Схема подключения обратный осмос атолл: Схема фильтра Атолл

При покупке фильтра Atoll рекомендуется выбирать изделие, соответствующее ожидаемому уровню водопотребления с производительностью, определяемой основным фильтрующим элементом системы – мембраной. При условии использования сертифицированных сменных фильтрующих элементов качество очистки воды разными моделями фильтров обратного осмоса остается одинаковым.

Системы обратного осмоса Atoll производятся в России (в соответствии с ТУ 3697-002-58968054-2006) и США (стандарт NSF/ANSI 058). Фильтры российского производства имеют индекс «Е» в конце кода. Системы имеют идентичные характеристики и детали независимо от страны производителя.

2.1 Опреснение обратным осмосом

Опреснение — это процесс разделения, используемый для снижения содержания растворенных солей в соленой воде до пригодного для использования уровня. Во всех процессах опреснения задействованы три потока жидкости: солёная питательная вода (солоноватая вода или морская вода), полученная вода с низким содержанием солей и очень солёный концентрат (рассол или сбросная вода).

Соленая питательная вода берется из океанических или подземных источников. В процессе опреснения она разделяется на два выходных потока: вода с низким содержанием солей и потоки концентрата с высоким содержанием солей. Использование опреснения преодолевает парадокс, с которым сталкиваются многие прибрежные сообщества, заключающийся в том, что они имеют доступ к практически неиссякаемым запасам соленой воды, но не имеют возможности ее использовать. Хотя некоторые вещества, растворенные в воде, такие как карбонат кальция, можно удалить с помощью химической обработки, для других распространенных компонентов, таких как хлорид натрия, требуются более технически сложные методы, известные под общим названием опреснение. В прошлом трудности и затраты на удаление различных растворенных солей из воды делали соленые воды нецелесообразным источником питьевой воды. Однако, начиная с 1950-х годов опреснение стало казаться экономически практичным для обычного использования при определенных обстоятельствах.

Вода, образующаяся в процессе опреснения, обычно представляет собой воду с содержанием растворенных твердых веществ менее 500 мг/л, которая подходит для большинства бытовых, промышленных и сельскохозяйственных целей.

Побочным продуктом опреснения является рассол. Рассол представляет собой концентрированный солевой раствор (с более чем 35 000 мг/л растворенных твердых веществ), который необходимо утилизировать, как правило, путем сброса в глубокие соленые водоносные горизонты или поверхностные воды с более высоким содержанием соли. Рассол также можно разбавлять очищенными сточными водами и утилизировать путем распыления на полях для гольфа и/или других открытых площадках.

Техническое описание

Существует два типа мембранных процессов, используемых для опреснения воды: обратный осмос (RO) и электродиализ (ED). Последний обычно не используется в Латинской Америке и Карибском бассейне. В процессе обратного осмоса вода из солевого раствора под давлением отделяется от растворенных солей путем прохождения через водопроницаемую мембрану.

На практике питательная вода закачивается в закрытый контейнер, прижатый к мембране, чтобы создать в ней давление. По мере того, как вода продукта проходит через мембрану, оставшаяся питательная вода и солевой раствор становятся все более и более концентрированными. Чтобы уменьшить концентрацию оставшихся растворенных солей, часть этого концентрированного раствора питательной воды и рассола отбирают из контейнера. Без этого сброса концентрация растворенных солей в питательной воде продолжала бы увеличиваться, что требовало бы постоянно увеличивающихся затрат энергии для преодоления естественно повышенного осмотического давления.

Система обратного осмоса состоит из четырех основных компонентов/процессов: (1) предварительная обработка, (2) повышение давления, (3) мембранное разделение и (4) стабилизация после обработки. На рис. 16 показаны основные компоненты системы обратного осмоса.

Предварительная обработка: Входящая питательная вода предварительно обрабатывается для обеспечения совместимости с мембранами путем удаления взвешенных твердых частиц, корректировки pH и добавления порогового ингибитора для контроля образования накипи, вызванного такими компонентами, как сульфат кальция.

Повышение давления: Насос повышает давление предварительно обработанной питательной воды до рабочего давления, соответствующего мембране и солености питательной воды.

