СОКРАЩЕНИЕ РАСХОДОВ КОНЦЕНТРАТОВ УСТАНОВОК ОБРАТНОГО ОСМОСА, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

А. Г. Первов, Т. Н. Ширкова

Аннотация


Введение Установки электрообессоливания нефти, другие химические производства, а также полигоны хранения твердых коммунальных отходов (ТКО) являются источниками загрязнения подземных и поверхностных вод токсичными продуктами разложения органических веществ. Возможность очистки фильтрата ТКО до уровня современных требований, предъявляемых к очищенной воде, поступающей в водоемы рыбохозяйственного назначения, представляет сложную техническую задачу. Наиболее эффективной технологией очистки фильтратов ТБО в настоящее время признана технология обратного осмоса, позволяющая эффективно удалять из воды не только загрязнения в ионной форме (аммоний), но и растворенные органические соединения, определяемые показателем химического потребления кислорода. Серьезную проблему при использовании технологии обратного осмоса представляет образование концентратов и их утилизация. Расходы концентратов при обработке фильтратов полигонов ТКО методом обратного осмоса составляют от 20 % до 30 % от всей поступающей на обработку воды. Цели и задачи Цель работы - изучение вопросов обработки минерализованных стоков, содержащих нефтепродукты и другие органические загрязнения (стоков электрообессоливающих установок, фильтратов полигонов хранения твердых коммунальных отходов) с применением методов обратного осмоса и нанофильтрации. Результаты Отмечено, что серьезную экологическую проблему создают концентраты установок обратного осмоса, которые имеют высокие содержания солей и органических веществ и которые трудно утилизировать. Предложено использовать разделение концентратов на растворы, содержащие их компоненты, в зависимости от значения величины их задержания с помощью нанофильтрационных мембран. Так, концентраты установок обратного осмоса можно разделить на растворы с высоким содержанием органических веществ и солевые растворы (содержащие соли аммония), объемы которых в 10-20 раз ниже, чем объемы концентратов. На примере концентратов установок обратного осмоса показано, как можно разделить многокомпонентные растворы на высококонцентрированные растворы органических веществ и солевые растворы хлорида аммония с целью упростить их дальнейшую утилизацию. Описана технология разделения растворов, использующая разбавление концентрата деионизованной водой, что позволяет добиться разделения растворов на компоненты в зависимости от их селективности - степени их задержания нанофильтрационными мембранами.

Ключевые слова


обратный осмос;нанофильтрация;обработка и утилизация концентратов обратноосмотических установок;селективность мембран;очистка стоков установок электрообессоливания;обработка фильтратов полигонов хранения твердых коммунальных отходов;разделение многокомпонентных растворов;удаление аммония;удаление из воды органических веществ;очистка иловых вод после обезвоживания осадков;

Полный текст:

PDF

Литература


Pervov A.G., Shirkova T.N., Tikhonov K.V. Design of Reverse Osmosis and Nanofiltration Membrane Techniques to Treat Landfill Leachates and Increase Recoveries // Membranes and Membrane Technologies. 2020. Vol. 2. Issue 5.

Pervov A., Tikhonov K., Dabrowski W. Application of Reverse Osmosis to Treat High Ammonia Concentrated Reject from Sewage Sludge Digestion // Desalination and Water Treatment. 2018. Vol. 110. P. 1-9. DOI: 10.5004/dwt.2018.22009.

Pervov A.G., Andrianov A.P., Efremov R.V., Golovesov V.A. New Technique for Reducing Reverse Osmosis Concentrate Discharge // Membranes and Membrane Technologies. 2021. Vol. 3. Issue 3. P.178-185. DOI: 10.1134/S2517751621030070.

Keyikoglu R., Karatas O., Rezania H., Kobya M., Vatanpour V., Khataee A. A Review on Treatment of Membrane Concentrates Generated from Landfill Leachate Treatment Processes // Separation and Purification Technology. 2021. Vol. 259. Article Number 118182. DOI: 10.1016/j.seppur. 2020.118182.

Di Palma L., Ferrantelli P., Merli C., Petrucci E. Treatment of Industrial Landfill Leachate by Means of Evaporation and Reverse Osmosis // Waste Management. 2002. Vol. 22. Issue 8. P. 951-955. DOI: 10.1016/S0956-053X(02)00079-X.

