Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Разработать и исследованить технологическую схему очистки (опреснения) коллекторно-дренажных вод для орошения (на примере Туркменистана)

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Разработать и исследованить технологическую схему очистки (опреснения) коллекторно-дренажных вод для орошения (на примере Туркменистана)"

АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ТУРКМЕНИСТАНА ИМЕНИ ПРЕЗИДЕНТА ТУРКМЕНИСТАНА АКАДЕМИКА С.А. НИЯЗОВА

ИНСТИТУТ МЕЛИОРАЦИИ И ВОДНЫХ ПРОБЛЕМ

Г6 ОД

- .-.г- >-.":•-> - ,

о На правах рукопис;

САЙФУДИНОВ РАМЕЗ АЛИАГАЕВИЧ

РАБОТАТЬ И ИССЛЕДОВАТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКУЮ СЕМУ ОЧИСТКИ (ОПРЕСНЕНИЯ) КОЛЛЕКТОРНО-ДРЕНАЖНЫХ ВОД ДЛЯ ОРОШЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ТУРКМЕНИСТАНА)

' Специальность 06.01.02 -мелиорация и орошаемое земледелие

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ашгабат- 1993

' Работа выполнена в институте мелиорации и вод проблем АСХНТ, • .

Научные руководители

профессор СМАГИН В.]

кандидат технических на

• доцент ЖАРКОВ В.В.

' _ »

Официальные оппоненты — ' -

доктор технических наук -ч( ' лауреат Государственно!

премии Туркменистана в области науки и техш САРЫЕВ Д. доктор технических наук КОЛОДИН М.В.

Ведущая организация — Туркменгипроводхоз

Защита состоится 8 июля 1993 г. в 10 часог

■заседании специализированного совета по защите диссе; ций на соискание ученой степени доктора наук при отд ьйи инженерных и'эколого-экг* мпческих наук АСХШ адресу: ш. Ашгабат, ул.Кулиева, 3, Президиум АСХН'.

С диссертацией .можно ознакомиться в библиотеке Туркменистана.

Я ■'

Автореферат разослан июня- 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета 4 РЕДЖЕПОВА О.1

. ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА , •

■ - Цель к задачи-работы. Целью диссертационной работы является разработка'и исследование технологической схемы опреоне -кия и очистки коллекторно-дренашых вод (КДВ) для орошения, Данная схема'разработана на основе анализа существующих per выявления малоизученных технологических процессов и изысксн^п возможностей isx' оптимизации-

Актуальность работы. В результате проводимых мелиоратишгк мероприятий на орошаемых землях, увеличения посевных площадей к состояния почв 1Уркменистана происходит ежегодное увеличение? К.Д: объем которых в IS9X году достиг 6,0 км33 По своему,химическое/ составу КДВ представляет огромную опасность для скруяявщей opt ды и здоровья населения. Помимо солей, в КДВ содержатся хн?*уди6 рения, пестициды й другие токсичные примеси,„содержание которпзс в десятки и сотнираз превышай? предельно-допусттше -..концентра • ции (ПДК)„ Проводимый в настоящее время сброс КДВ в пустыня и поверхностные источники водоснабжения привел к заболачивания пастбищ и ухудшении качества воды в реках» используемой для. водоснабжения населенных пунктов. . ' ■

'Учитьывач сложившуюся обстановку, мы пришли к выводу об отсутствии 'альтернативы опреснению" и очистке КДВ для повтор -ного использования. Для осуществления данной задачи необходимо провести мероприятия по оптимизации.отдельных малоизученных технологических процессов, добившись минимальной себестоимости конечного продукта. '

Важную роль играет в данном случае использование энергии солниа для нагрева КДВ, что значительно интенсифицирует процессы очистки и опреснения-

гаг, .Езд/^-акп лвгьэ сьазгаиз о воздействии раз- •

гхггзж шстггздрв s: гг сжсг ка «воЕетга L'oasoSkiiHHffiv кгц>рга. •. -з^етродиымзеторрз» Епгрзгз екйзггз ее^зезс. пзгзжгдоз -из дк- • гляжсгх-намзр в рагс?ды2£3 щзл сгготрадаглазе паатшгдссодер -хгцрл рпстзоров д£ч рсзк:чньвг та.г.зргггур., - ,

Ерл^-вдела гж'лакгскаг оптиусзкзся пгдраы^зских, ¡зольт-ампернкхг, тгстгрсг^р/зх.херспгеригтя^: устеййБх: Е2У НИИ ffiî-25 м, в результате чгго Епсрвгхз. получена ог'лг^ягсхге огзисимости гсгвгзЬа ог дгхпа vjxz ©г^гененшг и т^^рвз^рп, удельного расхода эдеггрознерхшн • a р&Зз^ .плзхетсх:! гезаа'гг температуры электродиализного процесса.. , . ■ '