Разделение: Проницаемые мембраны препятствуют прохождению растворенных солей, пропуская при этом обессоленную воду продукта. Подача питательной воды к мембранному узлу приводит к получению потока пресной воды и потока отходов концентрированного солевого раствора. Поскольку ни одна мембрана не способна улавливать растворенные соли, небольшой процент соли проходит через мембрану и остается в воде продукта. Мембраны обратного осмоса бывают разных конфигураций. Двумя наиболее популярными из них являются спирально-навитые и полые мембраны из тонкого волокна (см. рис. 17). Обычно они изготавливаются из ацетата целлюлозы, ароматических полиамидов или, в настоящее время, из тонкопленочных полимерных композитов. Оба типа используются для опреснения солоноватой и морской воды, хотя конкретная мембрана и конструкция сосуда высокого давления различаются в зависимости от различного рабочего давления, используемого для двух типов питательной воды.

Стабилизация: Вода, полученная из мембранного узла, обычно требует регулировки pH и дегазации перед подачей в систему распределения для использования в качестве питьевой воды. Продукт проходит через аэрационную колонну, в которой рН повышается от значения, приблизительно равного 5, до значения, близкого к 7. Во многих случаях эта вода сбрасывается в цистерну для хранения для последующего использования.

Рис. 16: Элементы процесса опреснения обратным осмосом.

Источник: О.К. Бурос и др. Ал., Руководство USAID по опреснению, Энглвуд, Нью-Джерси, США, публикации IDEA.

Степень использования

Производительность опреснительных установок обратного осмоса, проданных или установленных за 20-летний период с 1960 по 1980 год, составила 1 050 600 м ³ /день. В течение последних 15 лет эта мощность продолжала увеличиваться в результате снижения затрат и технического прогресса. Опресненная вода обратного осмоса использовалась в качестве питьевой воды, а также в промышленных и сельскохозяйственных целях.

Использование питьевой воды

Промышленное использование : Промышленные применения, требующие чистой воды, такие как производство электронных компонентов, специальных пищевых продуктов и фармацевтических препаратов, используют обратный осмос как элемент производственного процесса, где концентрация и/или фракционирование мокрого технологического потока.

Сельское хозяйство Использование : Фермеры, использующие теплицы и гидропонные системы, начинают использовать обратный осмос для опреснения и очистки поливной воды в теплицах что также помогает контролировать болезни растений). Технология обратного осмоса была использована для этого типа применения фермером в штате Флорида, США, который выращивал европейские огурцы в 22-акровом водоеме. количество огурцов в теплице увеличилось примерно с 4 000 дюжин огурцов в день до 7 000 дюжин, когда фермер изменил подачу оросительной воды с загрязненного источника поверхностных вод на источник солоноватой подземной воды, опресненной методом обратного осмоса. Использовалась система обратного осмоса производительностью 300 л/сут, производящая воду с содержанием натрия менее 15 мг/л.

На некоторых островах Карибского бассейна, таких как Антигуа, Багамы и Британские Виргинские острова (см. тематическое исследование в части C, глава 5), технология обратного осмоса использовалась для обеспечения общественного водоснабжения с умеренным успехом.

В Антигуа есть пять установок обратного осмоса, которые обеспечивают водой Управление коммунальных служб Антигуа, Отдел водоснабжения. Каждая установка обратного осмоса имеет производительность 750 000 л/сутки. В течение восемнадцати месяцев с января 1994 г. по июнь 1995 г. завод в Антигуа производил от 6,1 до 9 миллионов литров в сутки. 0,7 млн ​​л/сут. Кроме того, крупные курортные отели и предприятия по розливу имеют опреснительные установки.

На Британских Виргинских островах вся вода, используемая на острове Тортола, и примерно 90 % воды, используемой на острове Верджин-Горда, получают опреснением. На Тортоле насчитывается около 4 000 водопроводов, обслуживающих население в 13 500 человек, проживающих круглый год, и около 256 000 посетителей ежегодно. В 1994 году государственная служба водоснабжения закупила 950 миллионов литров опресненной воды для распределения на Тортоле. На Верджин-Горде есть два завода по опреснению морской воды. Оба имеют открытые водозаборы для морской воды, простирающиеся примерно на 450 м от берега. Эти заводы обслуживают 2 500 постоянных жителей и 49 приезжих.000, ежегодно. На Верджин-Горде имеется 675 подключений к системе общественного водоснабжения. В 1994 году государственная служба водоснабжения приобрела 80 миллионов литров воды для распределения на Верджин-Горда.

