Термические методы опреснения морской воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Термические методы опреснения морской воды

Термические методы традиционно широко используется для опреснения морской воды. Основой процесса является перевод воды в паровую фазу с последующей конденсацией пара на охлаждаемой поверхности. Большинство дистилляционных испарительных установок работают за счет адиабатного многоступенчатого испарения или мгновенного вскипания.

Метод мгновенного вскипания (Multi-flash stage - MSF) - наиболее часто встречающаяся технология термического обессоливания морской воды [16]. Технология опреснения в установке мгновенного вскипания отличается от обычного кипения при контакте с поверхностью нагрева, что имеет ряд преимуществ. Процесс генерирования вторичного пара происходит в свободном пространстве испарительной камеры, в которой отсутствует греющая поверхность. Это исключает образование накипи, повышает производительность каждой ступени из-за мгновенного вскипания поступающей воды и превращения ее в пар при глубоком вакууме. Отличительной чертой таких установок являются: простота конструктивного испарения, неограниченное число ступеней, прямоточный поток опресняемой воды, высокая степень ее концентрирования на выходе. Это позволяет получать в одном агрегате высокие производительности [17].

Установки мгновенного вскипания выполняются многоступенчатыми. Это обусловлено тем, что при данной технологии температура проходящей в отдельной ступени предварительно нагретой опресняемой воды понижается незначительно, и при одноступенчатом испарении для обеспечения заданной производительности потребуется подать большое количество воды, а теплоту рассола потерять безвозвратно. Расход теплоты по одноступенчатой схеме до 5•106 кДж/м3. В многоступенчатой схеме за счет регенерации теплоты и рациональной рециркуляции рассола удается существенно снизить расход теплоты. Организация движения исходной воды в многоступенчатых установках выполняется либо по прямоточному типу, либо с рециркуляцией рассола. В первом случае установка имеет повышенные потери теплоты и может устойчиво работать лишь при большом расходе поступающей воды. Установки наиболее востребованы на рынке обессоливания морской воды при снабжении городов с большим населением и на судах. В отечественной практике установки первого поколения, характеризующиеся малым числом ступеней испарения и использованием аппаратов с естественной циркуляцией раствора.

Установки с рециркуляцией раствора имеют два-три контура рециркуляции, что способствует повышению использования теплоты. Пример установки с рециркуляцией концентрата приведен на рис. 1 [19].

В современных многоступенчатых испарительных установках мгновенного вскипания генерация пара производится за счет адиабатного вскипания воды в свободном объеме при низких температурах 110…40 °С. Морская вода проходит последовательно, от последнего - к первому, через конденсаторы, встроенные в испарительные камеры с пониженным давлением и, нагреваясь за счет тепла конденсации, поступает в головной подогреватель. В первой испарительной камере вода нагревается выше температуры кипения и вскипает. Пар конденсируется на поверхности трубок конденсатора, конденсат стекает в поддон, а неиспарившаяся вода перетекает через гидрозатвор в следующую камеру. Давление в каждой последующей камере ниже, чем в предыдущей, поэтому процесс продолжается по всей длине аппарата. Число камер в установке достигает 40 [20].

Рис. 1. Установка опреснения морской воды методом мгновенного вскипания с циркуляцией концентрата

Температура, до которой рассол нагревается в первой камере, является определяющим фактором при строительстве завода. Обычно она варьирует от 90°С до 120°С. Чем выше температура рассола, поверхности нагрева и число испарительных камер, тем ниже капитальные затраты и выше эффективность процесса; ограничения налагаются по превышению предела растворимости солей и возможному использованию антискалянтов.

При эксплуатации установки мгновенного вскипания в стандартном диапазоне температур 90…110 °С удельная поверхность теплопереноса равна 200…300 м2/(кг/с). Для установок многоступенчатой дистилляции характерное значение температуры составляет 60…70 °С, соответственно удельная поверхность теплопереноса равна 700…800 м2/(кг/с).

