CC BY
5
УДК 628.16:62-278
ёса: 10.48612/ап1Ш/2024_52_60-79
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ФИЛЬТРАТОВ ПОЛИГОНОВ ТКО С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕМБРАН И СНИЖЕНИЕ РАСХОДА КОНЦЕНТРАТА
А. Г. Первов Т. Н. Ширкова
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), г. Москва
Аннотация
Отличительной особенностью фильтратов ТКО является высокие значения ХПК. Наличие растворенных органических веществ вызывает увеличение осмотического давления фильтрата ТКО, что усложняет его обработку методом обратного осмоса и мешает добиться уменьшения расхода концентрата.
В описанной технологии обработки фильтрата ТКО используется схема с использованием нанофильтрационных мембран, позволяющая существенно сократить расход концентрата по сравнению с технологией с применением мембран обратного осмоса высокого давления («морских» мембран). В предложенных мембранных установках используется новая технология разделения концентрата на раствор органических загрязнений и раствор солей (в основном, смесь хлоридов натрия и аммония). Благодаря тому, что органические растворы имеют значение осмо-
Ключевые слова
Обратный осмос, нанофильтра-ция, селективность мембран; полигоны хранения твердых коммунальных отходов, очистка фильтратов ТКО, снижение величины общего солесодержа-ния, снижение ХПК, системы обезвоживания осадков.
Дата поступления в редакцию
15.10.2024
Дата принятия к печати
20.10.2024
тических давлений в 4 - 5 раз меньшее, чем солевые растворы с теми же
концентрациями [1], при разделении и концентрировании таких растворов достигается более высокое суммарное значение кратности снижения объема концентрата. Представлены экспериментальные результаты снижения объема концентрата и расчеты экономического эффекта от применения разработанной технологии.
Введение
Общие положения
Разделение органики и солей крайне важно при утилизации концентратов установок обратного осмоса. В настоящее время одним из наиболее доступных решений по утилизации концентратов является их выпаривание [1]. Присутствие органики мешает выпарить воду и добиться кристаллизации солей. Разделяя органику и соли, можно добиться большего эффекта сокращения объема концентрата
за счет того, что органические растворы имеют в 4 - 5 раз меньшее значение осмотического давления, чем растворы электролитов с той же концентрацией. Разделение раствора на органический раствор и солевой раствор позволяют не только сократить объем концентрата, но и сократить расходы на его утилизацию.
Концентрат, помимо солей, содержит растворенную органику, которая, вследствие увеличения осмотического давления, не дает возможности сократить расход концентрата и получить сухую соль при выпаривании.
Присутствие органических веществ в фильтрате полигонов ТКО создает основные проблему, связанную с эффективностью очистки, высокими эксплуатационными затратами и высоким сбросным расходом концентрата, который сложно утилизировать [2 - 9].
На рисунке 1(а) показана известная и общепринятая в настоящее балансовая схема разделения фильтрата полигонов ТКО с использованием «морских» мембран высокого давления [2].Технология обработки фильтрата с использованием обратноосмотических мембран высокого давления на первой ступени и использованием мембранных аппаратов типа «фильтр-пресс», работающего под давлением до 15 МПа показана на рисунке 1(б).
Рис. 1. Технологические схемы обработки полигонов ТКО с получением очищенной воды и концентратов: а) схема с применением на первой ступени обратноосмотических мембран высокого давления, предназначенных для опреснения морской воды; б) схема с применением на первой ступени каскада низконапорных нанофильтрационных мембран для сокращения расхода концентрата и с применением низконапорных обратноосмотических мембран на второй ступени. 1 — аппарат первой ступени с мембранами высокого давления («морскими» мембранами) — рис. 1(а) и с нано-фильтрационными мембранами — рис. 1(б); 2—аппарат второй ступени с нанофильтрационными мембранами; 3, 4—каскад нанофильтрационных аппаратов третьей ступени для сокращения расхода концентрата
и
Z н
Û -I н
D
CÛ
u
0
1 о l_
s ç
о с
u
о
H
га a
H j
ç s
■e
< S CÛ *
о 5
* Ю
cl ra s a
=3 S
= i
h {5
Й ° О i
CÛ X
a. <u
ш ic к . га i_ u . о
Примерные составы исследованных фильтратов ТКО представлены в таблице 1.
Таблица 1
Исследованные составы полигонов ТКО
Показатели ТКО «Тимохово» ТКО «Александров»
фильтрат пермеат IV ступ. фильтрат пермеат III ступ.