Проведена срашшхельн^л гсюнке и вольт-ам-_

парных характеристик "Родник-3" и

"Родншс-З Ni". . .. •..-•■

Пблучекы данниз -по gkzzlz? ШР «г пг.гггтзцдоа, тяпельк металлов на новом copdnui'i^xr ь^тс^лнлз - г.шдпйгпированном суль-фоугле _ ССУМ)- ' . " : . \ • '

Впервые лп нг.хурныа иссдздог^лгя по опреснению КДВ

К2 резребок^ай по уирсчаУиоЯ czct:3 с^езаш. Полученные данные показала з^слзхво^гавахкэ® ежжг&яяг пггетаг&ннкх по эмпирически! зг.-г:спыостя.и вета-зат с фашняЕскв голсргеннымя в натурных услог^нг. •"-•'-*

ibjçy«isîib! ко ras susses с. еяйгплк блзстродиалианого опресне- • НЯЯ ЕЗ ка кшьгамяз usoiTCT. сросзгтелзноП воды ).

Усгслэггсго значительное улу^-гш- лгжеза^ггей К и ¿ЛЯ после " опрес2л^2л,-что делает пригодик?! ИЦЗ' для: ороаения без ограниче-

С учетом проведенных теоретически л окспзримйиталышх ;гс— тан^заниЯ, впервые разработано безегаодная технология очистки и' оцресненил КДВ для условий ьршгзйЗ зоны.

Практическая ценность. Разработанная безотходная техноло- . гическая схема очистки (опреснения). КДВ (ТСО НДВ) икзет вес о -кие показатели по экономическим параметром и технолопгагасти процессов. Применение ТСО КДВ позволит: значительно улучхить около пгческуа ситуация в Туркменистане и других аридных зонах; получить качественнуо оросительную воду из непригодных для этой пели НДЗ; проводить водоохранные мероприятия источников хозяйственно-бытового водоснабжения; утилизировать и использовать удаленные из КДВ соли. " ;

..... Результаты исследований отдельных стадий ТСО КДВ могут

быть использованы- в различных областях народного хозяйства,проектными и эксплуатационными организациями.

Проведенная технико-экономическая оценка ТОО. КДВ как со--доохракпого мероприятия р.Аму-Дарья, показала экономическую _ эффективность разработанной технологии. . .

• На зааиту выносятся:

- результаты исследований влияния пестицидов на свойства

*

ионообменных мембран;

~ ~ результаты' электродиализной обработки растворов пестицидов при различных температурах;

- результаты исследований электродиализного опреснения КДВ при повышенных температурах, включавщиё определение зависимости степени опреснения, плотности тока, удельного расхода электроэнергии и всльт-аклерньтх характеристик от температуры;

- результаты гидравлических исследований и сравнительные характеристики электродиализных аппаратов "Родник-3" и "Родник- 3 м '

- результаты испытаний водоочисткой установки с применеН! iv'n ПО ООДСТК-.

- результаты' натурных: испытаний упроченной станции опреснения КДВ для орошения; •

- разработанная ТОО КДВ, технико-гкоягшиегсззая оценка и техническое задание на^её проектирование.

Апробация работы. Основное содержание диссертЕцки до-кледывалось на заседаниях кафедры с/х водоснабжения ШШ и Ученых Советах ТУрженНИИГиМ в "1988, 1989, 1990, Î99I гг. По теме диссертации опубликовано 6 научных статей, получен приоритет на предполагаемое изобретение. .

Объем.и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 163 страницах машинописного тексте к состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы (123 наименований), пршкшзшш, содержит 28 рисунков.

■ ' . • СОДЕЙШВЖ ?£ВУШ ■'. .••" •:• .••'/ .

Во вэеденяк обосновывается екиуаяькость техы и сформулирована цель- к задачи, наследования. Научная новина и щиштичо-ская ценность связывается с разработкой и исследование:,: ТСО Щ<В в целом и оптимизацией отдельных.стадий применительно к ааркш сткматкческкм услоыгяк Туркменистане.. ■• . '

■•Вларвой главе диссертации дан обзор, вопросу кспольеобб-шш ВДВ на -Щзойеше» Откачено, что -опыт. использования. ВДВ позво-

т - - - .. . "

лил щрабоуагь ¡ШШШШ! ьцгюш.кх. качества кок поливной

воды. ' Отмечено ФШЙЙЙЬ ^р&ЗйМй ЩВ с:минерализацией до . 3',0 г/л баз разбавленг-ш .хфе'сной' г2'одой но етот. предел зависит , от многих условий. Шяв определена -пригодность ïi'o химическому со ставу 15 минерализации' вида • крупны^ р^зйгор^ъ %рйкйнистака>й0-

