе механического фильтра, фильтра обезжелезивателя и фильтра умягчителя;

- мембранный блок в составе микрофильтра и рулонного обратноосмотического элемента;

- система дозирования ингибитора осадкообразования;

- система быстрой гидравлической промывки;

- система ополаскивания пермеатом;

- насосное оборудование и КИПиА.

Регенерационные растворы:

- для фильтра обезжелезивателя - 1% раствор КМп04;

- для фильтра умягчителя - 10% раствор ИаС1.

Мембранный блок установки (рис. 1) состоял из одного обратноосмотического низконапорного рулонного мембранного элемента ОеБа1® АК диаметром 8" модели АК8040Р с внешним покрытием из стеклопластика. Этот элемент характеризуется высокой селективностью, низким рабочим давлением (6,9 бар) и предназначен для деминерализации вод хозяйственно-бытового и питьевого назначения.

Система дозирования ингибитора осадкообразования содержит в своем составе расходный бак и насос-дозатор ингибитора, который работает парал-

7

лельно с рабочим насосом системы и дозирует ингибитор осадкообразования в исходную воду. В качестве ингибиторов осадкообразования использовали соединения полифосфоновых кислот и полиакрилаты, доза ингибитора 3 г/м3 обрабатываемой воды.

Система быстрой гидравлической промывки реализована посредством использования электромагнитного клапана на линии концентрата. Гидравлическая промывка проводилась каждый раз при включении и выключении установки, а также через определенные промежутки времени при непрерывной работе установки.

Система ополаскивания пермеатом реализована посредством использования дополнительного электромагнитного клапана на линии пермеата. Ополаскивание пермеатом проводилось при выключении установки.

Номинальная производительность установки по пермеату составляла С>п = 1,5 мЗ/час. Общий расход воды, подаваемый на мембранный блок 2,83,0 мЗ/час. Исследования проводились в течение более 3-х лет на воде с повышенным содержанием взвешенных веществ, железа, жесткости. Состав исходной воды представлен в таблице 1.

30 Дозатор

Исходная вода

-ИХ}

Рис. 1. Установка обратноосмотического обессоливания

8

Условные обозначения к рис. 1:

1 Кран запорный; 16 Кран запорный (промывоч-

2 Расходный бак ингибитора; ный);

3 Манометр; 17 Вентиль регулировочный;

4 Механический фильтр; 18 Вентиль регулировочный;

5 Манометр; 19 Электромагнитный клапан;

6 Электромагнитный клапан; 20 Расходомер;

7 Манометр; 21 Расходомер;

8 Датчик давления; 22 Расходомер;

9 Насос высокого давления; 23 Обратный клапан;

10 Кран запорный (промывоч- 24 Датчик уровня;

ный); 25 Кран запорный;

11 Обратный клапан; 26 Насос цикруляционный;

12 Мембранный аппарат; 27 Датчик давления;

13 Кран запорный; 28 Накопительная емкость;

14 Кран запорный (промывоч- 29 Кондуктометр;

ный); 30 Электромагнитный клапан.

15 Кран запорный;

Глава 3. Результаты и обсуждение.

Глава содержит основные результаты исследований, их обсуждение и сопоставление с литературными данными.

В частности, в работе были сопоставлены результаты обратноосмоти-ческого опреснения по различным схемам, краткая характеристика которых представлена в таблице 2.

Первоначально было рассмотрено обратноосмотическое опреснение с применением системы предварительной очистки воды (Схема 1). Показано, чго в течение 1 года работы производительность системы снизилась в 2 раза, при этом даже в конце фильтроцикла качество воды, вырабатываемой установкой, соответствует нормативам.

Однако, следует отметить, что рассмотренная схема проведения обрат-ноосмотического опреснения характеризуется высокими капитальными и эксплуатационными затратами (таблица 3) и, следовательно, высокой себестоимостью вырабатываемой воды (~ 20 рублей/м3). Структура капитальных и эксплуатационных затрат такова: затраты на систему предочистки воды -капитальные - 33, 3 %, эксплуатационные - 92,5 %; затраты на систему обратного осмоса - капитальные - 66,7 %, эксплуатационные - 7,5 %. Учитывая, что большую часть эксплуатационных затрат идет на предочистку воды, была предпринята попытка оптимизировать рассмотренную систему.

Таблица 1. Результаты количественного химического анализа (КХА) исходной воды.

№ п/ п Наименование Результаты КХА исходной воды Нормативные данные по СанПиН 2.1.4.1074-01

1. рН 7,28 6,0-9,0

2. Перманганатная окисляемость, мгО/л 3,1 5,0

3. Железо, мг/л 2,24 0,3

4. Щелочность, мг-экв/л 6,8 -

5. Жесткость, мг-экв/л 6,2 1,5-7,0

6. Кальций, мг-экв/л 4,1 -

7. Магний, мг-экв/л 2,1 -

8. Натрий, мг/л 3,46 -

9. Марганец, мг/л 0,052 0,1

10. Медь, мг/л - 1,0

11. Фосфаты, мг/л 1,2 3,5

12. Сульфаты, мг/л 76,8 500

13. Сухой остаток, мг/л 648,7 1000

14. Хлориды, мг/л 11,55 350

15. Цветность, град 35 20

16. Мутность, мг/л 1,6 1,5

17. Аммоний ион, мг/л 0,92 0,5

18. Силикаты, мг/л 21,2 10,0

19. Фториды, мг/л 2,46 1,0-1,5

20. Аллюминий, мг/л отс. 0,5

21. Запах, балл 1 1-2

В связи с этим была рассмотрена схема обратноосмотического опреснения без применения системы предварительной очистки воды (Схема 2). При работе по Схеме 2 происходит быстрое снижение производительности

системы по пермеату. При этом в течение 1 месяца работы производительность системы снижается более чем в 3 раза.