Взвешенные вещества, мг/л 220 - 329 -
Органические соединения ХПК, мг/л 3200 2,1 4387 2,4
БПК, мг/л 925 - 2690 -
Аммоний (ЫН4+), мг/л 2400 0,5 380 0,2
ЫО-, мг/л 59 - - -
Щелочность, мг/л 13546 - 760 -
С1-, мг/л 2700 3,0 980 10,0
БО-, мг/л 1200 - 86 1,2
Общая жесткость, мг-экв/л 20,0 - 5,5 -
рН 8,9 - 7,7 -
Ыа+ + К+, мг/л 1000 - - -
Фенолы 0,2 - - -
Общее солесодержание, мг/л 9000 2 3580 65
Расход, м3/сут 1000 950 1000 900
Ниже коротко изложены соображения по сокращению расхода концентрата за счет разделения его на раствор органических веществ и солевой раствор. Для примера рассмотрим обработку фильтрата ТКО со значением ХПК — 5000 мг/л и значением концентрации ЫаС1 15000 мг/л. Такое соотношение концентрации солей и органики соответствует составу полигона «Тимохово» (таблица 1). Для начала рассмотрим разделения раствора №С1 с концентрацией 15000 мг/л, из которого удалили всю органику. В случае, если мы имеем дело с раствором №С1, то, при использовании высокоселективных мембран обратного осмоса, и величине рабочего давления 6 МПа, максимальное значение величины выхода пермеата составит 0,75, а концентрация №С1 в концентрате составит 60000 мг/л (рис. 1, а). Применение нанофильтрационных мембран при двухступенчатой схеме позволяет достичь концентрации 150000 мг/л (максимально достижимое значения солесодержания). Для этого на первой ступени используются нанофильтрационные мембраны с получением пермеата первой ступени с величиной общего солесодержания 5000 мг/л.
CÛ
Рис. 2. Балансовые схемы обработки модельного раствора фильтрата ТКО (раствор NaCl c солесо-держанием (S) — 15000 мг/л, ХПК - 5 г/л, (S : ХПК = 15 : 5) c применением нанофильтрационных мембран для достижения минимального расхода концентрата: а) концентрирование исходного фильтрата ТКО; б) разбавление концентрата в 10 раз и последующее его концентрирование; в) вторичное разбавление концентрата и последующее его концентрирование
Пермеат первой ступени может быть обработан с применением второй ступени с применением высокоселективных мембран обратного осмоса. Расход концентрата первой и второй ступеней может быть уменьшен с применением нанофильтрационных мембран до достижения концентрации №С1 — 150000 мг/л. Принципы сокращения объема концентрата и достижение высокой концентрации солей с применением нанофильтрационных мембран основан на том, что значение рабочего давления определяется не величиной осмотического давления разделяемого раствора, а разницей между осмотиче-
разделяемого раствора, тем ниже селективность мембран, поскольку рабочее давление определяется
ю
0
1
о Ц
О
с и
о н го
скими давлениями разделяемого раствора и пермеата. При этом, чем выше величина солесодержания а
разницей между приложенным давлением и осмотическим давлением. Например, осмотическое дав- ф
ление раствора с концентрацией солей 35000 мг/л составляет 2,4 МПа. При концентрации солей 70000 < 5
со *
мг/л величина осмотического давления составляет 4,8 МПа, что практически делает невозможным О о
* ю
дальнейшее концентрирование. В случае, если в пермеат проходят соли в количестве 40000 мг/л, то ^ го
разница осмотических давлений составит 2,1 МПа. На этом принципе основано сокращение расхода 3 о
концентрата установок обратного осмоса с применением нанофильтрации [1, 2, 18]: пермеат, полу- х Ц
ченный на каждой ступени концентрирования по своему составу приближается к составу исходной I— о
воды, поступающей на предыдущую ступень концентрирования (рис. 1, б). Таким образом, при обра- О
ботке 1 куб. метра раствора с солесодержанием 15000 мг/л в две ступени, получаем два концентрата, £0 X
составляющие соответственно 0,939 и 0,98 куб. метра. То есть, из 1000 литров исходной воды в кон- Щ £
. го 1_ ш . о <11
центрат попадают 10 литров, при этом концентрация достигает максимального значения величины осмотического давления концентрата 10,0 МПа (150000 мг/л).
Теперь представим, что в исходном фильтрате ТКО содержится не только №С1 в количестве 15000 мг/л, но и органика со значением ХПК—5000 мг/л. Наличие органики увеличит величину осмотического давления с 1,0 МПа до 1,2 МПа (учитывая, что осмотическое давление органических растворов меньше, чем растворов электролитов в 4 раза [1]). Таким образом, при достижении концентрации хлорида натрия 70000 мг/л при концентрировании исходного фильтрата ТКО в установке обратного осмоса осмотическое давление смеси солей с органикой будет не 4,8 МПа, а 6,1 МПа. Таким образом, для достижения максимального (для нашей выбранной технологии) значения величины осмотического давления (10,0 МПа) исходный объем воды должен быть уменьшен не в 10 раз (как в случае чистого №С1), а в 8,2 раза. Поэтому расход концентрата в этом случае составит не 10, а 12 процентов, из 100 литров исходной воды в концентрат уйдет 12 литров. Теперь представим, что возможно полностью убрать органику из фильтрата полигона: например, разделить раствор объемом 100 л на 2 объема: 75 литров раствора содержит 1500 граммов №С1, а 25 литров раствора содержат 500 граммов органики. Раствор объемом 75 литров имеет концентрацию 20 г/л №С1. Этот раствор, как было показано на схеме (рис. 1, б) можно сконцентрировать до концентрации 15000 мг/л, то есть в 150/20 = 7,5 раз. То есть объем концентрата составит 75/7,5 = 10 литров. А органический раствор имеет концентрацию 500/25 = 20 г/л и имеет в 4 раза меньшее осмотическое давление, чем раствор соли. То есть, раствор №С1 с концентрацией 15 г/л имеет осмотическое давление 1 МПа, а раствор органики с концентрацией 5 г/л—в 12 раз меньше, то есть 0,085 МПа. Раствор с концентрацией 20 г/л имеет осмотическое давление 0,35 МПа. Если максимальная концентрация солей определяется величиной осмотического давления 10 МПа (что соответствует концентрации №С1 — 150 г/л), то для органических веществ максимальная концентрация органики, соответствующая значению 10 МПа, будет равна: 10/0,7 х 20 = 600 г/л. Для того, чтобы достичь осмотического давления 1,0 МПа, нужно исходный раствор 25 литров сконцентрировать в 30 раз, то есть получить 25/30 = 0,8 литра. Таким образом, объем концентрата составит: 0,8 + 10 = 10,8 л. Балансовая схема процесса обработки раствора с содержанием ХПК—5 г/л, и величиной солесодержания 15 г/л показана на рис. 2 (в). Расчеты величин осмотического давления и концентраций солей и органических веществ представлены в таблице 2.
