Современные методы водоподготовки. Накипеобразование в теплотехническом оборудовании

Рассмотрены методы обессоливания (опреснения) воды с высоким содержанием минеральных веществ, а также проблема образования накипи и коррозии в теплотехническом оборудовании. Вода часто используется для водоснабжения теплотехнического оборудования, и содержащиеся в ней соли приводят к снижению его эффективности и даже выходу из строя. Представлен экспресс-метод накипеобразования, позволяющий проводить оценку влияния модифицирующих добавок на противонакипные свойства защитного полимерного покрытия. Процесс образования отложений в реальных аппаратах с реальными средами достаточно длительный, и получение результата, пригодного для оценки, может растянуться на годы. В предлагаемой установке образование накипных отложений на подложке происходит за 2 ч. Метод заключается в экспонировании латунной пластины с нанесенным защитным полимерным покрытием в экспериментальной лабораторной установке, обеспечивающей условия, схожие с условиями работы теплообменного оборудования при неизменном составе минерального раствора, с последующим анализом состава покрытия и отложений карбонатов. Анализ заключается в определении толщины образовавшегося слоя накипи на модифицированном и немодифицированном покрытиях, определении элементного состава этих отложений, а также оценке равномерности их распределения.

1. Талалаева В. Ф. Обзор методов и технологий опреснения воды для целей питьевого водоснабжения // Экология и водное хозяйство. – 2022. – № 4. – С. 84–100. DOI: 10.31774/2658-7890-2022-4-4-84-100

2. Якуцени С. П. Вода: ресурсы, запасы, рынки // Горная промышленность. – 2022. – № 4. – С. 120–128. DOI: 10.30686/1609-9192-2022-4-120-128

3. Алекин О.А. Химия океана. – Л.: Наука, 1966. – С. 32–34.

4. Феофанов Ю. А. Роль рециркуляции жидкости при работе сооружений биологической очистки сточных вод // Вода и экология: проблемы и решения. – 2019. – № 4 (80). – С. 79–87. DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.4.79-87

5. Ахмедова Д. А. Технологическая схема термического опреснения морской воды с абсорбционным тепловым насосом как средство повышения эффективности // Deutsche Internationale Zeitschrift für zeitgenössische Wissenschaft. – 2021. – № 23. – С.43–46. DOI: 10.24412/2701-8369-2021-23-43-46

6. Алиева О. О. Технология утилизационного опреснения морской воды // Вестник науки и образования. – 2022. – № 1–1 (121). – С. 36–41.

7. Милютин Ю. В., Мифтахов P. M., Сидельников А. А., Ребец М. В., Руденко И. А. Применение титановых сплавов в кожухотрубных теплообменных аппаратах для морской воды // Вестник МАХ. – 2006. – № 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-titanovyh-splavov-v-kozhuhotrubnyhteploobmennyh-apparatah-dlya-morskoy-vody (дата обращения: 21.12.2023)

8. Пат. РФ № 2 667 766 C1 / Миронов В. В., Миронов Д. В., Максимов Л. И., Якимов В. В. Способ опреснения морской воды. Опубликовано: 24.09.2018 // Бюл. № 27.

9. Алиева О. О. Технология утилизационного опреснения морской воды // Вестник науки и образования. – 2022. – № 1–1 (121). – С. 36–41.

10. Благин Е. В., Горшкалев А. А., Корнеев С. С., Урлапкин В. В. Исследование возможности повышения эффективности дистилляционной опреснительной установки // МНИЖ. – 2018. – № 11–1 (77). – С. 63–69.

11. Сафина Д. З. Использование ионообменных методов для водоподготовки энергетических предприятий // Вестник магистратуры. – 2013. – № 5 (20). – С. 26–27.

12. Лин М. М., Шитова В. О., Каграманов Г. Г. Очистка сточных вод от тяжелых металлов методом ионного обмена // Успехи в химии и химической технологии. – 2016. – № 2 (171). – С. 109–110.

13. Дымникова О. В., Кривоблоцкая Д. А., Дорждерем Болор. Анализ эффективности ионного обмена с учетом степени загрязненности сточных вод // Безопасность техногенных и природных систем. – 2017. – № 3. – С. 23–32.

14. Рашутин Н. А., Тюрина С. А. Методы модификации защитных полимерных покрытий. Инновационные технологии в электронике и приборостроении // Сб. докл. Российской научно-технической конференции с международным участием, Москва, 05–12 апреля 2021 г. – М.: МИРЭА – Российский технологический университет, 2021. – С. 364–368.