1

логий обработки КДВ. ' • ' ' ■ ' - . (

Анализ работ по высокотемпературному электродиализу .показал отсутствие комплексного подхода к.оптимизации олектродиа-. лиза, а также возможности опреснения КДВ этим способом. Вместе с тем указано, что повышение температуры значительно сокращает энергозатраты на опреснение.- С повышением температуры на 1°С увеличивается электропроводность мембран в среднем на 2...2,5 селективность мембран остается неизменной до температуры 50°С. Установлено, что отечественные мембраны выцертп- . ваот температуру до 60°С без ухудшения физико-химических свойстг Анализ работ по концентрированию рассола показал, что эле-, ктродиелизный метод наиболее пригоден для зтой цели. Данный вопрос довольно хорошо изучен, имеются многочисленные сообщения об успешном электродиализном.концентрировании рассолов. Кроме этого,' применение конвертора рассолов" позволит получить ценные для технологических нужд киг ,ту и щелочь.

. .Установлено,что Туркменистан г.и протяжении ьгногих лет является' основным потребителем дефолиантов и занимает 4-е ые- -сто в СНГ по вводу общего количества всех пестицидов. Данное обстоятельство подтверждается анализами химического состава-КДВ к др.источников, показывающими наличие пестицидов с коп -нентрациями, б несколько раз превышающими предельно-допустимые ."'количества (ПДКК.Поэггочу'дри обработке КДВ уделено особое внимание воздействию песзчтидов нв ионообменные мембраны электродиализаторов, а также на возможность их дешевого обезвреживания.

' Анализ литературных данных по'.этому вопросу, показал отсутствие по-.ной кн$ормеиик о степени воздействия „лесгипидов На ионообменных мембран. & .отношении обезвреживания

пестицидов в природных водах разработано немало различных 'технологий я способов, но нее они имеют высокую стоимость и не обеспечивают эффективную'очистку по всей гамме различных видов пестицидов. Отмечается, что особое внимание в'поиске дешевых и эффективных способов следует уделить обезврежи-н' .г/ пестицидов на активных .'углях. Использование'для этой цели СУ; показало его высокие адсорбционные качества п сношении хлор-органических и фосфорорганических пестицидов (ХСП н ФОН), ко нет сведений об эффективности СУм при обработке КДВ,

В третьей главе ' изложены•методики и данные экспериментальных исследований со статистической обработкой . по-вопросу очистки КПЗ, содержащей пестициды. Исследовения. проводились в два этапа. Вначале исследовалось влияние пестигидоз /*/£//'' 2,4-Д хлорофос и ДКОК .(концентрация 100 ЦЦК) на электропроводность мембран МА-40 и . Ж-40 при длительном (500 суток) контакте без наложения электрического поля.. Вторым этапом исследовалось электросопротивление и селективность ( по С£ ) мембран МА-40 I! МК-40-. при контакте 'с растворами пестицидов и наложении постояннйго электрического поля. Кроме того, проведен эксперимент по электродиализу пестииидосодержащих раст-

.воров при различных температурах. '* , * -. ' ■ - ,' * * - •-.' - ~ ; - , Основной цель© данных,исследований было определение необходимости предварительной очистки КДВ'от пестицидов перед электродивлизом, . ; г-; •.',""

. Для характеристики электропроводности ионообменные мембран пользуются обычно удельной электропроводностью, которая выражается следующим соотношением:

-где: - удельная электропроводность, Ом""*'см""*; -

с/ - толщина мембраны,см; Я -сопротивление мембраны,а $ - площадь' мембраны,, на которой проводится измэре -ние, см^.

*

В практическом электродиализе чаще используется позерхно ■ стная электропроводность, равна:

где: Ь - поверхностная электропроводность, Ом'см^.

По описанной ранее методике, были проведены измерения электросопротивления анионообменных и катионообменных мембран при длительном статическом контакте с различном растворами пести -цидов. Прлученные экспериментальные данные за 500 суток экспе -римента были обработаны с помощью-экспресс-метода статической обработки с целью установления удельной электропроводности кот рольных образцов мембран, в растворе 0,5 н

и образцов,находящихся в различных растворах пестицидов. Вычислялись: средне квадр&тическея ошибка (стандартная) и доверительные, границы среднего арифметического ряда при уровне достоверности 95о.

Полученные статистические данные показывают, что на протяжении 500 суток нахождения анионообменных и кетионообмен.чых мек бргн в растворах рассматриваемых пестицидов их удьльная электрс ■проводкость не изменялась по сравнении с первоначальным энечош' о:.: и практически не отличается от контрольных данных со степень вероятности

Злее исследовалось воздействие растворов различных пести-нидов при их эл:;ктродпалязо на свойства I- у !.Г.:-'1Э.