В Южной Америке, особенно в сельских районах Аргентины, Бразилии и северной части Чили, опреснение обратным осмосом использовалось в меньших масштабах.

Рисунок 17: Два типа мембран обратного осмоса.

Источник: О.К. Бурос и др. др.. Руководство USAID по опреснению воды, Энглвуд, Нью-Джерси, США, публикации IDEA

Эксплуатация и техническое обслуживание

Опыт эксплуатации технологии обратного осмоса улучшился за последние 15 лет. У меньшего количества заводов были долгосрочные эксплуатационные проблемы. При условии, что установлен правильно спроектированный и изготовленный блок, основными элементами работы, связанными с использованием технологии обратного осмоса, будут ежедневный мониторинг системы и систематическая программа профилактического обслуживания. Профилактическое обслуживание включает в себя калибровку приборов, регулировку насоса, проверку и регулировку подачи химикатов, обнаружение и устранение утечек, а также структурный ремонт системы по запланированному графику.

Основной проблемой, связанной с использованием установок обратного осмоса, является загрязнение. Засорение происходит, когда поры мембраны закупориваются солями или взвешенными частицами. Он ограничивает количество воды, которое может быть обработано до того, как потребуется очистка. Загрязнение мембраны можно исправить обратной промывкой или очисткой (примерно каждые 4 месяца) и заменой картриджных фильтрующих элементов (примерно каждые 8 ​​недель). Сообщается, что срок службы мембраны в Аргентине составляет от 2 до 3 лет, хотя в литературе сообщается о более высоких сроках службы.

Для эксплуатации, технического обслуживания и мониторинга установок обратного осмоса требуется обученный инженерный персонал. Численность персонала составляет примерно одного человека на заводе мощностью 200 м ³ /день и увеличивается до трех человек на заводе производительностью 4 000 м ³ /день.

Уровень участия

Стоимость и масштаб установок обратного осмоса настолько велики, что только предприятия общественного водоснабжения с большим количеством потребителей, а также промышленные предприятия или курортные отели рассматривали эту технологию как вариант. Небольшие установки обратного осмоса были построены в сельской местности, где нет другого варианта водоснабжения. В некоторых случаях, например на Британских Виргинских островах, правительство предоставляет землю, налоговые и таможенные льготы, платит за воду и следит за качеством продукции. Правительство также распределяет воду и в некоторых случаях оказывает помощь в эксплуатации станций.

Расходы

Наиболее значительными затратами, связанными с установками обратного осмоса, помимо капитальных затрат, являются затраты на электроэнергию, замену мембраны и оплату труда. Все методы опреснения являются энергоемкими по сравнению с традиционными технологиями. В таблице 5 представлены общие капитальные затраты, а также затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание установки обратного осмоса мощностью 5 мг/сутки в США. Зарегистрированные сметы затрат на установку обратного осмоса в Латинской Америке и Карибском бассейне показаны в Таблице 6. Варьирование этих затрат отражает факторы, характерные для конкретного места, такие как производительность установки и содержание соли в питательной воде.

Международная ассоциация по опреснению воды (IDA) разработала Программу расчета затрат на опреснение морской воды, чтобы предоставить математические инструменты, необходимые для оценки сравнительных капитальных и общих затрат для каждого из процессов опреснения морской воды.

Таблица 5. Смета расходов Инженерного корпуса армии США на опреснительные установки обратного осмоса во Флориде

^a Включает амортизацию капитала, эксплуатацию и техническое обслуживание, а также замену мембраны.
^b Стоимость от 2,30 до 3,60 долл. США была зарегистрирована в феврале 1994 года.

Эффективность технологии

Двадцать пять лет назад исследователи пытались отделить производственные воды от 90% соли в питательной воде при уровне общего содержания растворенных твердых веществ (TDS) 1500 мг/л, используя давление 600 фунтов на кв. дюйм и поток через мембрану 18 л/м ² /день. Сегодня типичные солоноватые установки могут отделять 98% солей от питательной воды при уровне TDS от 2 500 до 3 000 мг/л при давлении от 13,6 до 17 атм и потоке 24 л/м 9 . 0097 2 /день – и с гарантией сделать это в течение 5 лет без замены мембраны. Современная современная технология использует тонкопленочные композитные мембраны вместо старых мембран из ацетата целлюлозы и полиамида. Композитные мембраны работают в более широком диапазоне pH, при более высоких температурах и в более широких химических пределах, что позволяет им выдерживать более тяжелые условия эксплуатации и условия, которые обычно встречаются в большинстве промышленных применений. Как правило, эффективность рекуперации опреснительных установок обратного осмоса увеличивается со временем, если нет загрязнения мембраны.