Таблица 2
Таблица значений ХПК, общего солесодержания, величин осмотического давления в пермеата и концентратах нанофильтрационных аппаратах после концентрирования и разбавления, а также значений коэффициентов снижения объема К и объемов концентрата V, при соотношении значений ХПК и общего солесодержания Б : ХПК : Б = 5 : 15.
№ п/п Исходная ХПК : и орг. 11 №С1 Концентрат тт К Пермеат ХПК . ТТ орг. ^ 5' ТТ N80 пк - - пп Кратность снижения объема, К ЫаС1, гл
К 5 10 5 10 1 2
1 5 : 0,15 Й : Т 84 : 2,6 90 : ~6 0,5 . 0,015 4 : 0,12 20 : "й 6/15 7
4,3 8,6 0,115 2,3 4,0 6,3
2 8,4 : 0,22 39 : 0,9 66 : й> 120 : 1,7 140 : 9Д) 0,8 2,3 6Л ' 04 20 : ТЗ 10/10 150/9
4 5,4 5 10,7 4 2,7 4,3 2,7 6,4
3 12 : 0,36 14 45 : 1,35 200 : 6,0 120 : 8,0 2 . 0,06 20 : 13 7/3,4 8
4,05 14 1,06 1,7 3,0 13,0
Таким образом, разделяя органику и соли, можно раздельно добиться большего эффекта сокращения объема концентрата за счет того, что органические растворы имеют в 4 - 5 раз меньшее значение осмотического давления, чем растворы электролитов с той же концентрацией.
Разделение органики и солей крайне важно при утилизации концентратов установок обратного осмоса [10 - 17]. В настоящее время эффективным решением является выпаривание концентрата. Присутствие органики мешает выпарить воду и добиться кристаллизации солей. Поэтому в настоящее время концентрированный рассол после выпаривания используют в смеси с почвогрунтом на полигоне. Разделение растворов на органический раствор и солевой раствор позволяет не только сократить объемы концентрата, но и расходы на его утилизацию [18, 22 - 25].
В таблице 2, и на рисунках 2 и 3 представлены балансовые схемы и результаты расчетов величин осмотических давлений пермеатов и концентратов для различных соотношений в них величин общего солесодержания ( концентрации хлорида натрия) и величин ХПК: раствор 1 — ХПК : 8 = 5 : 15; раствор 2—ХПК : 8 = 8,4 : 18 ; раствор 3—ХПК : 8 =12 : 14. Чем ниже доля солей (отношение концентрации №С1 к значению ХПК), тем большее значение К можно достичь при достижении величины осмотического дав- ф ления 10 МПа. В таблице 3 представлены результаты расчетов величин осмотических давлений перме- ^С атов и концентратов для соотношений величин общего солесодержания 8 и ХПК : раствор 1 — 8 : ХПК = О 15 : 20; раствор 2—8 : ХПК = 5 : 20; раствор 3—8 : ХПК = 25 : 20; раствор 4—№С1 (8 = 20 г/л) ; раствор йн 5—ХПК - 20 г/л ; раствор 6—8 : ХПК = 5 : 15. На рисунках 4 и 5 показаны зависимости величин разности осмотических давлений в концентрате и пермеате от коэффициента К для различных растворов с разными соотношениями солесодержания и ХПК. Как видно из рисунка 4, наибольшего значения К, соответствующего значению разницы осмотических давлений 5,0 МПа достигает раствор 2 с соотношением ХПК и общего солесодержания равным 7,6 : 3,5 (таблица 2).
