Высокоэффективные методы обессоливания воды и переработки стоков или когда предприятию понадобится Exerger WTU
Современные способы очистки стоков
Грамотно управлять водными ресурсами для предприятий сейчас не просто актуально, но и все более выгодно. Это позволяет избежать штрафов за нарушение природоохранного законодательства и помогает уменьшить операционные издержки на водоподготовку. Стоимость подготовки кубометра воды можно оценить на примере энергетики.Рис. 1. Доля стоимости 1 м3 подготовленной воды в структуре себестоимости 1 МВт/ч электроэнергии на примере ТЭЦ. Слева — стоимость воды без экологических платежей и затрат на обслуживание оборудования, справа — стоимость с учетом дополнительных затрат.
- механическую,
- химическую,
- биологическую,
- физико-химическую очистку.
Как правило, чтобы получить максимальный эффект, применяются 2 или несколько видов очистки. Разберем подробнее каждый из них.
Механическая очистка позволяет удалить из воды крупные частицы с помощью решеток отстойников, центрифуг и фильтров. Метод относительно дешевый и качественный, но его основной минус — неполная очистка — из воды удаляются только механические частицы, а, например, растворенные соли остаются.
Химическая очистка предполагает окисление, нейтрализацию или осаждение — то есть работу с реагентами, которые удаляют растворенные в воде элементы. Этот способ удобен, поскольку сразу позволяет выделить из стока соли металлов, щелочи и кислоты. С другой стороны, переработка стока идет с использованием большого числа химических реагентов, и их сток требует дополнительной очистки.
Биологическая очистка идет с использованием специальных бактерий, которые разлагают и перерабатывают сток. Биохимические установки, такие как аэробные и анаэробные бактерии, биологические пруды и системы обеззараживания позволяют эффективно удалить органические примеси, системы просты в использовании, но, как правило, не могут удалить из стока неорганические соединения.
Физико-химическая очистка — это решения, которые позволяют выводить из стоков тонкодисперсные, и растворенные неорганические вещества и разрушать органические соединения. К физико-химическим методам очистки относятся: коагуляция, флокуляция, ионный обмен, обратный осмос, термодистилляция.
Чтобы исключить излишнее привнесение солей в систему, для высокоэффективной очистки стоков целесообразно рассматривать безреагентные методы обессоливания воды — это мембранные технологии (самая распространенная —это обратный осмос) и современные методы термической дистилляции. Из сравнительной таблицы видно, что мембранные технологии имеют ряд преимуществ перед термическими, но в то же время имеют и значительный перечень недостатков, таких как:
- большой расход сточных вод,
- массивная система предочистки воды со своими реагентами и сточными водами,
- высокая чувствительность к колебаниям качества воды (особенно если вода содержит нефтепродукты, взвешенные вещества, металлы),
- необходимость замены мембран и картриджных фильтров,
- зависимость от импортных комплектующих,
- необходимость химических промывок.
Альтернативное направление — дистилляция воды. Современные методы (Exerger WTU) дистилляции также позволяют обеспечить предприятия высококачественной обессоленной водой, но лишены недостатков мембранных технологий.
Критерий оценки | Выпарная установка Exerger WTU | Классический выпарной аппарат с принудительной циркуляцией | |
---|---|---|---|
Требования к исходной воде | Использование реагентов | минимальное | среднее |
Зависимость от солесодержания | слабое | слабое | |
Продукты технологии | Степень концентрирования г/л | макс. (>250) | макс. (> 250) |
Полная утилизация жидких стоков | да | да | |
Получение кристаллических солей заданного качества или их крепких растворов пригодных для повторного использования или продажи | да | да | |
Электропроводность обессоленной воды (без доочистки) мкСм/см | 01.10.24 | 20-150 | |
Условия эксплуатации | Параметры пара МПа | ≥002 | ≥04 |
Возможность безреагентной чистки/промывки | да | да | |
Регламентный срок службы оборудования | 30 лет | 30 лет | |
Ремонтопригодность | Высокая | Высокая | |
Зависимость от импортных компонентов | низкая | низкая |
Компания ReinnolC представляет инновационную технологию обессоливания воды и утилизации промышленных стоков Exerger. Технология основывается на методе многоступенчатой термодистилляции в испарителе мгновенного вскипания вертикального типа Exerger FVE (flash vertical evaporator).