Пригодность

Эта технология подходит для использования в регионах, где есть морская вода или солоноватые грунтовые воды.

Преимущества

· Система обработки проста; единственным усложняющим фактором является поиск или производство чистой питательной воды, чтобы свести к минимуму необходимость частой очистки мембраны.

· Системы могут быть собраны из предварительно упакованных модулей для подачи продукционной воды в диапазоне от нескольких литров в сутки до 750 000 л/сутки для солоноватой воды и до 400 000 л/сутки для морской воды; модульная система обеспечивает высокую мобильность, что делает установки обратного осмоса идеальными для аварийного водоснабжения.

· Низкие затраты на установку.

· Установки обратного осмоса имеют очень высокое соотношение площади и производительности, от 25 000 до 60 000 л/день/м ² .

· Низкие эксплуатационные расходы, в строительстве используются неметаллические материалы.

· Энергопотребление для обработки солоноватой воды колеблется от 1 до 3 кВтч на 1 000 л полученной воды.

· Технологии обратного осмоса позволяют использовать почти неограниченный и надежный источник воды, море.

· Технологии обратного осмоса можно использовать для удаления органических и неорганических загрязнений.

· Помимо необходимости утилизации рассола, обратный осмос оказывает незначительное воздействие на окружающую среду.

· В технологии используется минимальное количество химикатов.

Недостатки

· Мембраны чувствительны к неправильному обращению.

· Питательную воду обычно необходимо предварительно очищать от твердых частиц (чтобы продлить срок службы мембраны).

· Возможны перебои в работе во время штормовой погоды (что может увеличить ресуспендирование твердых частиц и количество взвешенных твердых частиц в питательной воде) для установок, использующих морскую воду.

· Эксплуатация установки обратного осмоса требует соблюдения высоких стандартов качества материалов и оборудования.

· Часто требуется иностранная помощь для проектирования, строительства и эксплуатации заводов.

· Необходимо поддерживать обширный запас запасных частей, особенно если установки иностранного производства.

· Рассол необходимо тщательно утилизировать, чтобы избежать вредного воздействия на окружающую среду.

· Существует риск бактериального загрязнения мембран; в то время как бактерии сохраняются в потоке рассола, рост бактерий на самой мембране может привнести вкус и запах в воду, получаемую из продукта.

· Технологии обратного осмоса требуют надежного источника энергии.

· Технологии опреснения имеют высокую стоимость по сравнению с другими методами, такими как извлечение грунтовых вод или сбор дождевой воды.

Культурная приемлемость

Технологии обратного осмоса считаются дорогими и сложными, что ограничивает их использование ценными прибрежными районами и ограниченное использование в районах с солеными грунтовыми водами, где нет доступа к более традиционным технологиям. В настоящее время использование технологий обратного осмоса не получило широкого распространения.

Дальнейшее развитие технологии

Процесс обратного осмоса морской и солоноватой воды будет улучшен за счет следующих усовершенствований:

· Разработка мембран, менее склонных к загрязнению, работающих при более низком давлении и требующих меньшей предварительной обработки питательной воды.

· Разработка более энергоэффективных технологий, которые проще в эксплуатации, чем существующие технологии; в качестве альтернативы, разработка методологий рекуперации энергии, которые позволят лучше использовать энергию, поступающую в системы.

· Коммерциализация прототипа центробежной опреснительной установки обратного осмоса, разработанной Министерством национальной обороны Канады; этот процесс представляется более надежным и эффективным, чем существующие технологии, и экономически привлекательным.

Источники информации

Контакты

Джон Брэдшоу, Инженер и менеджер по водоснабжению, Управление коммунальных служб Антигуа, почтовый ящик 416, Темз-стрит, Сент-Джонс, Антигуа. Тел/факс (809)462-2761.

Главный исполнительный директор, Crystal Palace Resort & Casino, отель Marriot, почтовый ящик N 8306, Cable Beach, Нассау, Багамы. Тел. (809) 32-6200. Факс (809) 327-6818.

Общий Менеджер , Корпорация водоснабжения и канализации, почтовый ящик N3905, Нассау, Багамы. Тел. (809) 323-3944. Факс (809) 322-5080.