Для выяснения причин резкого снижения производительности системы и качества разделения был проведен анализ количества и состава осадка, образовавшегося в мембранном элементе. Было показано, что в отсутствие предварительной подготовки воды, поступающей на обратноосмотическое опреснение, происходит интенсификация процессов осадкообразования в мембранном элементе, что приводит к резкому снижению производительности системы и ухудшению качества вырабатываемой воды. При этом, в осадке преобладают соединения СаС03 + Са804 и взвешенные вещества. В связи с этим была рассмотрена схема с ингибированием осадкообразования.

Таблица 2. Характеристика схем проведения процесса обратноосмотического обессоливания.

Схема проведения процесса Краткое описание

Схема 1 Обратноосмотическое обессоливание с применением системы предварительной очистки воды в составе механического фильтра, фильтра обезжелезивателя и фильтра умягчителя.

Схема 2 Обратноосмотическое обессоливание без применения системы предварительной подготовки воды.

Схема 3 Обратноосмотическое обессоливание с ингибированием осадкообразования. Схема не содержит системы предварительной очистки воды, но имеет в составе мембранного блока насос-дозатор для дозирования в исходную воду ингибитора осадкообразования.

Схема 4 Обратноосмотическое обессоливание с гидравлической промывкой. Схема не содержит системы предварительной очистки воды, но на линии концентрата добавлен электромагнитный клапан для проведения быстрой гидравлической промывки.

Схема 5 Обратноосмогическое обессоливание с ингибированием осадкообразования и гидравлической промывкой. Схема не содержит системы предварительной очистки воды, но имеет в составе мембранного блока насос-дозатор для дозирования в исходную воду ингибитора осадкообразования. Кроме того, на линии концентрата добавлен электромагнитный клапан для проведения быстрой гидравлической промывки.

Схема 6 Обратноосмотическое обессоливание с ингибированием осадкообразования, гидравлической промывкой и ополаскиванием пермеатом. Схема не содержит системы предварительной очистки воды и сочетает в себе ингибирование, быструю гидравлическую промывку и систему ополаскивания пермеатом посредством использования дополнительного электромагнитного клапана.

Таблица 3. Капитальные и эксплуатационные затраты на обратноосмотическое обессоливание (Схема 1)

№ Стадия очистки Капитальные затраты, руб Эксплуатационные затраты, руб/год

Предварительная подготовка воды

1. Механическая фильтрация 5000 2000

2. Обезжелезивание 50000 5000

3. Умягчение 35000 30000

4. Обратноосмотическое обессоливание 180000 3000

Всего: 270000 40000

Также как и в предыдущем случае (Схема 2), при работе по Схеме 3 происходит быстрое снижение производительности системы по пермеату. При этом состав воды после опреснения в конце фильтроцикла соответствует нормативным требованиям.

Анализ количества и состава осадка показал, что на поверхности мембраны образуются плотные осадки взвешенных веществ, карбоната и сульфата кальция, которые в свою очередь значительно снижают эффективность работы систем обратноосмотического опреснения. Взвешенные вещества не могут быть полностью удалены из напорного канала рулонного элемента с потоком концентрата, и действие ингибитора, который должен предотвращать выпадение осадков карбоната и сульфата кальция не эффективно. Объясняется этот факт тем, что действие ингибитора основывается на образовании пленок на поверхности мембран, что уменьшает количество центров кристаллообразования и предотвращает образование отложений минеральных солей на поверхности мембран. Однако в случае использования установок обратноосмотического опреснения без предварительной подготовки воды, на поверхности мембран образуются осадки взвешенных и коллоидных частиц, и применение ингибитора не дает результата. Отметим, что в работе применялись различные типы ингибиторов осадкообразования: на основе по-лифосфоновых кислот и полиакрилаты. Оба типа дали отрицательный результат - дозирование ингибитора осадкообразования не привело к увеличению фильтроцикла системы. В связи с этим, следующим этапом данного исследования было рассмотрение работы схемы обратноосмотического опреснения с гидравлической промывкой.

На основании анализа работы предыдущей схемы был сделан вывод: необходимо постоянно удалять осадки коллоидных частиц с поверхности

мембран - только в этом случае введение ингибиторов может дать желаемый результат и эффективно предотвращать образование труднорастворимых осадков в напорном канале рулонных мембранных элементов.

Для удаления рыхлых осадков взвешенных частиц и коллоидного железа с поверхности мембраны в обратноосмотических элементах рулонного типа применена схема, использующая периодическую гидравлическую промывку напорного канала и поверхности мембран.

Для реализации этой схемы проведен анализ гидродинамики потоков в рулонном мембранном модуле и рассмотрено влияние гидродинамических параметров на процесс обратноосмотического опреснения.

Рассмотрено устройство обратноосмотического модуля рулонного типа. Поток опресняемого раствора идет по концентрическим кольцевым каналам одинаковой толщины. В этом случае эквивалентный диаметр напорного канала равен:

<*«« = 21

где / - толщина канала.

Необходимо учитывать, что при протекании процесса обратноосмотического опреснения раствор течет как вдоль мембраны, так и через нее.

Расчет локальных скоростей в сечении потока показал, что скорость протекания раствора через мембрану на четыре порядка меньше скорости потока вдоль мембраны, поэтому при расчете критерия Рейнольдса, скоростью потока через мембрану можно пренебречь:

Из-за малых размеров толщины канала, по которому проходит поток, и толщины сепаратора возникают трудности в расчете свободного сечения потока. Однако проведенные измерения показали, что для большинства рулонных обратноосмотических элементов (которые в основном используются в практике обратноосмотического опреснения) верно соотношение между площадью сечения потока Б,, и общей площадью сечения модуля

с

= 3,44

•Я,

В результате, расчета гидродинамических характеристик рассматриваемого процесса обратноосмотического опреснения воды были получены следующие данные (для рулонного элемента диаметром 0=200 мм):

- при расходе воды, поступающей на опреснение 3,0 м^/час - Яе = 65 при скорости потока вдоль мембраны 0,094 м/с;

- при расходе воды 2,0 м3/час на выходе из модуля - Ке = 45 при скорости потока вдоль мембраны 0,063 м/с.