СО
Рис. 3. Графики зависимостей разницы значений осмотических давлений в концентратах и пермеатах на-нофильтрационных аппаратов на разных стадиях концентрирования и разбавления (для соотношений величин ХПК и общего солесодержания 8—ХПК : 8 = 5 : 15. 1—исходный фильтрат ТКО; 2—фильтрат после концентрирования с последующим разбавлением в 10 раз и второй стадии концентрирования; 3 — фильтрат после второй стадии концентрирования с последующим разбавлением и третьей стадией концентрирования
и
0
1
о Ц
О
с и о н га а н .о
■е
X
& га 5 а
=3
= £
Н {5
Й ° О х
са х
а и
ш
с к
. га
1_ ш
. о <11
<
са О
Таблица 3
Таблица значений ХПК, общего солесодержания, величин осмотического давления в пермеате и концентратах нанофильтрационных аппаратов после концентрирования и разбавления, а также значений коэффициентов снижения объема К и объемов концентрата V, при соотношении значений ХПК и общего солесодержания Б : ХПК = 3 : 4.
№ Раствор V, л Исходная концентрация, г/л / Пермеат Концентрат Разница Як - Яи тах К (по Объем V концентрата /
п/п Осмотич. давление МПа К = 3 К = 9 К = 3 К = 9 К =3 К = 9 графику рис. 3) сумма (по графику рис. 3)
Варианты разделения фильтрата ТКО
Раствор 1
1 №С1, г/л 100 15/1,0 1,7/0,1 5/0,3 38/2,5 74/5 2,4 4,7 5 20
ХПК, г/л 20/0,6 1,5/0,045 2/0,06 61/1,8 168/4,5 1,75 4,44
Сумма, г/л 1,6 0,145 0,36 4,3 9,5 4,15 9,14
Раствор 2
2 №С1, г/л 100 5/0,3 1,5/0,1 7/0,06 13/1,1 26/2,2 1 2,14 6 16
ХПК, г/л 20/0,6 2/0,06 12/0,36 62/1,8 162/7,2 1,74 6,84
Сумма, г/л 0,9 0,16 0,42 2,9 9,4 2,74 8,98
Раствор 3
3 №С1, г/л 100 25/1,5 8/0,5 30/1,9 63/4 120/8 3,5 6,1 3 33
ХПК, г/л 20/0,6 2/0,06 12/0,36 62/1,8 166/4,8 1,74 4,44
Сумма, г/л 2,1 0,56 2,26 5,8 12,8 5,2 10,5
Раствор
после V, л
разделения
4 №С1, г/л 75 20/1,3 6/0,5 15/1,0 30/2,0 70/4,8 1,5 2,8 12 6
5 ХПК, г/л 25 20/0,6 3/0,1 5/0,15 55/1,6 165/4,8 1,5 4,65 10 2,5 (сумма 8,5)
6 Сумма, г/л 100 20/13 3/0,19 9/0,57 40/2,2 105/5,8 2,01 5,23 8 12
№С1, г/л 15/1,0 2/0,15 6/0,45 25/1,6 60/4,0 1,45 3,55
ХПК, г/л 5/0,2 1/0,04 3/0,12 15/0,6 45/1,8 0,56 1,68
Рис. 4. Балансовые схемы обработки модельного раствора фильтрата ТКО (соотношение значений концентраций №С1, г/л (8) и ХПК, г/л : 8:ХПК = 20 : 15) с применением нанофильтрационных мембран для достижения минимального расхода концентрата: а) концентрирование исходного фильтрата; б) разбавление концентрата с последующим концентрированием; повторное разбавление концентрата с последующим концентрированием
Рис. 5. Графики зависимостей разницы значений осмотических давлений в концентратах и пермеатах нанофильтрационных аппаратов на разных стадиях концентрирования и разбавления при соотношении О величин общего солесодержания 8 и ХПК—8 : ХПК = 15 : 20. 1—исходный фильтрат ТКО; 2—фильтрат после концентрирования с последующим разбавлением в 10 раз и второй стадии концентрирования; 3 — фильтрат после второй стадии концентрирования с последующим разбавлением и третьей стадии кон- М центрирования
О
Таким образом, добиться сокращения расхода концентрата возможно при изменении соотношения концентраций солей и органических веществ. В новой разработанной авторами технологии используется разделение раствора концентрата на два концентрированных раствора солей и органических веществ. Такое разделение позволяет по отдельности обработать и сократить объемы каждого раствора при меньших затратах.