Методом мгновенного вскипания производится от 6 до 11 кг дистиллята на 1 кг затраченного пара.

Заводы, работающие по технологии мгновенного вскипания, относительно просты по дизайну и эксплуатации. Предварительная подготовка заключается в грубой очистке на сетчатых фильтрах, последующей фильтрации через фильтры с загрузкой; необходим ввод кислоты и химических реагентов для предотвращения образования накипи. Концентрат сбрасывается в море. Дистиллят имеет очень низкую минерализацию и практически стерилен. Срок эксплуатации испарителей порядка 40 лет. Типичные размеры заводов: 20…60 тыс. м3/сутки, самые крупные - 200…800 м3/сутки.

Область применения: метод мгновенного вскипания используют крупные муниципальные заводы в регионе Персидского залива. Чаще всего технология мгновенного вскипания используется при комбинированном производстве тепловой, электрической энергии и обессоленной воды. На рис.2 приведен общий вид опреснительного завода, использующего технологию мгновенного вскипания. Для нагревания исходной воды используется тепло, производимое или сбрасываемое тепловыми генераторами. По мнению аналитиков, технология эта будет продолжать доминировать в крупномасштабных проектах при наличии большого количества дешевой тепловой энергии [16].

Рис. 2. Комплекс, включающий завод обессоливания морской воды методом мгновенного вскипания (Jubail, Саудовская Аравия)

Доля технологии мгновенного вскипания на мировом рынке обессоленной воды: 40 % [16]. Все заводы, работающие по технологии мгновенного вскипания, сопряжены с тепловыми электростанциями. Максимальная эффективность достигается путем оптимизации эксплуатационных параметров всего комплекса. Основное различие заводов состоит в конструкции и материалах испарительных установок.

Завод в Al Taweelah, Объединенные Арабские Эмираты, вступил в строй в октябре 2008 г. [32]. Он производит 970 МВт электроэнергии и 350 тыс. м3/сутки питьевой воды. Имеет 4 установки, работающие с рассольным циклом, максимальная температура 112 °C (верхний предел температуры - 120 °C - обусловлен образованием осадка и ускоренной коррозией металлических поверхностей). Материал каркаса выполнен из нержавеющей стали, а трубок и других поверхностей нагрева - из сплава CuNi 70/30.

На комплексе Umm Al Nar, Объединенные Арабские Эмираты, опреснительный завод также сопряжен с электростанцией. Здесь упор сделан на эксплуатацию установок мгновенного вскипания с максимально возможной рабочей температурой.

Shoaiba, Saudi Arabia: рядом с заводом обессоливания морской воды построена электростанция, работающая на мазуте, оборудованная турбинами, генераторами рекуперации тепловой энергии и вспомогательным оборудованием, вырабатывающим энергию. Электростанция обеспечивает опреснительную установку избыточным паром. Для подогрева морской воды на входе в трубки выпарной установки используется пар с низкой температурой - сброс паровых турбин завода или байпасной линии.

Ключевыми фирмами при проектировании и строительстве заводов термического опреснения по технологии многоступенчатого испарения являются Marubeni, GE Water and Process Technologies GEWPT, DOOSAN.

Многоступенчатое испарение (Multi-effect distillation - MED) - самая старая из существующих ныне технологий обессоливания. Современные представители данной технологии - опреснительные установки тонкопленочного типа - имеют трубчатые нагревательные элементы (тонкопленочные вертикально- и горизонтально-трубные испарители). Испарение также происходит в серии камер с прогрессирующим понижением давления и температуры. Внутри каждой камеры вода впрыскивается на пучок теплообменных труб, а греющий пар проходит через трубы и конденсируется. На внешней поверхности трубок тонкая пленка морской воды абсорбирует тепло пара и закипает. Нагрев и испарение воды в первой ступени осуществляются паром котла, работающего на дистилляте; греющим паром следующей ступени служит вторичный пар предыдущей испарительной камеры. Перед тем как поступить в камеру следующей ступени, пар проходит через сепаратор тумана для улавливания захваченных капель морской воды. Процесс повторяется по всей длине установки.