Извлеченные к? пясктродиал^и-торв мсубронь: сил:; игсдсдоьенц на эл-м.-тропроводность.

г наглядно нокозь'-гслг ,ч?о

при достоверности. .95% практически не наблюдается различие'между начальным и конечным значениям электроцроводностей' как анионо-обменнкх, так и катионообменных мембран, а такие в сравнении этих значений при обработке контрольного раствора и растворов пестицидов. Сб этом свидетельствует тот факт,что доверительные границы удельной электропроводности во есох исследуемых рядах пересекаются как для анионообменных.так и для катионообменнкх мембран.

.. Отобранные зо'; время эксперимента пробы исходной воды, дигл-ата и рассола направлялись для анализов на содержание пестицидов {о1! У ГХ11Г, 2, 4Д, ДНОК). Результаты этих анализов позволяют судить не только об изменении селективности мембран з. отношении СЛ » но и об изменениях, происходящих с пестицидами при электродиализе. Результаты исследований показывает,что по край -ней мере в течении 10 часоз алектродиализной обработки растворов пестицидов, селективность.мембран по

не изменилась. Креме того, был отмечен 44...55,4% перенос пестицидов через мембраны при электродиелизе,з большей степени ого относится к группе хлорорганических.пестицидов ( ,¥ ГХИГ, 2, 4Д).

Определенный интерес представляет температурное влияние на процесс электродиализной обработки пестицидов. Данные исследования показали,что значительное повышение степени опреснения по (до 60%) сопровождается таким за значительным снижением степени очистки по пестицидам ( до 27,,.26,6/Р. Очевидно, это говорит о не электромиграционной природе массопереноса пестицидов Известно,что повышение температуры электродиализного процесса приводит к увеличению диффузионного и осмотического массоперено-са из рассольных камер в дилюатнке. Зто явление может объясни-ь значительное уменьшение переноса пестицидов из дилюатннх камер за счет встречного переноса из рассольных при позьненн? тем -

перетурах. ^ ' ' • '■'

Вчетвертой главе диссертационной работы изложены методики' и данные экспериментальных исследований опреснения ВДВ элек-тродиалйзными установками и очистки на активных углях, в результате которых--били оптимизированы основные рабочие параметра злектродиализных аппаратов5 а также установлена зффектив -ность применения СУм для очистки КДВ от токсичных примесей.

Существенно важным показателем работы прямоточных олектро-диялизнкх аппаратов является величине степени опреснения ряст-нора за один проход через дшгоатные камеры. Эта величина зависит от концентрации;опресняемого раствора, скорости его движения в камерех еппарете, _прилагаемой плотности тока, длины пути потока и толщины камеры/ Увеличения платности токе, и, следовательно, повышения степени опреснения .при неизменных параметрах гидродинамики потока, можно достичь йутем повыишия температуры процесса. • . '

Важным -экономическим показателем работы- злехтродиализной установки является потребление электрической ангргии 'на получена единицы объема опресненной воды или на единщу количества уделяемых из раствора солей. Расход электроэнергии в процессе электродиализного опреснения складывается из расхода нё перенос ;одей через мембраны, преодоление электрического сопротивления растворов, мембран, примембранных диффузионных слоев раствора з днлюатных камерах, на электродные процессы, а также на передачку растворов насосами. При повышении температуры снижается :опротивление растворов и мембран, а в примембратых слоях интенсифицируется диффузионный процесс. Все это пглводит к увели-■енио плотности тока бес увеличения прилагаемого к электродам лпегшто напряжения, Соответственно возрастает абсолютное

значение' мощности 'на аппарате, которая равна произведению .. пряяения "на силу тока. Расход электроэнергии является п;. изведениен мощности на время. При увеличении рабочей плотно тока время, необходимое для достижения заданного предела оп реснения раствора сокращается за счет увеличения количеств переносимых через единицу мембраны солей.

Полученные данные наглядно свидетельствуют о боль™;« преимуществах высокотемпературного электродиалиэа» Например, пр;-. концентрации солей 1500 мг/л степени опреснения 65,4^ можно ^ добиться при напряжении на яче-Лку 0,5 В и температуре 55°С. почти ту же степень'опреснения (61,Й) при температуре 25°С мс~~ но добиться при 1,0 3 на ячейку, затратив при этом вдвое боль-аз энергии. Более высокую степень опреснения 58,0$ мо^но получить при напряжении 1,0 В на ячейку и температуре 55°С, затратив лри этом в 1,4 раза меньпе электроэнергии, чем при температуре 40°С и непрягении 1,6 В на ячейку. Для солесолер^ания 1500 иг/л характерна температура 55°С как самая* элективная.