Отметим, что исходный раствор, поступая на рулонный мембранный элемент, протекает вдоль полотна мембраны по каналу, заполненному турбу-лизирующим сепаратором.

Кроме того, в процессе опреснения наблюдается в той или иной степени выпадение осадков. На основании этого можно утверждать, что движение

13

жидкости вдоль мембраны практически аналогично движению в пористых телах или неподвижных зернистых слоях, т.е. реальные каналы - достаточно узкие и извилистые, и говоря о скорости протекания воды и значении критерия Ке, мы имеем в виду фиктивные параметры. Так как вычислить долю свободного объема, и фактор формы практически не представляется возможным, то мы можем использовать только качественную оценку, проводимую по фиктивным значениям критерия Яе. В описанных условиях значение критерия Рейнольдса, отвечающее началу турбулентного режима, лежит в достаточно широком диапазоне, однако, при достижении Яе = 50, как правило, наступает турбулентный режим.

Показано, что для достижения эффективной гидравлической промывки достаточно повысить скорость в напорном канале в 2-3 раза, при одновременном сбросе давления на мембране.

Этот режим работы реализован на исследуемой мембранной системе обратноосмотического опреснения. Установлено, что при работе по Схеме 4 снижение производительности системы по пермеату происходит медленнее, чем в случае работы по Схемам 2 и 3. При этом состав воды после опреснения в конце фильтроцикла соответствует нормативным требованиям. Результаты проведенного анализа количества и состава осадка показали, что в случае работы по Схеме 4 в осадке преобладают соединения Ре(ОН)3, СаС03 и СаБ04. Таким образом, гидравлическая промывка позволяет эффективно удалять взвешенные вещества. В связи с этим, представляется важным определить оптимальную периодичность гидравлических промывок мембранного аппарата.

Для этого предложено использовать комбинированный параметр Б, равный сумме концентраций растворенных ионов, которые могут привести к образованию коллоидных частиц (С,):

5 = (1)

При этом периодичность гидравлических промывок зависит от параметра Б, который определяется исходя из качества исходной питающей воды.

На основании собственного массива экспериментальных данных работы обратноосмотической системы на исходной воде различного состава (с предварительной очисткой и без нее) и литературных данных был построен график зависимости периодичности гидравлических промывок (т) от параметра Б (рис. 2). Так же, была проведена математическая обработка этих данных. Получено, что интервал гидравлических промывок т в зависимости от Б хорошо описывается аналитическим выражением

где а = 3,5 - эмпирическая константа.

Применение гидравлических промывок позволяет увеличить фильтро-цикл системы обратноосмотического обессоливания более, чем в 2 раза. Более того, устойчивость работы системы возросла даже в случае ее эксплуатации без добавления ингибитора.

Отсюда можно сделать вывод, что основными загрязнителями мембранных элементов являются быстро накапливающиеся на поверхности мембран рыхлые осадки. Отметим также, что эти осадки эффективно удаляются с помощью гидравлических промывок.

3,0 2,5 2,0

и

"> л с

у 1,5

н

1,0 0,5 0,0

О 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6

в, мг/л

Рис. 2. Зависимость интервала гидравлических промывок от параметра Б

1 ■ ■ ь

■ 1 ■ '.1 т

■ ■ 1 :

V 1 1 1 Лш

"г! ■ Ча ■ ■■ , * ч

| 1

При этом в случае Схемы 4, продолжительность фильтроцикла напрямую зависит от накопления плотных карбонатных отложений, для предотвращения, образования которых не применяется никаких устройств. Поэтому исследовано поведение обратноосмотической системы, при проведении процесса по Схеме 5 (с ингибированием осадкообразования и гидравлической промывкой). Данные, полученные при работе по данной схеме, показали, что в случае применения ингибиторов осадкообразования совместно с гидравлическими промывками, удается увеличить фильтроцикл системы обратноос-мотического обессоливания по сравнению со всеми предыдущими реализованными схемами. Эффективное удаление рыхлых осадков, взвешенных веществ и гидроксида железа позволяет работать ингибиторам гораздо эффективнее на поверхности мембраны.

Применение совместно гидравлических промывок и ингибирования дает хорошие результаты и позволяет эксплуатировать системы обратноосмо-тического обессоливания на неподготовленной воде, увеличивает интервал между химическими регенерациями в 5-6 раз, при этом срок службы мембранных элементов не сокращается, позволяет конкурировать с системами,

имеющими в своем составе блоки предварительной подготовки воды. Отметим, что состав воды после опреснения в конце фильтроцикла соответствует нормативным требованиям.

Дополняя Схему 5 устройством для заполнения напорного канала мембранного элемента пермеатом, можно реализовать еще более эффективную схему проведения процесса обратноосмотического обессоливания (Схема 6 -обратноосмотическое обессоливание с ингибированием осадкообразования, гидравлической промывкой и ополаскиванием пермеатом). Эффект, получаемый при эксплуатации системы с применением ополаскивания пермеатом, объясняется тем, что при остановке системы, после проведения гидравлической промывки и удаления значительной части осадков с поверхности мембраны, напорный канал мембранного элемента заполняется пермеатом. Пермеат обратноосмотической установки не только является деминерализованной водой, которая растворяет оставшуюся часть осадков, но также обладает пониженным значением рН (рН = 5,0 - 6,0), что значительно повышает растворимость в нем солей неорганических кислот. Применяя гидравлическую промывку и ингибирование, а также заполняя на время остановки системы обратноосмотического обессоливания, напорный канал мембранного элемента пермеатом, можно добиться почти 100% - ого удаления загрязнений с поверхности мембран, что приводит к устойчивой работе систем обратноосмотического обессоливания на воде с повышенным содержанием загрязнений.