Работа теплообменного аппарата с тонкопленочным режимом течения нагреваемой воды эффективнее процессов, происходящих на поверхностях, погруженных в большой объем, и в трубках, полностью заполненных потоком жидкости. Эффективность достигается благодаря высокой интенсивности теплообмена в тонком слое нагреваемой жидкости, малому времени контакта ее теплопередающей поверхностью, незначительным затратам энергии на проведение процесса, а также низким значениям начальной температуры нагрева воды.

В эксплуатации находятся несколько разновидностей установок этого типа. В вертикально-пленочных установках организация пленочного течения внутри трубной поверхности достигается за счет размещения в каждой трубке специальных насадок, создающих щелевой проход для жидкости. После истечения через щель пленка жидкости в гравитационном потоке омывает поверхность трубки, нагреваемую с наружной стороны. Преимущество установок данного типа - высокие коэффициенты теплопередачи и отсутствие циркуляционных насосов, однако устойчивость режима парообразования в стекающей пленке при большой длине труб (до 3 м) недостаточно высокая, т.к. на концевых участках труб наблюдается режим захлебывания пленки, что приводит к снижению коэффициента теплопередачи и падению производительности.

Более благоприятно протекает процесс пленочной дистилляции в установках с горизонтально-трубчатыми аппаратами, в которых образование пленки происходит на горизонтально расположенной трубной поверхности при истечении опресняемой воды из специальных опреснительных устройств. Подача воды может быть безнапорной, гравитационной и осуществляться специальными соплами, работающими под давлением. Преимущества установок данного типа: высокое количество вырабатываемого пара на единицу длины трубной поверхности, достаточно низкие начальные эксплуатационные параметры и температурные перепады, простая геометрическая компоновка поверхностей, низкий расход электроэнергии на собственные нужды.

Пример движения потоков в горизонтально-пленочном опреснителе представлен на рис. 3. В Советском Союзе, начиная с 1974 г. были развёрнуты работы по созданию дистилляционных опреснительных установок третьего поколения, которые основаны на испарителях с плёночным движением жидкости - восходящая и падающая плёнка жидкости в вертикальнотрубных испарителях и орошающая плёнка в горизонтальнотрубных испарителях. Для борьбы с накипеобразованием в этих аппаратах используются антинакипины-комплексоны отечественных разработок - ПАФ-13А и ИОМС. Отладка систем орошения теплообменных труб, выбор правильного водно-химического режима работы, изменение направления движения пара в межтрубном пространстве и определённые скорости пара между трубами при поперечном движении потоков пара и опресняемой жидкости в межтрубном пространстве позволили обеспечить длительную и высокоэффективную эксплуатацию реализованных к настоящему времени установок. В настоящее время похожую технологию использует компания IDE (Израиль).

Рис. 3. Установка опреснения морской воды методом многоступенчатого испарения с параллельным потоком исходной воды [19]

Внешний вид установки опреснения морской воды методом многоступенчатого испарения приведен на рис. 4.

Рис. 4. Установка опреснения морской воды по технологии многоступенчатого испарения (фирма I.D.E Technologies, Israel)

По всем техническим показателям установки на базе горизонтальнотрубных плёночных испарителей имеют 1,5-3,0 кратное преимущество перед дистилляционными опреснительными установками других отечественных поколений. К настоящему времени накоплен опыт наладки и длительной промышленной эксплуатации опреснительных установок указанного типа на различных водах, в том числе Аральского и Каспийского морей [18, 21].

Многоступенчатое испарение имеет значение GOR от 1,5 до 12 кг дистиллята /кг пара, процесс происходит при температурах от 61 до 80 °С.