С повышением сслесодер:~ания исходно?, воды до 2000 мг^л, температура оказывает такое ~е существенное влиятае на рг:5оч:;с ппраметря электродиалиэа. Например, -"степень опреснения 62,3"'

V

• достигается при температуре Б5°С и напряжении 0,5 Б на ячейку, о для температуры 2ь°С такая степень опреснения ¿юстнга -ется при 1,0 В на ячейку и затрачивается .почти vzr.ee белъ::^ электроэнергии. При увеличении напряжения до 1,6 Ь/т тс-'.'пора-' турныЛ эгфэлт уменьшается, как и при кенпентраотн 15С0 мг/л»

3 реаул&тетэ обработки •зкепердо.ектальнг.-х денк^х с гр-,;>.:•> -1>р1!Ие.м стандартных программ л ЭВМ ЕСЮ'Ю, получоны алрсксими --руюдне пкг;цимос?и педичиш-: степени о пресно ник, уделу-гг.-о исхода :>Л'.::;':рСс1;ерп1Н и ре^очой плотности 'тог-м с*.' т^мл-^уг--

(.дС= = ^ (Т) ). Характерно, что

\ 4

'все эти зависимости являются прямолинейными или весьма близ кими к ним. Для определения наиболее эффективного режима р боты опреснителя построена номограмма (рисЛ) для постоянны величин производительности (- Ц ~ 2 ) и'наиболее

эффективной температуры (55°С).

Гидравлический режим электродиализаторов как и темпе; турный, имеет немаловажное значение для установления оптима. ных характеристик опреснения. Гидравлические характеристики оказывают существенное влияние на весь процесс эяектродиали: ного опреснения. Они зависят от длины пути опреснения, толщ1 и конфигурации прокладок, расхода воды на одну прокладку, кс эффициенте сжатия применяющихся сеток-турбулизаторов и мной других менее существенных факторов. Исследованиями определи потери напора по длине дилаатного тракта, при различных расхс дах воды в дилаатном и рассольном трактах, о также в приэлек тродных камерах. Обработка результатов гидравлических исслея ваний позволила определить 1 . .. лрические .зависимости, по ко рым мотао прогнозировать изменения прлкых и удельных потерь напора электродкализагюров "Родник-3 (2м)".

Большое значение для установления оптимального режим электродиализа имеет изучение аольт-амдерных характеристик, служащих для определения критической плотности тока, при кот рой не будет происходить поляризация мембран, а значит, и отложения солей жесткости в рассольных камерах."Проведенные:ок> перимеитольные исследования позволили сравнить вольт-амперны; ..характеристики аппаратов "Родник-3" и "Роднкк-Зм" и установить оптимальное напряжение на электродах аппарата ( до 1,5 В на ячейку), при котором не будет возникать явление поляри-

а

зации мембран, а такяз-определить»что для аппарата "Род -ник -3 м" омическое сопротивление ниже, но потребление электроэнергии выше,' чем для электродиализатора "Родник-3".

Повышение температуры обработки воды электродиализатором позволяет отодвинуть- наступление поляризации- мембран г> зону более высоких плотностей тока,что исключает отрицательный эффект высоких температур на явление поляризации.

Немаловажным фактором при комплексной оптимизации электродиализного процесса является- определение оптимального количества ступеней опреснения и ячеек аппарата в зависимости от исходного солесодернания КДВ„ В соответствии с.этим,били проведены бкеперимэнтельные исследования зависимости роле -съема от длины дилюатного тракта опреснения. С5работ"а данных с помощью стандартных программ и ЭВМ ЕСЮЗО позволила вывести эмпирические формулы данной зависимости и на их основании построить номограмму определения количество пакетов рабочих камер и удельного расхода электроэнергии в зависимости от со-лесодержания исходной еоды (рис.2).

В пятой главе диссертации рассматриваются: разработанная нами станция опреснения КДВ в упрощенном виде с целью проверки в натурных условиях,эффективности резработаьтжх мероприя.-

V

тий и солнечного коллекторного водонагревателя; разработанная на основе 'натурных испытаний технологическая схе'-'а станции очистки (опреснения) КДВ и техническое задание на её проектирование.

Ка упрощенной станции (УС) были проведены исследования эффективности предварительной водоподготовки, включея-цуо фильтры СУм и обезжелезивакие аэрацией •. с фильтрованием. Результаты подтвердили эффективность применяемых узлов для очи-

Номограмма определения режима работы опреснителя' (Ы), и удельного расхода электроэнергии С для исходных параметров ( СА= I м3/час, Топт= 55°С )

ю

1

::

7,-5

2 6,5

6

5,5 ••

5 "

4,5

4

3,5

3

2,5

-и

Ск

и- 100 Ч

по.

13СГ

140

4Х5Ц~

1Ж

190

■ 2ЛЛ £ТЛ

422.iL

230

■?/10

250

220.