Сопоставление различных схем проведения обратноосмотического обессоливания представлено на рис. 3, на котором в единых координатах представлена динамика снижения производительности мембранных систем при работе по рассматриваемым схемам.

Как видно из рисунка, Схема 1 и Схема 6 качественно и количественно ведут себя сходным образом. Кроме того, в соответствии с данными, представленными в таблице 3, реализация Схемы 6 позволяет существенно снизить не только капитальные, но и эксплуатационные затраты на обратноосмотическое обессоливание без изменения качества получаемой воды.

При исследованиях работы мембранной системы по различным схемам, время фильтроцикла выбиралось с учетом величины снижения производительности. Таким образом, масса осадков, образующихся в мембранном аппарате сопоставима для всех рассмотренных схем работы. Состав осадков представлен на рис. 4.

Следует отметить, что именно совместное изучение производительности и селективности мембранной системы с количественным и качественным анализом образующихся осадков позволило выработать эффективный алгоритм управления мембранными системами, блок-схема которого представлена на рис 5.

1600

♦ ♦ ♦ ♦

1200 , ° о 0 ♦ ♦ ♦Схема 1

? ° .°°о ° ° О о 4 ♦ пСхеМа2

Ч 800 в о ° $ ■ Схема 3

О ^ • ° о * Схема 4

400 * о Схема 5

о Схема 6

0

0123456789 1011 12 ^ месяцы

Рис. 3. Сопоставление различных схем проведения обратноосмотического обессоливания

Взвешенные вещества

Ре(ОН)3

СаС0з+СаБ04

Рис. 4. Сопоставление состава осадка при различных схемах проведения обратноосмотического обессоливания

Рис. 5. Алгоритм управления мембранными системами.

Разработанная схема обратноосмотического обессоливания (Схема 6), а также алгоритм управления мембранными системами (рис. 5) были реализованы в нескольких мембранных системах для очистки вод из различных источников.

Величины соответствующих комбинированных параметров Б (в соответствии с уравнением 1), характеризующих качество воды, поступающей на обратноосмотическое опреснение, а также соответствующие интервалы гидравлических промывок т (в соответствии с уравнением 2.) представлены в таблице 4.

График зависимости производительности рассматриваемых систем от времени эксплуатации, который приведен на рис. 6 показывает, что системы устойчиво работают до периодической гидравлической промывки. За этот период падение производительности систем не превышает 25-30%, а селективность в течении фильтроцикла снижается незначительно.

После проведения реагентной промывки 2%-ным раствором лимонной кислоты, системы восстанавливают практически полностью параметры при первоначальном пуске. Замена фильтрующих рулонных мембранных элементов, входящих в состав мембранных блоков не проводилась.

Таблица 4. Величины комбинированных параметров Б, а также соответствующие интервалы гидравлических промывок т обратноосмотических систем.

№ п/п 8, мг/л т, мин. Производительность системы, м'/час Режим работы системы Время эксплуатации, лет

1 3,78 56 1,0 период. 5

2 4,12 51 1,0 период. 5

3 3,96 53 2,5 период. 5

4 4,07 52 0,25 период. 4

5 11,15 19 0,5 период. 4

6 8,39 25 1,0 период. 4

7 8,25 25 2,5 период. 4

8 7,72 27 5,0 период. 3

9 1,43 147 5,0 непрер. 3

10 0,1 2100 2,5 непрер. 3

11 6,71 31 1,0 период. 3

12 1,26 167 0,25 непрер. 2

13 7,6 28 0,5 период. 2

14 2,11 100 0,25 непрер. 2

15 0,1 2100 3,0 непрер. 2

16 0,1 2100 10,0 непрер. 2

12

6 ••—: ...... ..... • 15 = 3,78

6 а 4 • 55 = 11,15 • 125 = 1,26 • 155 = 0,1 • 165 = 0,1

2 ** •»..„ ■■....... .....

0

0 10 20 30 40 50 60 Ьчас 70 80

Рис.6. Зависимость производительности мембранных систем от времени

эксплуатации.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Анализ публикаций выявляет многократный рост использования технологии обратного осмоса в области деминерализации природных вод, принципиальную важность вопросов предварительной подготовки воды и регенерации мембран для практической реализации процессов обратноосмоти-ческого мембранного обессоливания.

2. Экспериментально исследован процесс обратноосмотического обессоливания загрязненной питающей воды, включая вопросы накопления осадков на поверхности мембран, количество и состав осадков образующихся при работе по различным схемам, определены режимы устойчивой работы мембранных систем, предложен новый подход к определению гидродинамических режимов в напорном канале обратноосмотических рулонных элементов.

3. На основании экспериментальных данных и анализа литературы разработан комбинированный параметр, отражающий качество воды, подаваемой на стадию обратного осмоса. Данный параметр определяется, исходя из лабораторного физико-химического анализа воды, и дает возможность корректировать режимы работы мембранных установок.

4. Подробно изучены шесть различных схем проведения процесса обратноосмотического обессоливания, разработана схема мембранной установки производительностью (}п=1,5 м3/час, а затем схемы и аппаратурное оформление ряда мембранных систем производительностью до 10

м1/час, работающих без предварительной подготовки питающей воды.

5. Разработан алгоритм эффективного управления обратноосмоти-ческими системами без системы предварительной подготовки воды, позволяющий обеспечить их стабильную длительную эксплуатацию. Благодаря примененному режиму эксплуатации, практически вдвое снижены капитальные и эксплуатационные затраты на мембранные системы обессоливания природных вод.