Существующие технологические схемы
Схема 1 (а) представляет собой наиболее простую «Кайзеровскую» схему очистки, использующей «морские» высокоселективные мембраны высокого давления. Как видно из рисунка 1 (а), такая схема позволяет получить расход концентрата не менее 30 процентов от расхода исходного фильтрата [10 - 17]. Схема 1 (а) может быть «модернизирована» с применением дополнительных мембранных блоков высокого давления (например, аппаратов типа «фильтр-пресс» производства компании
представляет технологию [18], позволяющую максимально сконцентрировать исходный фильтрат
и
0
1
о Ц
О
с и
о н го
«КОСИБМ» Германия) для снижения расхода концентрата при давлении 15 МПа. Схема на рис. 1 (б) а
ТКО путем применения «каскада» из нанофильтрационных мембранных аппаратов с низкой селек- ф
тивностью по солям [18, 19, 22]. Однако, высокое содержание органических веществ в концентратах < 5
со *
первой и второй ступени не позволяет эффективно сократить объем концентрата и эффективно ути- О о
^ ю
лизировать концентрат путем его выпарки. Концентрат содержит органические вещества, которые ^ го
препятствуют кристаллизации солей при выпарке, что не дает возможности получить сухую соль. 3 о
Описание новой технологии Н о
Разделение органики и ионов достигается за счет разработанного технологического приема, опи- О
санного в [18, 19] — разбавления концентрированного раствора деионизованной водой с последую- £0 X
щим концентрированием с применением мембран с низкой селективностью. Для изменения соотно- Щ £
. го
1_ ш
. о <11
шения органики и солей используется концентрирование раствора с применением нанофильтрационных мембран с низкой селективностью [19]. Низкоселективные мембраны позволяют задерживать органические вещества, характеризуемые значением ХПК, на 80 - 90 процентов, а одновалентные ионы солей (ионы натрия и аммония, хлорид-ионы) — на 50 - 70 процентов. Благодаря этому при концентрировании фильтрата ТКО соотношение концентраций ХПК и солей увеличивается — доля ХПК растет [19]. В таблице 3 представлены результаты расчетов значений концентраций хлорида натрия и значений ХПК, а также значений осмотического давления в пермеате и концентрате при обработке модельного раствора с соотношением концентрации NaCl и ХПК — 15 : 20. На рисунках 6 и 7 показаны балансовые схемы обработки модельных растворов фильтратов ТКО с целью определения изменения соотношений концентраций NaCl и ХПК в процессе обработки на мембранных установках. На рисунке 6 показана схема обработки раствора с концентрированием его в 10 раз с применением нанофиль-трационных мембран. Как видно, при сокращении объема исходного раствора в 10 раз получается раствор, содержащий хлорид натрия в количестве 10000 мг/л, и имеющий значение ХПК—30000 мг/л. Для того, чтобы еще изменить соотношение концентраций органики и солей, разбавленный раствор концентрата снова обрабатывается с применением нанофильтрационных мембран и его объем сокращается в 10 раз (рис. 6, б). При этом достигается значение соотношения: ХПК / [NaCl] = 3:1. Значение этого соотношения может быть и далее увеличено благодаря разбавлению полученного концентрата и последующей обработки с применением мембран (концентрирования).
а)
б)
Рис. 6. Технологические схемы обработки фильтрата полигона ТКО «Александров» с применением нано-фильтрационных мембран на первой ступени и обратноосмотических мембран низкого давления на второй, третьей и четвертой ступенях (а) и с применением разработанной технологии разбавления концентрата первой ступени с последующим концентрированием (б). 1 — аппараты нанофильтрации 1 ступени; 2—аппараты нанофильтрации 2 ступени; 3 — аппарат нанофильтрации сокращения расхода концентрата 1 ступени; 4—аппарат нанофильтрации сокращения расхода концентрата 2 ступени; 5—бак сбора концентратов аппаратов нанофильтрации первой и второй ступеней; 6, 7—аппараты нанофильтрации 3 ступени для сокращения расхода концентрированного раствора органических веществ 1 и 2 ступени; 8 — бак сбора пермеата после аппаратов концентрирования органических веществ на 1 и 2 ступенях; 9— аппарат нанофильтрации 1 ступени; 10 — аппарат нанофильтрации для снижения расхода концентрата 1 ступени нанофильтрации; 11 — аппарат нанофильтрации 2 ступени; 12—аппарат нанофильтрации для снижения расхода концентрата 2 ступени; 13 — аппарат нанофильтрации 3 ступени; 14—аппарат нанофильтрации 4 ступени; 15, 16—насосы первой и второй ступеней установки нанофильтрации; 17, 18, 19, 20—насосы 1, 2, 3, 4 ступеней установки обратного осмоса
03
г
м О
-I
м
Э СО
и
0
1
о Ц
О С
и о н га а н .о
■е
С 5 £ *
о 5 * ю & га 5 а
=3
= I
Н {5
Й ° О х
са х
а и
ш
с к
. га
1_ ш
. о <11
а)
б)
Рис. 7. Технологические схемы обработки фильтрата полигона ТКО «Тимохово» с применением нанофиль-трационных мембран на первой ступени и обратноосмотических мембран низкого давления для частичного
удаления органических веществ и глубокого концентрирования (а) и с применением разработанной технологии разбавления концентрата первой ступени с последующим концентрированием - разделение фильтрата ТКО на концентрированный раствор органических веществ и раствор солей (преимущественно хлорида аммония) — (б). 1—аппараты нанофильтрации 1 ступени; 2—аппараты нанофильтрации 2 ступени; 3—аппарат нанофильтрации сокращения расхода концентрата 1 ступени; 4—аппарат нанофильтрации сокращения расхода концентрата 2 ступени; 5—бак сбора концентратов аппаратов нанофильтрации первой и второй ступеней; 6, 7—аппараты нанофильтрации 3 ступени для сокращения расхода концентрированного раствора органических веществ 1 и 2 ступени; 8—бак сбора пермеата после аппаратов концентрирования органических веществ на 1 и 2 ступенях; 9—аппарат нанофильтрации 1 ступени; 10—аппарат нанофильтрации для снижения расхода концентрата 1 ступени нанофильтрации; 11—аппарат нанофильтрации 2 ступени; 12—аппарат нанофильтрации для снижения расхода концентрата 2 ступени; 13—аппарат нанофильтрации 3 ступени; 14—аппарат нанофильтрации 4 ступени; 15, 16—насосы первой и второй ступеней установки нанофильтрации; 17, 18, 19, 20—насосы 1, 2 ,3, 4 ступеней установки обратного осмоса
Цель и задачи исследований
Для состава полигона «Тимохово» с соотношением содержания ХПК и общего солесодержания 5:4 проведены расчеты, позволяющие рассмотреть возможность максимального сокращения расхода концентрата.