29и

0,49

:0,6

120__

-Г50 Г

30-0-

Ю:»ч С - С _ < II -

0,7

0,9 •1,0

•1,2

■1,4

■1,6

■1,8

-2,0

2,25

2,5 (-2,75

.о , ¿0

>3,6 Г3,75

1,5 4,9

Г-ис. I

Зависимость производительности аппарата,-количество пакетов в аппарате и рабочих камер от солесодеркания исходной вода

//

5"

б

7-'8-а 10

15' 20

40"

/у, л

• <4

/ г с, ¿1 РА? с/¿с,/- г 7

л 77*

/

? С'О.

\л/_ кзт-ч 710

потребляемая мощность ,кзт«ч;

- количество рабочих камер з пакете. по паспорту 5 шт;

количество пакетов з аппарате, во паспорту 10 ит.

Рис. 2

Зависимость показателей качества, вода '( К,\5АЛ, А ) s опресненной ЙДВ и ком-цантрацки дилюаТй С Ca ) от речима работы опреснительного аппарата < U )

К 5AR. А

60 50 40

30 J 20 10 -) о

4 б 8

10.

12-

Д7

18-

1020 30 40

50 60 70

80-

"A t

■ ,

CA >

îv

\ ,

—

.1 \ - А

100

150 200 250 300 {¿,6

Рис. 3

Технологическая схема очистки опреснения > . 1\дв

с;

! I "

! I

и

г

/ /

LLL.Lt

к>

\

п~р~гу

I 1 I I .

I и I I

М11

п г

|| I рас с: с:: н.м (кШьеС'ЛШ

на оршсллк

ряО.РПТ!

диализат

10

I. Усол предварительной всдонодготошш. II. Узэл нагрева воды и возврата джоулева тепла. III. Узел олоктродиалийно!"-! опреснения.

Т - оснеглитель; - сбеетелезивания ; 3 - умягчение сульфоуглем з Н-форме;

- у - цглсиь; !> - •.••е-илообменник; - гелиоколлектор; 8 - электродиализиал

о _ -г.иеталлизедии; 1С - обезвреживание адсорбцией сульфауг-

рассола; у - у ' "С-.'У о Г: -рг.-';..

I

3

стки КДВ. ,

Вода коллектора ГКС-2 Геок-Тепинского района Туркмени. стана оценивалась по трем показателям: ирригационному коэфн фипиенту К (норма более 18); степени опасности вторичного засоления ¿A R , (норма менее 10); содержаний иона магния I (норма менее 505?). Опенка показала ограниченное, использовг ние воды ГКС-2 для орошения ( несоответствие по К и А). Опресненная в различных режимах вода такяз оценивалась по эти показателям для установления динамики изменения значений по казателей.качества оросительной води. На'рисунке 3 наглядно показано'значительное улучшение качества опресненной зоды nolCuSAR, что делает пригодной воду ГКС-2,пригодной для ор шения без ограничений. •

Исследования на УС показали удовлетворительное совпад ние рассчитанных 'значений режима опреснения.с фактически.по лученными данными, эффективность коллекторного водокагреват ля. ' ! ■,'•' -, ' • . ' ' '

Используя УС как протс 5ыла разработана технологическая схема очистки (ТСО) КДВ (рис.4)-. Существенными'дополнениями ТСО КДВ стали узлы осветления, умягчения, теплообме! ник, конверсии рассола, кристаллизации соли и кондициониров; ния дилюата. Основным преимуществом разработанной схемы явл) ется безотходность и экологическая чистота процессов. ; ТСО рассчитана на опреснение КДВ с солесодержанием до 10,р г/л i производительность'до I млн.м3/год. Себестоимость получения очищенной й опресненной до 1,0 г/л воды на данной схеме рав* 0,51 руб/м3 ( в иенах I99Ï года).

Проведенный технико-экономический расчет использована ТСО для водоохранных мероприятий р.Аму-Дарья показал общий годовой эффект в 12,2 млн.руб ( в иенах 1991 года).

С учетом материалов, содержащихся з диссертационной ра- ' те," составлено техническое задание на проектирование ТСО КДВ.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ В.результате анализа литературных данных по использование

I.