Совмещение многоступенчатого испарения с парокомпрессором (рис. 5 а, б) дает возможность повторного использования пара и утилизации кинетической энергии его движения, при этом значение GOR возрастает до 15 кг дистиллята /кг пара [22-24].

По сравнению с методом мгновенного вскипания многоступенчатое испарение имеет ряд преимуществ: при одинаковой производительности заводов расход энергии пара меньше примерно на 33 %, водозабор - на 50 %; из-за более низких эксплуатационных температур уменьшается образование осадков на теплопередающих поверхностях. Схема предподготовки воды такая же, как для предыдущего метода.

Типичные размеры заводов: 2 - 40 тыс. м3/сутки. Технология распространена в Индии, Ливии, на Карибских и Канарских островах. По мнению ведущих специалистов в области опреснения, перспективы данного метода достаточно высоки, особенно учитывая повышение цен на энергетические ресурсы, при этом многоступенчатое испарение будет доминировать над другими термическими методами в менее крупных и средних промышленных и муниципальных проектах. Доля на мировом рынке обессоленной воды: 4 % [16, 20].

а)

б)

Рис.5. Установка опреснения, работающая по технологии многоступенчатого испарения с механической (а) и термической (б) компрессией пара

В последние годы в Карибском регионе, где исторически высокие цены на энергию, построен ряд заводов на основе многоступенчатого испарения, где системы работают со значениями GOR 15…17 кг дистиллята /кг пара [20]. Снижение энергозатрат достигается также применением нетрадиционных источников энергии. В Китае построен завод, где завод опреснения морской воды совмещен с ядерным реактором мощностью 200 МВт, начинается строительство второго завода с ядерным реактором. В обоих случаях используется технология многоступенчатого испарения: низко- и высокотемпературная [25].

Гигант GDF SUEZ, включающий такие подразделения, как GDF SEEZ ENERGY INTERNATIONAL и DEGREMOUNT, является многосторонней организацией, отвечает за строительство, проектирование и эксплуатацию заводов всех направлений: мгновенного вскипания (Shuweihat 2, 454,6 тыс. м3/сутки, 2008 г.), многоступенчатой дистилляции (Jubail (Magafig), 800 тыс. м3/сутки, 2007 г.), обратного осмоса (El Prat de Llobregat, 200 тыс. м3/сутки, 2009 г.) и гибридных (Fujairah 1, 454 тыс. м3/сутки, 2006 г.). Такой же профиль имеет Veolia, но 80% введенных мощностей приходится на заводы многоступенчатого испарения.

Парокомпрессионная технология (Mechanical Vapor Compression - MVC использует механическую компрессию, Thermal Vapor Compression - ТVC - термическую) для испарения воды использует теплоту, генерированную из механически сжатого пара. Пар, полученный при испарении жидкости, выводится из системы, механически сжимается и снова возвращается для обогрева (рис. 6). Внешний нагрев необходим только для запуска системы и достижения требуемой температуры, в дальнейшем процесс полностью обеспечивается теплом за счет работы компрессора. При этом компрессор не только повышает давление пара и, соответственно его температуру насыщения, но и снижает давление пара в испарительной камере. вскипание обратноосмотический опреснение вода

Большинство эксплуатируемых установок производят менее 750 м3/сутки обессоленной воды, но в настоящее время появились установки большей мощности. Методу отдается предпочтение при ограниченных запасах охлаждающей воды и/или избытке недорогой электроэнергии [20]. Типичные размеры заводов: от 500 м3/сутки до 10 тыс. м3/сутки. Данная технология используется в основном в изолированных местах, где может работать дизельный или электрический компрессор. Доля на мировом рынке обессоленной воды: 4 % [16].