Результаты концентрирования фильтрата полигона «Александров», повторного разбавления и следующего концентрирования показаны на рис. 3 (в) и в таблице 3.
Для того, чтобы добиться меньшего значения общего объема концентрата, в разработанную авторами ранее схему обработки фильтрата ТКО [2, 18] внесены изменения: после использования первой ступени с нанофильтрационными мембранами использован бак-накопитель концентрата, в который добавляется очищенная вода, и после разбавления концентрат обрабатывается на второй ступени, использующей также нанофильтрационные мембраны. На рисунках 6 и 7 представлены основные варианты применения технологических схем, позволяющих получить очищенную воду и до минимума сократить расходы концентрата для сокращения затрат для последующей его утилизации (выпарки). Рисунки 6 и 7 представляют собой балансовые схемы для обработки и концентрирования «модельных» растворов, представленных в таблицах 2 и 3 с заданными величинами соотношения концентраций органических веществ и солей.
Рис. 8. Экспериментальная установка для определения параметров работы мембран при разделении фильтрата ТКО: 1 — бак исходной воды; 2—насос; 3—мембранный элемент в напорном корпусе; 4—бак фильтрата; 5—тепло обменник; 6—манометр; 7, 8, 9— расходомеры; 10—кран байпаса; 11 — вентиль регулировки расхода исходной воды; 12—вентиль регулировки рабочего давления и расхода концентрата; 13—кран регулировки расхода охлаждающей воды; 14, 15 — пробоотборники
03
г
м О
-I
м
Э СО
и
0
1
о Ц
О С
и о н га а н .о
■е
X
о 5
* ю & га 5 а
=3
= I
Н {5
Й ° О х
са х
а и
ш
с к
. га
1_ ш
. о <11
< са
б)
Рис. 9. Зависимости величин общего солесодержания (а) и ХПК (б) от значения коэффициента снижения объема К при обработке фильтрата ТКО «Александров»: 1 — исходный фильтрат; 2—фильтрат после концентрирования с последующим разбавлением в 10 раз деионизованной водой и второй стадии концентрирования; 3—фильтрат после второй стадии концентрирования, разбавления и последующего концентрирования на третьей стадии
а)
б)
Рис. 10. Результаты проведения разделения фильтрата ТКО: а) снижение производительности нанофильтра-ционного мембранного элемента с ростом концентрирования ( с ростом значения коэффициента снижения объема К); б) снижение производительности мембранного нанофильтрационного элемента в зависимости от разницы значений осмотических давлений в концентрате и пермеате : 1—исходный фильтрат; 2—фильтрат после первой стадии концентрирования с последующим разбавлением; 3—фильтрат после второй стадии концентрирования, разбавления, нового концентрирования и последующего разбавления
и
Z м
О
-I
м
D CQ
Экспериментальная часть
Для демонстрации разработанной технологии были проведены эксперименты по очистке фильтрата полигона «Александров» и разделению концентрата на раствор органических веществ. Схема экспериментальной установки показана на рисунке 8. Исходный фильтрат ТКО помещается в бак 1, откуда насосом 2 подается под давлением 1,6 МПа в мембранный аппарат 3. Прошедшая через мембрану очищенная вода (пермеат) собирается в баке 4, а концентрат возвращается в бак исходного т
о
раствора 1. Исходный фильтрат ТКО был сконцентрирован в 10 раз. Объем был снижен с 20 литров I
до 2 литров. Далее концентрат был разбавлен в 10 раз деионизованной водой, полученной путем про- ^
пускания водопроводной воды через обратноосмотический аппарат модели 100 производства фирмы о
Райфил (Россия). Далее после разбавления концентрат был обработан и его объем был снижен в 20 щ
о
раз. Пермеат после второго эксперимента был обработан и сконцентрирован в 10 раз. Пермеат тре- ^
тьей ступени представлял собой в основном раствор хлорида аммония и хлорида натрия с величиной
л
общего солесодержания 2000 мг/л, который может быть эффективно обработан на установке четвер- Ц
той ступени в соответствии с разработанной технологией (рис. 6). ■&
В ходе экспериментов проводилась обработка фильтрата ТКО «Александров». Исходный филь- *
трат под давлением 1,6 МПА направляли на вход в мембранный аппарат, в котором фильтрат ТКО § ¿
разделялся на очищенную воду, прошедшую через мембрану (пермеат) и концентрат (раствор, содер- 5 а
ЗЮ
_________ ___________—_____— _________________________________^__________о
QB
трационных мембран составляло 70%, обратноосмотических — 96%. Удельная производительность 1 s
нанофильтрационных мембранных аппаратов составляла 1,5 - 15 л/кв.м х час. Использовались ру- ^ 2
BQ о