6.Результаты исследований, проведенных в процессе работе, легли в основу проектирования ряда обратноосмотических систем производительностью от 10 до 10000 л/час, которые внедрены и успешно эксплуатируются в течение более 5-ти лет в разных регионах РФ. Промышленные обратноосмо-тические системы смонтированы на предприятиях, где существует необходимость использования обессоленной воды, в том числе: НПК «Эхо», г. Москва; НПО им. Румянцева, г. Москва; ТЭЦ Рязанский НПЗ, г. Рязань; ОАО «Полярный Кварц», г. Москва; ООО «Оптива-Технология», г. Москва; ОАО «Полиэф», г. Благовещенск. РБ; ЧНИ «КлинВолокно», г. Клин, КамчатГТУ, г. Петропавловск-Камчатский.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Первов А.Г., Дудкин Е.В., Сидоренко O.A., Антипов В.В., Хаха-нов С.А., Системы подготовки питьевой воды на основе композитных обратноосмотических и нанофильтрационных мембран и их сервис // ЭКВАТЭК-2000: 4-й Междунар. конгр. "Вода: экол. и технол.", Москва, 30 мая - 2 июня, 2000: Тез. докл. М.: СИБИКО Инт. 2000, с. 393.

2. Хаханов С.А., Дытнерский Ю.И., Первов А.Г., Выбор, расчет и оптимизация комбинированных систем получения деионизированной (глубоко обессоленной) воды, // Материалы Всеросс. науч. конф. «Мембраны - 01», 2-5 октября 2001 г. - М„ 2001, с. 146.

3. Первов А.Г., Хаханов С.А., Дудкин Е.В. Получение деионизован-ной воды заданного качества путем комбинации систем обратного осмоса и ионного обмена. // Мембраны. 2001. №11, стр. 3-11.

4. Хаханов С.А., Ильина С.И., Применение гидравлических промывок при обессоливании воды в мембранных обратноосмотических модулях рулонного типа. // Хим. Пром. Сегодня. 2004. № 11, стр. 27 - 32.

5. Свердликов A.A., Коптев B.C., Хаханов С.А., Давлятерова P.A., Разработка озоно-осмо сорбционной технологии подготовки артезианской воды Московского региона // ЭКВАТЭК-2006: 7-й Междунар. конгр. "Вода: экол. и технол.", Москва, 30 мая - 2 июня, 2006: Тез. докл. М.: СИБИКО Инт. 2006, с. 35.

6. Хаханов С.А., Ильина С.И., Гидродинамические режимы работы и промывки рулонных мембранных элементов. // Сантехника, 2004, № 1, с. 45.

7. Хаханов С.А., Разработка и анализ технологий производства особо чистой воды. Часть 1. // Сантехника, 2004, № 2, с. 18-23.

8. Хаханов СЛ., Разработка и анализ технологий производства особо чистой воды. Часть 2. // Сантехника, 2004, № 3, с. 14-17.

9. Костриков В.В., Хаханов С.А., Основные сравнительные характеристики мембранных рулонных обратноосмотических элементов ведущих мировых производителей. Часть 1. // Сантехника, 2006, № 5, с. 32-33.

10. Костриков В.В., Хаханов С.А., Основные сравнительные характеристики мембранных рулонных обратноосмотических элементов ведущих мировых производителей. Часть 2. // Сантехника, 2007, № 1, с. 26-27.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРИВОДЯЩИХ К ИЗМЕНЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕМБРАННЫХ СИСТЕМ ПРИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Хаханов Сергей Александрович

05.23.04. Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано к печати 20.03.07 г. Заказ № 515

Бумага офсетная. Тираж: 100 экз.

Печать офсетная.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Баромембранные процессы. Обратный осмос.

1.2. Мембраны, мембранные аппараты и установки.

1.3. Изменение технологических параметров мембранных установок в процессе эксплуатации.

1.4. Загрязнение обратноосмотических аппаратов при эксплуатации.

1.5. Методы регенерации мембран.

Актуальность нроблемы. В настоящее время огромное внимание уделяется нолучению чистой пресной воды с целью ее использования как в промышленности, так и в быту.Одним из направлений решения этой проблемы является обратноосмотическое обессоливание. Однако, несмотря на то, что этот метод получил широкое применение нри обессоливанни вод с различной исходной концентрацией растворенных веществ, как и все мембранныеметоды разделения, он имеет существенный недостаток: большие канитальные и экснлуатационные затраты на подготовку воды, поступающей непосредственно на мембранный модуль. Поэтому снижение канитапьных и энергетических затрат при разработке тех1юлогической схемы водоподготовки, включающей обратпоосмотическос обессоливапие, и управлении режимами ее эксплуатации является актуальным.Цель работы: снизить капитальные и эксплуатационные затраты на обратноосмотическое обессоливапие, разработав технологическую схему, исключающую блок предварительной подготовки. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:- изучить процесс обратноосмотического обессоливания па загрязненной питаюп1ейводе с учетом гидродинамики потока в напорном канале мембранного элемента.- онределить режимы устойчивой работы мембранных систем на неподготовленнойводе.- внедрить и обеспечить стабильную длительпую эксплуатацию обратпоосмотических установок без систем предварительной подготовки воды.Научная новизна:1. Предложен повый подход к определению гидродипамических режимов в напорпомканале обратноосмотических рулонных элементов.2. Па основании экснериментальных данных и анализа литературы введен комбинированный параметр, нозволяющий определять технологический режим работымембранной системы в зависимости от состава воды, подаваемой па стадию обрагного осмоса.3. Разработан алгоритм эффективного управления обратноосмотическими установками без систем предварительной подготовки воды.Практическая значимость:- Разработана технологическая схема обратноосмотического обсссоливания безнрименения предварительной подготовки.- Определены режимы устойчивой работы систем, работающих на неподготовленной воде.- Исследования, проведснпые в процессе работы, легли в основу проектированияряда систем различной производительности (от 100 до 10000 л/час), которые внедрены и успешно эксплуатируются в течение более 5-ти лет.Апробация работы. Материалы диссертации представлялись в виде докладов на Международных конгрессах «Вода: экология и тех]1ология» ЭКВАТЕК - 2000 и ЭКВАТЕК2006 (Москва), Всероссийской конференции "Мембраны-2001" (Москва).