Рис. 6. Установка испарения морской воды с механической компрессией пара

Обратноосмотический метод опреснения морской воды

Метод обратного осмоса заключается в фильтровании растворов под давлением через полупроницаемые мембраны, пропускающие молекулы растворителя и полностью или частично задерживающие молекулы и ионы растворенных веществ. Обратный осмос основан на прохождении соленой воды под давлением через полупроницаемую мембрану, способную при давлении выше осмотического пропускать молекулы воды. При этом гидратированные ионы растворенных в воде солей (НСОЗ, SO42-, Cl, Са2+, Mg2+, Na+, К+, Fe2+,3+, Cu2+) и ряд других компонентов, имеющих значительно больший размер, чем пора мембраны, например молекулы органических соединений с молекулярной массой выше 150…250 Да, бактерии, вирусы задерживаются мембраной и концентрируются в рассоле по другую ее сторону. Процесс обратного осмоса обеспечивается применением обратноосмотических и нанофильтрационных мембран.

Разделение методом обратного осмоса осуществляется без фазовых превращений. Процесс является барометрическим, движущей силой процесса является разность давлений в системе и осмотического. Энергия Ат в процессе расходуется в основном на создание давления исходной жидкости и ее продавливание через мембрану:

Работа Ас на сжатие жидкости мала, и ей можно пренебречь. Работу Апр на продавливание жидкости можно найти по формуле:

,

где Р - перепад давления на мембране;

V - объем продавливаемой жидкости.

Теоретический расход энергии на обратноосмотическое разделение ближе к минимальной термодинамической работе разделения, чем затраты энергии в других процессах [31]. Обратноосмотические установки состоят из насосов высокого давления (от 50 до 100 бар) и корпусов с мембранными элементами. Основными технологическими узлами установок обратного осмоса, обеспечивающими необходимое качество получаемой воды, являются обратноосмотические фильтры - плоские или трубчатые мембраны или полое волокно, которые изготавливаются из ацетилцеллюлозы, полиамидных, полиимидных или полисульфоновых смол. Типичные размеры заводов: от 1000 м3/сутки до 100 тыс. м3/сутки.

Для заводов обратноосмотического опреснения основное различие заключается в следующем:

схема предварительной подготовки морской воды;

количество ступеней обессоливания: если завод предназначен для производства ирригационной воды, то применяется одноступенчатый метод опреснения; если продукционная вода используется для питьевых целей, то подключается вторая ступень для обеспечения соответствия требованиям ВОЗ и регионального законодательства по содержанию бора; для промышленности производится вода требуемой степени минерализации, здесь число ступеней обессоливания варьирует от 1 до 3;

тип применяемых мембран: используются специальные высокоселективные мембраны для опреснения морской воды, и здесь предпочтения отдаются обратноосмотическим мембранам нескольких ведущих производителей: Dow Water Solutions (Dow FILMTEC), Degremont, Hydranautics, Toray Industries, Inc., Toyobo;

тип устройств для рекуперации энергии и насосов (лидеры: Energy Recovery, Inc., Flowserve (Calder), Acciona Aqua, Parsons Brinckerhoff Group (одно из подразделений PB Water, PB Power).

Генеральными подрядчиками при проектировании, строительстве и наладке заводов обратноосмотического опреснения морской воды выступают GE (GE Ionics), Toray Industries, Inc., Predisa, Veolia, Aqualing Group, CH2M HILL, IDE Technologies LTD, Mitsubishi Heavy Industries. В последние годы очень успешно работает консорциум GEIDA - альянс испанских фирм Sadyt, Befesa (Abengoa) и Cobra (ACS): строительство заводов в Алжире.

На рис 7 и 8 показан пример крупного опреснительного завода, построенного по обратноосмотической технологии, в г.Ашкелон (Израиль) производительностью 320 тыс.куб.м в сутки.. На заводе в г Ашкелон процесс обратноосмотического опреснения морской воды осуществляется на 32 установках, содержащих 40 тыс. мембранных элементов, установленных на 4 уровнях.

Рис. 7. Общий вид обратноосмотических модулей на заводе опреснения морской воды методом обратного осмоса производительностью 320 тыс. м3/сутки, Ашкелон, Израиль.