15. Черкинский С. Н., Штанников Е. В. Гигиенические аспекты опреснения воды // Гигиена и санитария. – 1970. – № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/gigienicheskie-aspekty-opresneniya-vody (дата обращения: 21.12.2023)

16. Смирнова Е. Е. Методы опреснения морской воды // Вестник науки. – 2020. – Т. 2, № 1(22). – С. 249–252.

17. Серышевский А. Ф. Структурный анализ жидкостей в аморфных телах: учеб. пособие. – Изд. 2-е. – М.: Высш. Школа, 1980. – 328 с.

18. Албагачиева М. М., Нагибина И. Ю. Анализ методов очистки воды от хлоридов // Материалы VIII Международной научно-практической конференции. – Омск, 2021

19. Бон А. И., Дзюбенко В. Г., Шишова И. И. О некоторых процессах создания асимметричных и композитных обратноосмотических мембран // ВМС. Серия Б. – 1993. – № 7. URL: https://cyberleninka. ru/article/n/o-nekotoryh-protsessah-sozdaniya-asimmetrichnyh-i-kompozitnyh-obratnoosmoticheskihmembran (дата обращения: 21.12.2023)

20. Хохрякова Е. А., Резник Я. Е. Водоподготовка: Справочник / Под ред. С. Е. Беликова. – М.: Аква-Терм, 2007. – 240 с.

21. Орлов Н. С. Ультра- и микрофильтрация: учеб. пособие. – М.: РХТУ им. Менделеева, 2014. – 117 с.

22. Gil J. D., R uiz -A g ui r re A., Roca L., Zaragoza G., Berenguel M. Prediction models to analyse the performance of a commercial-scale membrane distillation unit for desalting brines from RO plants // Desalination. – 2018. – N 445. – P. 15–28. https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.07.022.

23. Юнес М. С. Опреснение морской воды методом мембранной дистилляции применительно к условиям сельского хозяйства Сирии // Дис. ... канд. техн. наук, 2004. – 168 с.

24. Шт аудт -Бикель К., Лихтенталер Р. Н. Первапорация – термодинамические свойства и выбор полимеров для мембран // ВМС. Серия А. – 1994. – № 11. – С. 1924–1945.

25. Naim M., Elewa M., El -S ha fei A., Moneer A. Desalination of simulated seawater by purge-air pervaporation using an innovative fabricated membrane // Water Science & Technology. – 2015. – N 72(5). – P. 785–793. https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.07.022

26. Мосин О. В., Игнатов И. Современные технологии опреснения морской воды // Энергосбережение и водоподготовка. – 2012. – № 4 (78) . – С. 13–19.

27. Рашутин Н. А., Тюрина С. А., Демин В. Л., Сидорова С. А. Подходы к изменению защитных свойств полимерных покрытий при использовании модифицирующих добавок // Бутлеровские сообщения. – 2023. – Т. 76, № 12. – С. 42–50. ROI: jbc-01/23-76-12-42

28. Martínez Moya, S.; Boluda Botella, N. Review of Techniques to Reduce and Prevent Carbonate Scale. Prospecting in Water Treatment by Magnetism and Electromagnetism // Water. – 2021. – V. 13. – Art. 2365. https://doi.org/10.3390/w13172365

29. Андреева С. А., Тюрина С. А., Дальская Г. Ю. Изучение кинетики высвобождения функциональных добавок из микрокапсул // Сб. докл. конф. «Перспективные материалы и технологии (ПМТ2023)». – 2023. – Т. 1. – С. 319–325.

30. Теплых С. Ю., Бочков Д. С., Базарова А. О. Исследование способов удаления фосфатов из бытовых сточных вод // Градостроительство и архитектура. – 2020. – Т. 10, № 4. – C. 69–77. DOI: 10.17673/Vestnik.2020.04.9

31. Зимняков А. М., Наумов Р. В. Анализ химических отложений теплового оборудования и способы их очистки // Изв. ПГУ им. В. Г. Белинского. – 2010. – № 21. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-himicheskih-otlozheniy-teplovogo-oborudovaniya-i-sposoby-ih-ochistki (дата обращения: 23.12.2023)

32. Пудова Н. Е., Какуркин Н. П., Бывальцев Е. А. Оценка эффективности антискалантов по предотвращению осаждения малорастворимых соединений // Вода: химия и экология. – 2018. – № 1–3 (114). – С. 120–126.

33. Головин В. А., Щелков В. А., Рашутин Н. А., Тюрина С. А., Демин В. Л. Микрокапсулированные и активные добавки для повышения антинакипных свойств полимерных противокоррозионных покрытий // Коррозия: защита материалов и методы исследований. – 2023. – № 4. – С. 131–141. https://doi.org/10.61852/2949-3412-2023-1-4-131-141