1. Изучен процесс обратноосмотического обессоливания на загрязненной питающей воде,

при этом:

- определены режимы устойчивой работы мембранных систем;

- предложен новый подход к определению гидродинамических режимов в напорном ка нале обратноосмотических рулонных элементов;

2. На основании экспериментальных данных и анализа литературы введен комбинирован ный нараметр, онределяющий качество воды, подаваемой на стадию обратного осмоса. 3. Разработан алгоритм эффективного управления обратноосмотическнми системами без

системы предварительной подготовки воды, позволяющий обеспечить их стабильную

длительную экснлуатацию. 4. Исследования, проведенные в процессе работы, легли в основу проектирования ряда сис тем различпой производительности (от 10 до 10000 л/час), которые впедрепы и успещпо

эксплуатирую гея в течение более 5-ти лет.

1. Карелин Ф.Н. Обессоливаиие воды обратным осмосом. - М.: Стройиздат, 1988. - 208 с.

2. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. - М.: Химия, 1986. - 272с.

3. В. Ericsson, В. Hallmans, Membrane applications in raw water treatment with and without reverse osmosis desalination // Desalination, V. 98, № 1-3,1994, pp. 3-16.

4. J.G. Jacangelo, R. R. Trussell, M. Watson, Role of membrane technology in drinking water treatment in the United States // Desalination, V. 113, № 2-3,1997, pp. 119-127.

5. H. Nasrat, T. V. Balakrishnan, Features of desalination plants in semi - areas // Desalination, V. 30, №1,1979, pp. 187-202.

6. T.A. Tweddle, W.L. Thayer, T. Matsuura, F.H. llsieh, S. Sourirajan, Specification of commercial reverse osmosis modules and predictability of their performance for water treatmentapplications //Desalination, V. 32, 1980, pp. 181-198.

7. W. J. Conlon, Pilot field test data for prototype ultra low pressure reverse osmosis elements // Desalination, V. 56,1985, pp. 203-226.

8. J. Scheneider, Ultrafiltration using polyaramide membranes — a new dimension in environmental technology // Membr. Tech., V. 1993, № 35,1993, pp. 6-7.

9. L. Raghuraman, Membrane material for brackish water application for utilities - an evaluation // Desalination, V. 91, № 2,1993, pp. 155-163.

10. H. S. Vrouwenvelder, J. A. M. van Paassen, H. С Folmer, Biofouling of membranes for drinking water production //Desalination, V. 118, № 1-3,1998, pp. 157-166.

11. Cassano, R. Molinari, M. Romano, E. Drioli, Treatment of aqueous effluents of the leather industry by membrane processes: A review //J. Membr. Sci., V. 181, № 1,2001, pp. 111-126.

12. T. Matsuura, Progress in membrane science and technology for seawater desalination — a review // Desalination, V. 134, № 1-3,2001, pp. 47-54.

13. Nicolaisen, Developments in membrane technology for water treatment // Desalination, V. 153, №1-3,2003, pp. 355-360.78

14. E.G. Darton, A.G. Turner, Operating experiences in water reverse osmosis plant. (1987-1990) // Desalination, V. 82, № 1-3,1991, pp. 31-49.

15. Головепков Ю.Н., Ефимов Ю.Н., Карелин Ф.Н. и др. Изучение работы плоских элементов гиперфильтрационных аппаратов. Тр. ии-та ВНИИ ВОДГЕО. - 1978.-Вын. 61.-с. 118-124.

16. Ясиинов А.А., Орлов А.К., Карелин Ф.Н. и др.. Обработка воды обратным осмосом и ультрафильтрацией, - М . : Стройиздат, 1978.-121 с.

17. Ахмедов М.А. Исследование и разработка аппаратов для опреснения подземньк вод гинерфильтрацией. Автореф. дисс.каид. техн. паук. - М. 1980. - 22е.

18. Устацовки малой производительности для очистки и обеззараживания питьевых и сточных вод. Нод ред. Д.М. Минца и А. Шуберта. М.: Стройиздат, 1974г.

19. Агога, R.C. Maheshwari, S.K. Jain, А. Gupta, Use of membrane technology for potable water production // Desalination, V. 170, № 2,2004, pp. 105-112.

20. Into, A.S. Jonsson, G. Lengden, Reuse of industrial wastewater following treatment with reverse osmosis // J. Membr. Sci., V. 242, № 1-2,2004, pp. 21-25.

21. R. Ingham, High-capacity water-treatment system feeds industrial pure-water users // Membr. Tech., V. 2001, № 139,2001, pp. 10-12.

22. J. R. Humphries, M.S. Wood, Reverse osmosis environmental remediation. Development and demonstration pilot project //Desalination, V. 168, 2004, pp. 177-184.

23. Хвапг C.-T., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения. Пер. с англ. Е.Н. Моргуновой и Ю.Н. Жилина / Нод ред. Ю.И. Дытиерского. М., Химия, 1981. - 464с.

24. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация.-М.: Химия, 1978. -351с.

25. Metren U., Ind. Eng. Chem. Fundament., 1963, v. 2,Ш\, p. 229-236.

26. Sherwood Т.К. e.a., Ind. Eng. Chem. Fundament., 1965, v. 4, № 1, p. 113-119.

27. Brian P.L.T. In: Desalination by Reverse Osmosis. U. Metren (ed.) M.I.T. Press, Cambridge, Mass., 1966, p i 66-202.79

28. Michaels A.S. Ultrafiltration: an adolescent technology.// Chem. TechnoL- 1981, X» 1, p.36-43.

29. Michaels A.S. Fifteen years of ultrafiltration: problems and future promises of an adolescent technology.// Ultrafiltration membranes and applications. - New York; London: Plenum Press,1980, p. 1-20.