Рис.8. Завод опреснения морской воды методом обратного осмоса производительностью 320 тыс. м3/сутки, Ашкелон, Израиль.

Приведем еще несколько примеров. Рассмотрим подробнее завод по опреснению морской воды, расположенный на берегу залива Tampa Bay, США [33]. Завод опреснения совмещен с электростанцией, которая потребляет для охлаждения оборудования морскую воду (рис. 9). Исходная вода поступает с ближайшей ТЭС по 4 трубопроводам (рис. 10): 2 из них питаются охлаждающей водой, объем 166 тыс. м3/сутки. По-видимому, смешиваются с отработанные морская и пресная вода, потому что поступающая на опреснение вода имеет переменное содержание солей: от 18 до 32 г/л. Узел предварительной подготовки первоначально включал ввод коагулянта - сульфата алюминия в трубу с последующей фильтрацией на двух ступенях песчаных фильтров. Если необходимо, проводится корректировка рН.

Рис.9. Обратноосмотический завод обессоливания морской воды Tampa Bay, США, на фоне электростанции Big Bend

Рис.10. Водозабор и трубопроводы опреснительного завода Tampa Bay, США.

Материал - двойная нержавеющая сталь - позволяет выдержать высокое давление при прокачке теплой морской воды. Обратный осмос: 7 независимых веток, каждая снабжена подающим насосом, картриджными фильтрами, обратноосмотическими мембранами, соединенными с насосом высокого давления и турбиной для рекуперации энергии. Вертикальные насосы с турбинами мощностью 588 кВт•ч в каждой линии перекачивают воду со станции предподготовки на 5 мкм картриджные фильтры, затем на обратный осмос. Каждый обратноосмотический модуль питается водой, подаваемой насосами высокого давления мощностью 1654 кВт•ч с горизонтальным разъемным картером. Насосы снабжены частотно-регулируемыми электроприводами, позволяющими менять давление воды в диапазоне от 625 до 1050 psi (43,0…72,5 бар). Необходимость этого шага обусловлена меняющейся минерализацией исходной воды: способность изменять входное давление позволяет поддерживать требуемое качество пермеата и минимизировать расход энергии.

Каждая из 7 обратноосмотических установок обеспечивает минимальную производительность 16 тыс. м3/сутки, состоит из 168 корпусов, в каждом 8 мембранных элементов (рис. 11). Произведенный пермеат собирается в расположенный внизу коллектор - трубопровод диаметром 1 м. Концентрат с высоким давлением для рекуперации энергии возвращается через турбину (ERT) и перед сбросом смешивается с охлаждающей водой в соотношении 1:70.

Первоначально проект предусматривал строительство самого завода опреснения производительностью 95 тыс. м3/сутки, водозабора, склада химреактивов и реагентного хозяйства и трубопровода для транспортировки питьевой воды потребителю протяженностью 24 км. Стоимость проекта - $110 млн. Однако завод не смог обеспечить запланированную производительность (реально мощность не превышала 75,7 тыс.м3/сутки) и качество продукционной воды, отвечающее стандартам штата.

Рис.11. Основная часть опреснительного комплекса завода Tampa Bay, США: 7 независимых установок, оснащенных 1176 корпусами, 8 мембранных элементов в каждом

В числе основных причин несоответствия реальных и проектных показателей работы завода называют следующие:

проект был рассчитан на минерализацию исходной воды 31 г/л, однако в течение нескольких лет минерализация воды в заливе была выше;

недочеты в системе предварительной подготовки (только песчаные фильтры) привели к тому, что качество фильтрата было неудовлетворительным (SDI>5).

В результате потребовались дополнительные инвестиции в размере 85 млн. долларов США, которые были потрачены на усовершенствование системы водозабора (сетчатых фильтров), системы предподготовки (подключение фильтров с диатомитовой загрузкой) и полную замену старых обратноосмотических мембран на первой ступени опреснения на новые Dow Filmtec. В настоящее время завод функционирует удовлетворительно [Water Desalination report, 13 July 2009].