КДВ на ородение установлено, что при определенных условиях ■ (состояние почвы, химический состав воды, вид возделываемой культуры) оросение этой водой возможно и даяе экономически выгодно. В то жез время соответственно правилам использования КДВ на орошение, разработанным несколькими институтами Туркменистана, основная часть дренажного стоне (около 707$) непригодна для орошения или пригодна при условии крупных мелиоративных мероприятий. Оценка пригодности проводится по основным ■ ■ . показателям качества оросительной зоды К. tSAK ,А . ' В результате анализа технических решений процессов очистки и опреснения КДВ выявлено:

.-"с повышением температуры на 1°С увеличивается электропро- .. водность ионообменных'мембран на 2...2,Отечественные мембраны выдергивают температуру до 60°С;

- отсутствует комплексный подход к оптимизации электродиализного опреснения, отсутствуют данные.о зависимости температурного влияния от конструкций электродиализатороз и видов прокладок; *

' - для концентрирования рассола наиболее г£фективны электро-диглиздторьг; применение конвертора рассола позволит получать кислоту и щелочь для 'технологических нулщ; , . -

- применение активных углей, в частности, СУм для .очистки КДВ

•п лес?иа»ц;оь опр^дапэ с экококччзской п телнологичесгой тс~ , ".-г::- прения; .. ■

- раоргбстакн^е ¿-зное техколог л чз«сиз схемы очистки и опрос суд. пущенные недостатки с своей технологично™ ••■''■<-; л ©коиошчкос: и прогоспов.

З.Уе:самсв;;ено,С;о'пеех:>цлдк (ХОП £0П) с ?:инпентрсплей г. 1ГДВ до ТОО ЦИК не окасыг я-зт отрицательного ^озделсг-ъия на олектрэ-прокодностъ солэкт-иьнос: ь цз«ооб(. зи-слг. "е^Зргн глгктродиэдк ааторов. Цр:: олокгрсдкалпсл КДо наглодается .:55.-й перенос пестицидов из диллатннх камер г рассольнме пр.: температуре 21°С и 27.. .26с при температуре 55°С. Бнепгрхг-энтгчгыго доказано птсутстпло отраалснля леетимлдамд олз.-;трсд::гии:-ча-

исключает едим ость п; :-;тоар::тел:-.поП омлетки

от пе^тгцидои ;зергД слсмгродпалл^аторсм. '".Исследования плектра-диалкаа при повмленн.ол там-г^ратума: плагс-лмлл .. ¿л^с ::';:;иг\о тсмлоратддд прслесс; , ■ сану:: аО°С.

омллрллас::::- д т.:".::.: :с.':..г.ст". уд-ал:-Н'ос- р.-.'":-;'":,'.-•л;од: ■'-:-.. с.:..;:::,-г/. :: рабе-::': кос глас-;1;.:" о

г;*;^'-:;.:;:' г "м::;-р->оуд:.: алолтуглиалл;.;:- ¡--сдро» .... :: медсамма Г'лрсделап'лл оптл::^.:---.'гг, налряггггл": .:-;,'. .: лг.'г--

л-.^.-н- -..:•';. 'од . д/; 1,Г г/л. Па '.олгл'-амперомм

.лгодос-;.--л;..г:. ; . • момлературл :СЗ

пи аг-*;';;т .;тс;. . его;'..;:', ; ало.. амааллх г:л:

■мм,-.. Тед:::м-а; о . мм■-мг.;:-. гм..;лг.. ту . . о.:

^ ...................... ...... : . . ... - ,-, " с.

гения длины днлзгтного трр^та.. " - - •

'Орахютагакая херс:-:г-е.р:;стнга 'гпдрзпличзсккх и волъ--смперггых р.ппг:ккоэ "Рсдгпсг-З" и "Родник-Зм"

■ позволта обеих и удельных по-,

серь кгпора с? рягхода дялзагз £3.7.язтея квадратично!!» потери напора для "Родник-Зг*" кзсеодысэ спита:;:-:, ::с.-гуде»ся ок:;- .. ческоз сопротивление- "Рог^г^-Зц** от-нгггено, оцзеко истребляемая ^дггасть возросга.

Получены сиппркчзекг.з £ар:дхк зависимости солесъемг. от длннл дигзатпого тракта, которые являзтея .лхкгПнжи или Е"сьна близкими к кии.

. 5» Резульгетп леяытентхя опытного сбразпз вэдооч^стно"* устаков-гл покягзли высс:г/э сгфэитпвтзйгь СУ;* длгт очистггё КДЗ от пеститглдоз и лес гзтодяоз. Пт/^жа счистет См по песта- .пчдг?? дас2Г1Гг»ст 9?, 5*5 к 56,5''. пз тлтелпч• кктздгеч, СУп при • очасткз Щ(3 проявляет спазобеттеь' вегэтеназливать. свои ' адсорбогошша качества к уезлиппезт:» глубину очистка по мерз-'накопления я порах аагряснсхиЧ. Оптимальное время контакта адсорбента с-.1ЩЗ- цгходкгея' з• пределах II. минут..

7. Испытания стзпи:::? по упрс:;с:иЯо:1 технологи;: очистки воду ШЗ-2 показали зффзптисноетга узлов предварительной яодопод-' готовки, гелискслле^чорпого водонагревателя и электродиализ-ного.опреснения." Установлено удов'лггрорательноо совпадение фактически:: даннзх с расчетными-по зсеи- параметрзн элететро-диглнзз. Показатели качества ояроснснной воды значительно улу-пилнсь^по крригашонкрму коэффициенту л опасности осо-лениевзпля. Зсфляенрзвгно некоторое повышение отлонений солей'кесткостм в злектродиалязатсра при повышенных темпе- . ратургх, для предотвращения осадков необходимо подкислять

исходную воду.