30. Matthiasson E., Sivik B. Concentration polarization and fouling.// Desalination., 1980, v. 35, № 1/3, p, 59-103.

31. Hipcrfiltration concentration polarization in tubular systems with dynamically formed membranes./ A.J. Shor, K.A. Kraus, J.S. Johnson, W.T. Smith// Ibid. - 1968, v. 7, № 1, p. 44-48.

32. Дытисрский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Часть 2. Массообменпые процессы и аппараты. М.: Химия. 1992. - 384 с.

33. Lonsdal Н.К. The growth of membrane technology// J. Membrane Sci. - 1982 -10, N 2/3. - P.81-181.

34. Matthiasson E., Sivik B. Concentration polarization and fouling.// Desalination., 1980, v. 35, № 1/3, p. 59-103.

35. Hiperfiltration concentration polarization in tubular systems with dynamically formed membranes./ A.J. Shor, K.A. Kraus, J.S. Johnson, W.T. Smith// Ibid. - 1968, v. 7, J^ g 1, p. 44-48.

36. Overview of concentration polarization in yltrafiltration./ S. Bruin, A. Kikkert, A. Weldring, J. Hiddink.// Desalination., 1980, v. 35, № 1/3, p. 223-242.

37. Lopez-Leiva M. Ultrafiltration at low degrees of concentration polarization: technical possibilities.// Ibid., p. 115 - 128.

38. Control of concentration polarization and fouling of membranes in medical, food and biotechnology./ H. Bauser, H. Chimiel, N. Stroh, E. Walitza// J. Membrane Sci., 1986, v. 27, .№2,p.l95-202.

39. Pott D.E., Ahlert R.C., Wang S.S. A critical review of reverse osmosis membranes.// 80Desalination., 1981, v. 36, № 3, p. 235-264.

40. Porter M.C. Seleccting of the right membrane.// Chem. Eng. Progr., 1975, v. 71, JVo 1, p. 55-60.

41. Tanny G.B. Dynamic membranes in ultrafiltration and reverse osmosis.// Separ. and Purif. Meth., 1978, v. 7,№ 2, p.183-220.

42. Цапюк E.A., Брык М.Т. Тонкопористая модель мембраны при описании ультрафильтрационного разделения.// Тез. докл. I Ресн. Конф. По мембранам и мембран.Технологии (Киев, 25-27 нояб. 1987г.) - Киев, 1987. -Т.2. -с.1-3.

43. Factors affecting flux in crossflow filtration./ R.J. Baker, A.G. Fane, C.J.D. Fele, B.H. Yoo// Desalination.- 1985. - 5 3 , N 1/3. - P . 81-93.

44. Fane A.G. Ultrafiltration of suspensions.// Ibid.- 1984.20, № 3. - P. 249-259.

45. McDonoch R.M., Feel C.J.D., Fane A.G. Surface charge and permeability in the yltrafiltration of non-floculating colloids.// Ibid.- P.285-294.

46. J.G. Wijmans, S. Nakao, J.W.A. Vander Berg et all. Ilydrodynamic resistance of concentration polarization boundary layers in ultrafiltration.// Ibid. - 1985. 22. - № 1 . - p. 117-135.

47. Porter M.E. Concentration polarization with membrane ultrafiltration.// Ind. and Eng. Chem. Fundam. - 1972. - 1 1 , .№3 - P . 234-248.

48. Green G., Belford G. Fouling of ultrafiltration membranes. Lateralm migration and particle trajectory model.// Desalination. - 1980. - 35, J^ol/3 - P. 129-147.

49. Do D.D. Eihassadi A.A. A theory of limiting fiux in a stirred batch cell.// J. Membrane Sci. - 1985.-25, №2.-P.I 13-132.

50. Головенко IO.H. Уменьшение толщины полунроницаемых мембран под действием давления.// Тр. ии-та ВНИИ ВОДГЕО - Вын.45. - М., 1974. - с.85-87.

51. Аким Э.Л., Перепечкин Л.П. Целлюлоза для ацетилирования и ацетаты целлюлозы. - М.: Леспая промышленность, 1971.-232 с.

52. Лонсдейл Х.К. Технологические процессы с применением мембран. - М.: Мир, 1976. - 370с.81

53. Glatcr I., McCray S. Changes in water and salt transport during hydrolysis of cellulose acetate reverse osmosis membranes.// Desalination.- 1983. V.46. -p.389-397.

54. MeKinney R. Reverse Osmosis Separation with Aromatic Polyamide Films and Hollow Fibers// Separ. And Purif Meth. - 1972.-V.1. -.№ 1. -p.31-115.

55. Seawater reverse osmosis: Preprint E-42313, Du Pont. - 1981.

56. Ridgway H.F., Justice C.A., Whittakek C. et al. Biofilm fouling of RO membranes - its nature and effect on treatment of water for reuse.// J. American Water Works Association. - 1984. - V.7 6 . - № 6.-pp. 94-102.

57. Glater I., Zachariah M.R., McCray S.B. et al. Reverse osmosis membrane sensitivity to ozone and halogen desinfectans.// Desalination.- 1983.- V.48. - p.1-16.

58. Charples A., Thomson I. Research and Development Progress Report. - US: Office of Saline Water; Washington. - № 329. -1967.

59. Patel K.G. et al. Operational Experience of Reverse Osmosis Plants at Wrigtsville Beach, NC// Desalination.- 1976.- v.l9. ->Го 1-3.-p.p. 381.

60. Bairinji R., Tanaka Т., Kurihara M. et al. Characteristics and operating history of Toray spiral- wound cellulose Acetate Membrane elements. // Desalination. -1983.- V.46. -p.p. 57-66.

