Чичиров Андрей Александрович – д-р хим. наук, профессор, заведующий кафедрой «Химия и водородная энергетика»
Andrey A. Chichirov
Филимонова Антонина Андреевна – канд. мед. наук, доцент кафедры «Химия и водородная энергетика»
Antonina A. Filimonova
Чичирова Наталия Дмитриевна – д-р химич. наук, профессор, заведующий кафедрой «Атомные и тепловые электрические станции»
Natalya D. Chichirova
Минибаев Азамат Ильшатович – старший преподаватель кафедры «Атомные и тепловые электрические станции»
Azamat I. Minibaev
ЦЕЛЬ. теоретическое обоснование ресурсосберегающих технологий и разработка «концевых» электромембранных установок при создании малосточной системы водопользования объектов энергетики Республики Татарстан.
МЕТОДЫ. В работе использовались приемы системного анализа и была разработана математическая модель для описания движения водных потоков и концентраций веществ в них. Описано задействованное оборудование, сконструированное для экспериментальной и промышленной отработки предлагаемых технологий с техническими характеристиками разработанных аппаратов и установок.
РЕЗУЛЬТАТЫ. На тепловых электрических станциях по результатам проведенного системного анализа была показана возможность утилизации отходов водоподготовительных установок. Для переработки отходов испарительной водоподготовительной установки Казанской ТЭЦ-3 была реализована электромембранная технология очистки и разделения на двух последовательно соединенных аппаратах диффузионного диализа и электродиалиаза, позволяющие отделение щелочи от сточных вод и ее концентрирования. Конечными продуктами электромембранной переработки являются щелочной раствор с рН 13,86 и концентрацией ОН- ионов 2,7% (до 4%) и умягченный щелоче-солевой раствор. Присутствие солевых компонентов в щелочном растворе обнаруживается в пределах 2% по массе. Щелочной раствор может использоваться в цикле станции для регенерации анионитных фильтров I ступени. Щелоче-солевой раствор не содержит ионов жесткости и может подаваться на подпитку теплосети. Электромембранная установка позволяет перерабатывать за час 0,5 м3 щелочных отходов испарительной водоподготовительной установки. Образуются на выходе концентрированный щелочной раствор и щелоче-солевой раствор в пропорции - 1:9. Электромембранная установка потребляет 6 кВт*ч электроэнергии на переработку 1 м3 сточных вод. Работа установки характеризуется безотходностью и безреагентностью. На ионитной водоподготовительной установке Нижнекамской ТЭЦ-1 был предложен метод, разработана технология и смонтирована экспериментальная опытно-промышленная установка для переработки щелочных отработанных регенерационных растворов анионитных фильтров. Электродиализатор перерабатывает. Производительность установки составляет 1,5 м3 в час щелочных сточных вод с получением 0,15 тонн 4% щелочного раствора и потреблением электроэнергии - 4 кВт*ч на 1 м3 щелочных отработанных растворов. При работе установки отмечается полное отсутствие отходов с безреагентным процессом утилизации сточных вод.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Возврат регенерированных растворов щелочи и умягченной воды в производственный цикл позволяет получить значительное улучшение показателей, характеризующих экологичность и ресурсосбережение без использования химических реагентов.
THE PURPOSE. theoretical substantiation of resource-saving technologies and development of "terminal" electromembrane installations when creating a low-flow water use system for energy facilities of the Republic of Tatarstan.
METHODS. In the work, the methods of system analysis were used and a mathematical model was developed to describe it. The description and technical characteristics of the developed devices and installations for testing the proposed technologies are presented.
RESULTS. At Kazan CHPP-3, a technology was developed and a pilot electromembrane plant was installed for the disposal of blowdown water from the thermal desalination complex. As a result of the operation of the electromembrane unit, a transparent alkaline solution is formed with a pH of 13.86 and a concentration of OH ions of 2.7% (up to 4%). The content of salt components in the concentrate is 2% by weight. The resulting concentrated alkaline solution can be used in the cycle of the station for the regeneration of anion exchange filters of the 1st stage. The softened saline solution is fed to the heating network. The electromembrane plant processes 0.5 tons per hour of alkaline wastewater with a ratio of concentrated alkaline solution to softened brine of 1:9. The specific power consumption is 6 kWh per 1 ton of blowdown water. The operation of the plant is characterized by the complete absence of waste and bezreagnosti. At the ion-exchange water treatment plant of the Nizhnekamsk CHPP-1, a method was proposed, a technology was developed, and an experimental pilot plant was installed for processing alkaline spent regeneration solutions of anion-exchange filters. The electromembrane plant processes 1.5 tons per hour of alkaline waste. The capacity of the plant is 0.1 tons of 4% alkaline solution. Specific power consumption - 4 kWh per 1 ton of alkaline waste solutions. During the operation of the installation, there is a complete absence of waste with a reagent-free wastewater disposal process.
CONCLUSION. The return of regenerated alkali solutions and softened water to the production cycle makes it possible to obtain a significant improvement in indicators that characterize environmental friendliness and resource saving without the use of chemical reagents.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.