лонные элементы модели «НМЭ nano NF 1812-C» производства фирмы «Мембраниум» (г. Владимир, о X
CQ X
РФ), а также обратноосмотических рулонные элементы модели RE 1812-60 и нанофильтрационные cl <u
С к . га i_ ш . о <11
элементы модели ЫБ 1812-70 производства компании «Райфил» (РФ). Площадь мембран в элементах составляла 0,5 квадратного метра. Величина выхода фильтрата составляла 0,1 - 0,05, что соответствовало кратности уменьшения объема исходной воды в установке в 10 - 20 раз. Скорость транзитного потока в межмембранном пространстве напорного канала составляла 4 - 10 см/сек, что соответствовало расходам транзитного потока через мембранный аппарат 100 - 160 л/час. В процессе работы установки происходит увеличение величины общего солесодержания концентрата и рост значений ХПК в концентрате. Таким образом, в концентрате происходит накопление органических веществ, что существенно увеличивает значение осмотического давления. Благодаря низкому значению селективности мембран первой ступени по солям, в пермеате первой ступени устанавливается высокое осмотическое давление, что сокращает разницу осмотических давлений между концентратом и пермеатом, и позволяет вести разделение раствора концентрата при относительно низких значения рабочего давления (не выше 1,6 - 1,8 МПа). Благодаря относительно высокой селективности нанофильтрацион-ных мембран по растворенным органическим веществам (90%) в концентрате первой ступени растет концентрация органических веществ. Пермеат первой ступени проходит дополнительную очистку с применением нанофильтрационных мембран второй ступени для полного удаления органических веществ. Пермеат второй ступени используется для разбавления концентрата первой ступени для последующей очистки на третьей ступени и сокращения в концентрате содержания ионов солей. Концентрат третьей ступени имеет значение ХПК не менее 120 - 160 г/л.
В случае необходимости концентрат может быть смешан с грунтом или с обезвоженным осадком станций очистки воды, направляемым на специальный полигон. Затраты на обработку осадка составляют не более 20 - 30 руб. за 1 куб. м. В этом случае в результате обработки фильтрата ТКО может быть получен осадок, содержащий органические продукты разложения коммунальных отходов, и концентрированный раствор хлоридов натрия и аммония, используемый в качестве сырья для производства удобрений.
Обсуждение результатов
На рисунках 6, б и 7, б представлена новая разработка авторов, использующая технологию разбавления концентрата первой ступени и последующее его концентрирование на второй ступени, использующей также нанофильтрационные мембраны. Благодаря использованию нанофильтраци-онных мембран на второй ступени, в концентрате второй ступени в основном содержатся органические вещества, а концентрация солей оказывается существенно снижена. Это позволяет значительно (в 2 - 3 раза) сократить расход концентрата на второй ступени по сравнению с расходом концентрата в схемах, показанных на рисунках 6, а и 7, а. Концентрат первой ступени и концентрат второй ступени поступают в бак-смеситель, в который также поступает деионизованная вода для разбавления — пер-меат третьей ступени, использующей обратноосмотические мембраны. Разбавление производится в 5 раз. После разбавления концентрат поступает на вторую ступень обработки, а пермеат второй ступени — на третью ступень. Таким образом, из фильтрата ТКО получаем очищенную воду с солесо-держанием 5 мг/л и концентрацией аммония 0,2 - 0,5 мг/л.
Промышленное внедрение результатов
Наличие органики в фильтрате мешает сконцентрировать исходный фильтрат ТКО более, чем в 3 раза по объему [18, 22]. Новым в способе является сокращение объема концентрата, содержащего
органические вещества за счет того, что концентрат первой ступени разбавляется чистой водой и проходит дополнительную ступень, где разделяется на раствор солей и раствор органики. Благодаря низкой селективности и применению второй ступени концентрация солей в концентрате оказывается сильно сниженной, что позволяет сократить объем концентрата в 2 - 3 раза. Технический результат достигается использованием двухступенчатой схемы нанофильтрации для обработки фильтрата ТКО, аналогичного составу полигона «Александров» (рис. 1) и разделения органики и солей с получением двух растворов концентратов: концентрированного раствора органических веществ и концентрированного раствора одновалентных ионов (в основном хлоридов натрия и аммония).
