Дослідження ефективності електрохімічного захисту при обезсолюванні високомінералізованих вод

Abstract

Технологія зворотноосмотичної демінералізації морських вод супроводжується утворенням біологічних відкладень на мембранах. Тому, обробка високомінералізованих вод перед їх застосуванням в мембранних установках є актуальним питанням сьогодення. В статті запропоновано застосовувати попередню обробку води, використовуючи електроактивацію в якості ефективного комплексного процесу демінералізації, яка додатково супроводжується очищенням води від органічних речовин та перешкоджає утворенню біологічних відкладень на мембранах. За експериментальними даними було визначено вплив електрохімічної дії на склад високомінералізованих вод та запропонована схема стендової лабораторної установки для очищення води методом електроактивації. В якості основної ємкості в даній схемі використовували розроблену конструкцію демінералізатору, яка є проточною та безперервної дії з електродами особливої конструкції, що дозволяє очищувати 3 м3/годину морської мінералізованої води. Попереднє опріснення морської води перед її застосуванням в установках зворотного осмосу проводили при наступних технологічних параметрах: густина струму 1,0–1,5 А/дм2, кількість електрики змінювали від 2,5 до 5,1 кВт‧год/м3. Встановлено, що застосування методу електроактивації для морської води, яка була відібрана з Чорного моря в районі Тилігульського лиману, дає можливість для досягнення високого ступеня (в межах від 45 до 70% (вміст іонів та загальний солевміст) її очищення при первинній демінералізації. У статті проведено дослідження способу досягнення мінімізації енергетичних витрат в технології демінералізації морських вод. На стадії попереднього опріснення води та перед її надходженням до мембранної системи було досягнуто зниження витрат електроенергії в межах 35–40%. Доведено, що солевміст у вихідній морській воді суттєво знижується і процес попередньої підготовки води методом електроактивації є таким, який можна рекомендувати для використання в промислових масштабах.

The technology of reverse osmosis demineralization of seawater is accompanied by the formation of biological deposits on membranes. Therefore, the treatment of highlymineralized waters before their use in membrane plants is a pressing issue today. The article proposes to apply preliminary water treatment using electroactivation as an effective complex demineralization process, which is additionally accompanied by water purification from organic substances and prevents the formation of biological deposits on membranes. According to experimental data, the influence of electrochemical action on the composition of highlymineralized waters was determined and a scheme of a bench laboratory installation for water purification by electroactivation was proposed. As the main tank in this scheme, the developed design of the demineralizer was used, which is aflow-through and continuous operation with electrodes of a special design, which allows purifying 3 m3 /hour of seawater mineralized water. The preliminary desalination of seawater before its use in reverse osmosis plants was carried out at the following technological parameters: current density 1.0–1.5 A/dm2 , the amount of electricity varied from 2.5 to 5.1 kW‧h/m3 . It was established that the use of the electroactivation method for seawater, which was taken from the Black Sea in the area of the Tiligul estuary, makes it possible to achieve a high degree (in the range from 45 to 70% (ion content and total salt content) of its purification during primary demineralization. The article studies a method for achieving minimization of energy costs in the technology of demineralization of seawater. At the stage of preliminary desalination of water and before its entry into the membrane system, a reduction in electricity costs of 35-40% was achieved. It is proven that the salt content in the initial seawater is significantly reduced and the process of preliminary water preparation by the electroactivation method is one that can be recommended for use on an industrial scale.