Ali M.E.A. Nanofiltration Process for Enhanced Treatment of RO Brine Discharge // Membranes. 2021. Vol. 11. Issue 3. P. 212. DOI: 10.3390/membranes11030212.

Van der Bruggen B., Koninckx A., Vandecasteele C. Separation of Monovalent and Divalent Ions from Aqueous Solution by Electrodialysis and Nanofiltration // Water Research. 2004. Vol. 38. Issue 5. P. 1347-1353 DOI: 10.1016/j.watres.2003.11.008.

Yang Fengrui, Wang Zhi, Yan Fanglei, Wang Jixiao. Progress in Separation of Monovalent/Divalent Inorganic Salt Solutions by Nanofiltration // CIESC Journal. 2021. Vol. 72. Issue 2. P. 799-813. DOI: 10.11949/0438-1157.20200570.

Marchetti P., Solomon M.F.J., Szekely G., Livingston A. Molecular Separation with Organic Solvent Nanofiltration: A Critical Review // Chemical Reviews. 2014. Vol. 114. Issue 21. P. 10735-10806. DOI: 10.1021/cr500006j.

Van Linden N., Shang R., Stockinger G., Heijman B., Spanjers H. Separation of Natural Organic Matter and Sodium Chloride for Salt Recovery Purposes in Zero Liquid Discharge // Water Resources and Industry. 2020. Vol. 23. Article Number 100117. DOI: 10.1016/j.wri.2019.100117.

Zhang Y., Van Bruggen B., Pinoy L., Meesschaert B. Separation of Nutrient Ions and Organic Compounds from Salts in RO Concentrater by Standard and Monovalent Selective Ionexchange Membranes Used in Electrodialysis // Journal of Membrane Science. 2009. Vol. 332. Issues 1-2. P. 104-112. DOI: 10.1016/j.memsci.2009.01.030.

Talaeipour M., Nouri J., Hassani A.H., Mahvi A.H. An Investigation of Desalination by Nanofiltration, Reverse Osmosis and Integrated (Hybrid NF/RO) Membranes Employed in Brackish Water Treatment // Journal of Environmental Health Science Engineering. 2017. Vol. 15. Article Number 1. DOI: 10.1186/s40201-017-0279-x.

Wang Z., Deshmukh A., Du Y., Elimelech M. Minimal and Zero Liquid Discharge with Reverse Osmosis Using Low-Salt-Rejection Membranes // Water Research. 2020. Vol. 170. Article Number 115317. DOI: 10.1016/j.watres.2019.115317.

Ayoub G.M., Korban L., Al-Hindi M., Zayyat R. Removal of Fouling Species from Brackish Water Reverse Osmosis Reject Stream // Environmental Technologies. 2018. Vol. 39. Issue 6. P. 804-813. DOI: 10.1080/09593330.2017.1311946.

Tularam G.A., Ilahee M. Environmental Concerns of Desalinating Seawater Using Reverse Osmosis // Journal of Environmental Monitoring. 2007. Vol. 9. Issue 8. P. 805-813. DOI: 10.1039/B708455M.

Bartolomew T.V., Mey L., Arena J.T., Siefert N.S. Osmotically Assisted Reverse Osmosis for high Salinity Brine Treatment // Desalination. 2017. Vol. 421. P. 3-11. DOI: 10.1016/j.desal.2017.04.012.

Peters T.A. Purification of Landfill Leachate by Reverse Osmosis and Nanofiltration // Desalination. 1998. Vol. 119. P. 289-293.

Mariam T., Nghiem L.D. Landfill leachate Treatment Using Hybrid Coagulation-Nanofiltration Processes // Desalination. 2010. Vol. 250. P. 677 -681.

Cwikla J., Konieczny K. Treatment of Sludge Water with Reverse Osmosis // Environment Protection Engineering. 2011. Vol. 37. Issue 4. P. 21-34.

Shahalam A., Al-Rashidi H., Abusam A. Treatment of Concentrated Nutrients in Reject Wastewater of Reverse Osmosis Process Treating Tertiary Effluent from Conventional Biological Treatment of Municipal Wastewater // International Journal of Arts and Sciences. 2010. Vol. 3. Issue 9. Article Number 258273.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2021-4-36-50

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2021 А. Г. Первов, Т. Н. Ширкова

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

© 2021 УГНТУ.
Все права защищены.