61. Nielsen W.K. Exprence with desalination of sea and brackish water using minimum pretreatment and high temperature. // Desalination. - 1983.- V.46. -p.p. 57-66.

62. Larson R.E., Peterson R.J. Eriksson P.K. Test results on FT-30 eight-inch-diameter seawater and brackish water reverse osmosis elements. // Desalination. - 1983.- V. 46. - p.p. 81-90.

63. Carter J.W. et al Concentration Polarization in Reverse Osmosis Flow Systems under Laminar Conditions. Effect of Surface Roughness and Fouling. // Cemical Engeineering Science.- 1974.-V. 29.-p.p. 1651-1658.

64. Sheppard J.D., Thomas D.G. Increased Polarization Coused by Film Covering Hyperfiltration Membranes.//AlChe Journal. 1971.- V. 17.-Xo4.-p.p. 910-915.

65. Ташенев K.M. Технологическая оценка осветления природных вод перед подачей на 82обратнооемотические опреснительные установки: Автореферат дис. ... канд. тех. наук. -М., 1983.-22.

66. Ахмедов М.А. Исследование и разработка аппаратов для опреснения подземных вод гиперфильтрацией. Автореф. дисс.капд. техн. наук. - М . 1980. -22с.

67. Hung Ching-Chen, Tien Chi. Effect of Particle Deposition on Reduction of Water Flux in Reverse Osmosis.//Desalination.-1976.-V.I 8 . - № 1-3.-PP. 173-187.

68. Bowen B.D. et al Fine Particle Deposition in Laminar Flow through Parallel Plate and Cylindrical.- Proc. Of the 5^ '^ Int. Symp. On Fresh Water from the Sea. - 1976.- V.4. - PP. 375-390.

69. Sheppard J.D., Thomas D.G. Effect of High Axial Velocity on Performance off Cellulose Acetate Hyperfiltration Membranes// Desalination. - 1970. - V.8. - № 1-3. - PP. 1-12/

70. Sheppard J.D., Thomas D.G. Control of Concentration Polarization and Arrest of Fouling of Cellulose Acetate Hyperfiltration Membranes by High Axial Velosity.// Aplied Polimer Symp.-197O.-№ 13.-p.121.

71. Sheppard J.D., Thomas D.G. Membrane Fouling. Part IV. - Desalination. - 1972. - V.II. - № 1- 3.-PP.385-398.

72. Carter J.W., Hoyland G. The Build up of Rust Fouling Layer on Membranes in Reverse Osmosis Flow Systems and Its Calculation.- Proc. Of the 5' Int. Symp. On Fresh Water fromthe Sea. - 1976.- V.4. - PP. 21-29.

73. Sackinger C.T. Membrane replacement. - Permaser reverse osmosis desalination.// Desalination. - 1983.-V. 46 .-PP. 41-45.

74. Pohland H.W. Pretreatment requirement for seawater desalination by reverse osmosis: Preprint Du Pont Company «Seawater Reverse Osmosis». - E-42313. -1981.

75. MacGowan C.F., Ammons D., Mahon H. et al. Hollou Fiber Membrane Seawater Desalination.- Proc. Of the 5"" Int. Symp. On Fresh Water from the Sea. - 1976.- V.4. - PP.385-396.83

76. McCutchan I.W., Zohnson Z.S. Reverse Osmosis at Coalinga, California// Z. AWWA. - 1970. -V. 6 2 . - № 6 .

77. Goel V., McCutchan I.W. Colorado River Desalting by Reverse Osmosis: Proc. Of the 5"" Int. Symp. OnFresh Water from the Sea.- 1976.-V.4.-PP. 315-324.

78. Takahashi S., Ebara K. Scale Prevention on a Reverse Osmosis Memrane For Water Theatment: Proe. Of the 6* Int. Symp. On Fresh Water from the Sea. - 1978.- V.3. - PP. 261-268.

79. Ilamer E.A.G., Kalish R.L. Reverse Osmosis Membrane Regenaration.- US. Office of Saline Water, RDPR .№471. - Washington, 1969.

80. Schultz I., Riedinger A., McCraken H. Brackish Well Water Reverse Osmosis Test at Midland, Fort Stockton and Kermit, Texas: Us, OSW, Depart. Of the Interier, RDPR. -Я» 237. - 1967.

81. Пат. № 3940336 США, кл. 210-81.

82. Пат. №57-190605 Японни, кл. BOldl3/00.

83. Пат. №52-58078 Японии, кл. 13(7) Д41.

84. Пат. №55-37288 Японии, кл. BOldl3/00.

85. Marten U., Bray D.T. Advances in Water Pollution Reseach. - V. 3. - Water Potlution Cotnrol Federation, 1966.-P.315.

86. Пат. №56-25164 Янонии, кл. BOldl3/00.

87. CSM Reverse osmosis membrane, Saehan Industries, 181 p.

88. Matsumura T. Consideration of filtration mechanism in pretreatment process of sea water desalination by reverse osmosis//Desalination. - 1980. V. 32 .-№ 1-3.-PP. 93-101.

89. Beaeh W.A., Epstein A.C. Summary of Pretreatment Teehnology for Membranes Processes// Industrial Water Engineering. - 1975, Aug. / Sept. - PP. 13-17.

90. Brunei 1 M.T. Colloidal fouling of reverse osmosis membranes // Desalination. - 1980. - V.32. - №1-3.-PP. 127-135.

91. Марквард К. Коллоидный индекс как дополнительный параметр для онределения содержания неиопогенных веществ в воде. // Химия и технология воды. - 1982. - Т.4. - №844 . - с . 326-328.

92. Quinn Т. Design and operation of 800 000 GPD reverse osmosis seawater system.// Desalination. - 1980. - V. 32. - № 1-3. - P. 179.

93. Спиридонои В.П., Лопаткин А.А. Математическая обработка физико-химических данных, М.: Изд. Мое. Ун., 1970,221 с.85