Комплекс PetroRabigh (Саудовская Аравия), включающий нефтеперегонный завод и нефтехимический комплекс, полностью перешел на обеспечение водой, производимой из морской воды методом трехступенчатого обратного осмоса [32, 34]. Сочетание обратноосмотических мембран двух типов от различных производителей обеспечивает высочайшее качество воды: содержание солей менее 10 мг/л, концентрация хлорида менее 5 мг/л, что сравнимо с качеством воды, производимой термическими методами. Опреснительный завод является частью независимого водного, парового и силового проекта (Rabigh IWSPP - independent water, steam and power project) стоимостью 8000 млн. долларов США, который был разработан консорциумом Marubeni / ACWA Power / JGC / Itochu. Для нефтехимического комплекса построены опреснительный завод производительностью 218 тыс. мі/сутки и электростанция мощностью 600 МВт. Генеральный подрядчик установок обессоливания - Mitsubishi Heavy Industries (MHI).

Завод Rabigh питается водой Красного моря (водозабор с побережья). Система предварительной подготовки включает ввод хлорного железа и фильтрацию через многослойные фильтры, что обеспечивает уровень SDI около 4. На первой ступени опреснения работают 16 установок, конверсия 43 % при давлении 70 бар. Впервые были применены большие обратноосмотические половолоконные элементы диаметром 11 дюймов, длиной 80 дюймов фирмы Toyobo. Для уменьшения траектории потока и минимизации потерь давления в элементах отбор фильтрата осуществляется с двух торцов. Применение такой конфигурации обеспечивает производительность каждого мембранного элемента 70 мі/сутки. Предпочтение мембранам фирмы Toyobo отдано из-за высокой устойчивости к хлору мембран из триацетатцеллюлозы: они могут работать с концентрацией активного хлора 0,2…0,5 мг/л в течение 1…3 часов в сутки, что полностью обеспечивает защиту от биообрастания. Рекуперация энергии осуществляется турбинами Пелтона (Calder), удельное потребление энергии 4,8 кВт•/м3 [Water Defalination Report, 9 March 2009].

Оценка расходов на проектирование, конструирование, снабжение опреснительного завода Rabigh в составе вышеуказанного комплекса составила 230 млн долларов США, т.е. около $1000/м3/сутки [32]. Следует отметить, что в большинстве проектов обратноосмотических заводов обессоливания оценочные расходы на проектирование, конструирование, снабжение (ЕРС cost) примерно равны капитальным затратам и колеблются в районе $1000/м3/сутки.

Крупнейший в СНГ Мангистаусский опреснительный завод в г. Актау, Республика Казахстан, предназначенный для снабжения населения питьевой водой, начал функционировать в 2004 г. [35-38] (рис.12). Оригинальная технология мембранного опреснения для воды Каспийского моря разработана и реализована под руководством и при непосредственном участии исполнителей настоящего исследования.

При разработке технологии процесса опреснения морской воды методом обратного осмоса большое значение имеет выбор типа мембран, который определяется главным образом солесодержанием исходной воды. Для опреснения воды Каспийского моря была выбрана обратноосмотическая мембрана FILMTEC® фирмы DOW [39], которая прекрасно зарекомендовала себя в различных областях применения, включая опреснение морских и солоноватых вод.

Рис. 12 Общий вид опреснительного завода «Каспий» в г. Актау, Республика Казахстан

Разработанная технология обратноосмотического опреснения морской воды включает в себя следующие стадии обработки:

1) очистка воды от грубодисперсных примесей (участок предварительной обработки);

2) очистка воды от микропримесей и ее обессоливание (участок обессоливания);

3) корректировка солевого состава воды до уровня международных требований к качеству питьевой воды (участок кондиционирования).

Размещено на Allbest.ru