Главный исполнительный директор, Atlantis Hotel, Sun International, почтовый ящик N4777, Paradise Island, Нассау, Багамы. Тел. (809)363-3000. Факс (809) 363-3703.

Vincent Sweeney, Сантехник, Карибский институт гигиены окружающей среды (CEHI), почтовый ящик 1111, Кастри, Сент-Люсия. Тел. (809) 452-2501. Факс (809) 453-2721. Электронная почта: [email protected].

Guillermo Navas Brule, Ingeniero Especialista Asuntos Ambientales, Codelco Chile Div. Чукикамата Фоно, Калама, Чили. Тел. (56-56)32-2207. Факс (56-56)32-2207.

Уильям Т. Эндрюс , Управляющий директор Ocean Conversion (BVI) Ltd, почтовый ящик 122, Род-Таун, Тортола, Британские Виргинские острова.

Роберта Эспехо Гуасп , Facultad de Ciencias, Северный католический университет, Департамент физики, Av. Ангамос 0610, Касилья-де-Коррео 1280, Антофагаста, Чили. Тел. (56-55)24-1148 Приложение 211-312-287. Факс (56-55)24-1724/24-1756. Электронная почта: [email protected].

Мария Тереза ​​Рамирес, Ingeniero de Proyectos, Aguas Industriales, Ltda. , Williams Rebolledo 1976, Сантьяго, Чили. Тел. (562)238-175С. Факс (562) 238-1199.

Claudison Rodríguez, Economista, Instituto ACQUA, Rua de Rumel 300/401,22210-010 Rio de Janeiro, Рио-де-Жанейро, Бразилия. Тел. (55-21)205-5103. Факс (55-51)205-5544. Электронная почта: [email protected].

Джозеф Э. Уильямс, Главный специалист по гигиене окружающей среды, Департамент гигиены окружающей среды, Министерство здравоохранения и социального обеспечения, Duncombe Alley, Гранд-Терк, острова Теркс и Кайкос, BWI. Тел (809)946-2152/946-1335. Факс (809)946-2411.

Библиография

Биркетт, Дж. Д. (1987). «Факторы, влияющие на экономику опреснения». В Нетрадиционное использование водных ресурсов в развивающихся странах. Нью-Йорк, Организация Объединенных Наций, стр. 89–102. (Серия «Природные ресурсы/Вода» № 22)

Боари, и др. 1978. «Работа пилотных установок RO по опреснению солоноватой воды», Опреснение, 24, стр. 341-364.

Бурос, О.К. 1987. «Введение в опреснение». В Нетрадиционное использование водных ресурсов в развивающихся странах. Нью-Йорк, Организация Объединенных Наций, стр. 37-53. (Серия «Природные ресурсы/Вода» № 22)

—- и др. 1982. Руководство USAID по опреснению воды. Энглвуд, Нью-Джерси, США, IDEA. (Первоначально опубликовано USAID/Ch3M Hill)

Кант, Р.В. 1980. «Сводка комментариев к установке обратного осмоса на озере Килларни Р. А. Тидболла» В П. Хадвен (ред.). Материалы семинара Организации Объединенных Наций по водным проблемам малых островов, Барбадос. Нью-Йорк, ПРООН. стр. 552-554.

Чайлдс, В. Д. и А. Э. Дабири. 1992. «Экономия затрат на опреснение или VARI-RO». Насосная техника, 87, стр. 109-135.

де Гинзбур, Дж. и Т. Фроман. 1987. «Строительство солнечной опреснительной установки (40 кубометров в день) для Карибского острова», Опреснение, 67, стр. 53-58.

Додеро, Э. и др. 1983. «Tres Años de Experiencia en la Planta de Desalinación de Aguas de Selva, Provincia de Santiago del Estero». Документ, представленный на 6-м Конгрессе Аргентино де Санеамьенто, Сальта, Аргентина.

Айзенберг, Талберт Н. и Э. Джо Миддлбрукс. 1992. «Обзор проблем с очисткой воды обратным осмосом», Журнал Американской ассоциации водопроводных сооружений, 76 (8), с. 44.

Фурукава Д.Х. и Г. Милтон. 1977. «Обратный осмос с высокой степенью извлечения со стронцием и сульфатом бария в источнике солоноватой колодезной воды», Опреснение, 22 (1,2,3), с. 345.