8о С учетом испытаний станции по упрощенной технологии разработана 'ГСО ВДВ, обеспечивающая комплексную переработку минерализованной воды с получением воды поливного качества,для хо-злйствекно-бытовьпс нуад и товарной соли. Себестоимость полу-чегшя воды на. предлагаемой станции "составляет 51 коп/м3.

Пй основании изложенного материала, представлено техническое ■задание не проектирование станции комплексной переработки КДВ производительностью 1,0 млн.м3/год. Проведена технике-окономи-•сскйн опенка предлагаемой ТСО ВДВ как водоохранного мероприятия р.Аму-Дарьи. По нашим расчетам годовой экономический эффект доставляет %2j2 шш.руб ( в' ценах Ï99I года).

Основное содержание диссертационной работы отражено в еле-

s-

сущих. публикациях :

1. „„Нарков, Р.А.Сайфудиновг Влияние температуры КДЗ на процесс опреснения их в электродиализной установке // Информац.ли-

л у - -ТуркмекШМНТИ- 1988. -

2. В.В.Жарков, Р.А.Сайфудинов. Рабочая плотность тока электро-.дч^лиза на опреснительной установке Э0УНИИПМ-25 м при повышенных температурах // сб.научных трудов ТНЙИГшМ,-1939.-С.31-68.

3. В.В.Жарксв, Р.А'.Сайфудинов. Применение высокотемпературного • глектг-одиализкого опреснения солоноватых вод- в сельском хозяйстве /'/ известия АН ТССР. - ¿аха5&д.-Ь!лым.-1989- с.75-78.

4. Р.А.Сайфудинов..Воздействие пестицидов на свойства ионеобмен* ^■мбран ¿ÏA-40, Ж-40// научно-техническая конференция ГЕ»о ЕИБИЭ,-Тбилиси.-I9SI.-с.II2-TI3.

5. 3.H.Смзгин,Я.А.Савочкин,Диало А.:,!амаду ,?= А.Сайфудинов. Гидрат лические параметры аппарата "Родник-ЗМ" //Мелиорация и водное хо-3j¿^cTBO.-I992.-?: 7-8;~с.34-35. .

6. B.H,Cvar:íH, П.А.Савочккн,Диало .А.МамадуА.Сайфудинов. Ке--,ro:îi> .-tvîîj поЕЬ'ления эффективности работы установки 503' гЫ.-шЛ-Йо..!

'■-TL-rAz у водное :..-c:ljlíLct30„^ ь жчат;;.

■ 3СУВАРШ 7ЧИЯ 1ЮЖКТ0Р-ДРШЯ СУВЛЛГаЬ

/^СВШЩпШ/ШВШШ CZ2ff.GHH

лэрзт-т:' s /ттнмЕВЗсщдо/тая ТЗМАДШ -

Д!СС2гП5:СН ÎCTSH

- Л H H О Т А Ц И Я С и

'Диссертации ":л гирящда», уяаикпон

?дебиятларщ спиесг-.г;1,с;г /121? чт/, гошгп::зд:г ззг .'¿О суратдзк дуряр.

Бярищи бсщда коял5^ггр-й?2игж сувлдрг« тчнн уяаймак

эарадакы эдебпятлардакн дердегл

П;с.п-:.ли бгяда коялектор-дрпг:: суддзрн с^гг^гг.-гетщ ао дуз-сызлакдьзрмагщ технологиîki ^згтлггггпггиггтд дя-знлкпд^тр, - Тчущя б гада ме^ргтаяи ог.ггтг^лггсгз лзстицид-

лериц ?эсирмш егрскялси Я£.борд?с|г.:з йгр-чаггг^йа. б?Г'.ал"нгн. '

Дэрдурдп бсщда голл9ктор-дрс:;гтг.гЛ устспотгасын;:..'.

зо актавлендирилен коэтр бпден дузсглягл^*^:::! '¿tcî гс'Г.п.нлен л¿бор: тэрпэда зз дурмув'да гсчирилсн барлгг мзг'с^лплгрп язы-

лыпдьтр. • ■ "

.. Бопитци бглща коллектор-дренаж сувларт;-лз граесглг-тз йэиексЯ-летдирилен станц-ляны дурмуя пер?лертще .бартх.^^гщ нагггпелсрл ве онун эсасквда дерсдилек.тзхнояогиют схема:::: технию'-'чкдксады эсаслаодырмаси билеп гетирплппдир.