Exerger FVE высокоэкономичный аппарат. Любые испарители потребляют пар (тепло), и это повышает себестоимость воды. Но Exerger FVE, во-первых, потребляет пара в 2-4 раза меньше традиционных испарительных установок, благодаря высокой ступенчатости (до 24 ступеней). Во-вторых, он потребляет пар низких параметров – 0,12 МПа. В-третьих, система потребления такова, что все тепло пара может быть полезно использовано для подогрева различных потоков. В результате, в зависимости от схемы подключения, тепловая составляющая в себестоимости обессоленной воды может быть равна нулю. В конденсаторе данного аппарата применены теплообменные трубки с поперечными кольцевыми турбулизаторами, что в свою очередь также позволяет снизить металлоемкость и повысить устойчивость к отложениям, благодаря турбулизации потока внутри трубки.
Комплекс оборудования обеспечивает эффективную организацию не только теплофизики процесса, но и водно-химических режимов на каждой стадии переработки стоков. Это обеспечивает безнакипной режим и стабильную работу установки в целом.
Exerger позволяет получить обессоленную, деаэрированную воду (дистиллят) высокого качества пригодный даже для питания котлов высокого давления (14 МПа).
Кроме того, данные установки экологичны, они позволяют:
- организовать полностью бессточную схему обессоливающей установки,
- использовать минимальный объем применяемых реагентов,
- отказаться от химической мойки,
- работать без сменных комплектующих, которые требуют утилизации.
Если говорить о термических методах, то стандартные выпарные аппараты имеют ряд недостатков по сравнению с испарителем Exerger FVE. Стандартные аппараты:
- имеют очень большие габариты и высокую металлоемкость,
- потребляют большое количество пара и электроэнергии,
- достаточно быстро зарастают накипью.
Мы провели опытно-промышленные испытания на ЕВРАЗ НТМК, где данная технология показала свою экологическую и экономическую эффективность.
В процессе испытаний стояла задача полностью утилизировать сточные воды биохимической установки, на которой производится очистка промывных вод и конденсата коксового газа. В результате испытаний:
- Проработаны варианты по исключению сбросов загрязнённых стоков в открытые источники водоснабжения. С разной концентрацией, вплоть до сухого остатка. Достигнуто концентрирование в 270-300 раз. Получен сухой остаток в виде шлама и смеси солей.
- Полученный дистиллят высокого качества рекомендован для использования в оборотных системах охлаждения.
- Качество воды после Exerger WTU (wastewater treatment unit) оказалось существенно лучше качества речной воды по солесодержанию и жесткости и прочим показателям.
- Взвеси в процессе переработки были удалены из воды, а концентрация основных солей (хлоридов, сульфатов, нитратов) значительно снизилась: например, концентрация сульфатов сократилась в 450 раз.
- Итоговое содержание веществ в дистилляте существенно ниже установленных законом ПДК для рыбохозяйственных водоемов.
Внедрение технологии оказывает комплексный эффект на экономику и экологическую безопасность предприятия. Это позволит:
- полностью исключить сброс жидких стоков,
- получить дистиллят высокого качества, снизить внешнее водопотребление и вернуть воду в цикл.
Данный дистиллят пригоден для питания паровых котлов и других технологических нужд. - получить вторичный ресурс:
— шлам, содержащий сульфат и карбонат кальция, гидроксид магния, который может быть использован как сырье в строительных производствах;
— кристаллическую техническую соль, пригодную для применения в химической промышленности или, например, для регенерации Na-катионитовых фильтров на предприятии.
При этом данная установка, не просто решает задачу утилизации, но и решает её максимально энегоэффективно. Применение на этапе глубокого концентрирования высокоэффективных аппаратов Exerger FVE, позволяет создать установку с наилучшими показателями CAPEX и OPEX.
Также немаловажно, что данная технология полностью российская, и оборудование производится на территории нашей страны. Разработчик — компания Реиннольц — работает на рынке более 10 лет и является резидентом инновационного центра «Сколково». За время работы компания разработала и произвела более 300 уникальных аппаратов. Мы выполняем полный комплекс инжиниринговых задач от разработки технологии и конструкции до его запуска. Сборка оборудования производится на собственной производственной площадке.
Мы обладаем ресурсами и экспертизой для проведения исследований и разработки уникального оборудования в области термической подготовки воды и переработки стоков.
Контакты компании, новости о наших успехах и другую информацию вы можете найти по QR-коду и ссылкам.