Исходный фильтрат ТКО с расходом 100 куб. м в сутки с величиной ХПК — 5000 мг/л и с концентрацией хлорида натрия — 4000 мг/л проходит мембранные аппараты (1) первой ступени с нанофиль-трационными низкоселективными мембранами (средняя селективность по солям составляет 70%). Таким образом, после первой ступени получаем раствор с содержанием ХПК — 500 мг/л и содержанием ЫаС1 — 1500 мг/л. Расход концентрата составляет 3 куб. м в сутки. Расход пермеата составляет 97 куб. м в сутки. Пермеат аппаратов первой ступени (1) и пермеат аппаратов третьей ступени (3) содержат органические вещества и проходят очистку с применением низкоселективных нанофиль-трационных мембран на второй ступени (2) и (3). Концентрат второй ступени поступает в бак-смеситель (5), туда же поступает концентрат первой ступени. В бак-смеситель поступает также пермеат аппаратов второй ступени (2). Таким образом, в баке-смесителе происходит разбавление концентрата в 5 раз. Поскольку селективность по органическим веществам у мембран выше, чем по одновалентным ионам солей, соотношение концентраций органики и соли в смеси оказывается выше, чем в исходной воде. После разбавления в баке (5) концентрат поступает снова на третью ступень обработки. После аппаратов третьей ступени (6) и (7) концентрат содержит всю органику и только 1/4 часть всех солей, при этом составляет по объему 1/10 часть исходной воды. Пермеат 3 ступени поступает в бак (8), откуда с помощью насоса (17) поступает на 4 ступень с мембранами нанофильтрации (9) и (10) для концентрирования органики. Концентрат аппаратов 4 ступени возвращается в бак (5), а пермеат 4 ступени направляется в аппараты первой ступени обратного осмоса (11) с получением обессоленной воды. Концентрат после аппаратов обратного осмоса первой ступени (11) проходит дополнительное концентрирование с применением аппаратов нанофильтрации (12) с получением солевого концентрата с концентрацией хлорида натрия 140 граммов на литр.
После 1 ступени обратного осмоса вода проходит еще 2 ступени очистки для снижения концентрации аммония. Концентраты каждой ступени возвращаются на вход в предыдущую ступень. Таким образом, из исходного фильтрата ТКО получаем очищенную воду с солесодержанием 5 - 10 мг/л и содержанием аммония порядка 0,2 мг/л и два концентрата: солевой концентрат с концентрацией солей 100 - 150 г/ (смесь солей натрия и аммония) и органический концентрат, смесь органики ( с концентрацией ХПК 100 г/л) и солей кальция, магния, натрия и аммония с концентрацией 30 - 40 г/л. Расход солевого концентрата составляет 2% от расхода исходного фильтрата, а концентрата органического раствора составляет 5%. Органический концентрат может быть смешан с грунтом или с осадком станций очистки природных и сточных вод и направлен на полигон. Солевой концентрат может быть выпарен до сухих солей. В таблице 3 представлены результаты определения концентраций и величин осмотического давления в пермеатах и концентратах на каждой ступени разбавления и последующего концентрирования. На графиках (рис. 4) представлены зависимости величин разницы осмотических давлений при концентрировании от К, демонстрирующая максимальное концентрирование.
Для раствора с ХПК = 5000 мг/л и с концентрацией ЫаС1 = 4000 мг/л представлены технико-экономические расчеты (таблица 4).
и г
м О
-I
м
Э СО
и
0
1
о Ц
О С
и о н га а н .о
■е
X
& га 5 а
=3
= £
Н {5
Й ° О х
са х
а и
ш
с к
. га
1_ ш
. о <11
<
са О
Таблица 4
Таблица экономического сравнения эксплуатационных затрат при очистке полигонов ТКО и утилизации концентратов с применением различных технологических схем
Технологии
Показатели Мембраны высокого двления Мембраны высокого давления и фильтр-пресс Реагентно-мембранная С применением нано-фильтрации С применением нано-фильтрации и разделением
1 Расход фильтрата ТКО 100 100 100 100 100
Расход очищенной воды 70 85
Расход концентрата I ступень 30 15 3 4,5 3
II ступень 2
III ступень 1
2 Эксплуатационные расходы
Расходы эл. энергии Уд. расход, кВт/м3 14 19 4,2 3,6 4,8
Годовые затраты 1 950 000,00 2 500 000,00 800 000,00 700 000,00 815 000,00
Кол-во мембранных элементов 49 61 (49 + 12) 30 36 48
Замена мембран Стоимость элемента 50 000,00 50 000,00 + 100 000,00 50 000,00 50 000,00 50 000,00
3 Затраты на реагенты Годовые затраты на замену 490 000,00 730 000,00 300 000,00 360 000,00 480 000,00
Расход на 1 промывку, кг 100 100 60 70 84
Химические промывки Кол-во промывок в год 8 8 4 8 8
Годовые затраты на хим. промывки 300 000,00 300 000,00 120 000,00 300 000,00 360 000,00
Доза, мг/м3 10
Игибитор Годовой расход 500
Годовые затраты 90 000,00
Коагулянт и флокулянт Затраты на обработку Доза, мг/м3 10 10 5000
Годовой расход 360 360 180 000
4 Годовые затраты у концентрата Расход 140 000,00 140 000,00 500 000,00
15 75 2
Выпарка Уд. затраты на выпарку, кВт/м3 22 22 22 22 -
Годовые затраты на выпарку 700 000,00 360 000,00 - 120 000,00 -
Расход 15 7,5 3 4,5 1
Уд. затраты, руб/м3 * сут 2 000,00 2 000,00 3 000,00 4 000,00 4 000,00
Удаление с осадком Затраты на смесь с обезвреженным остатком, руб/сут 30 000,00 15 000,00 9 000,00 18 000,00 4 000,00
Годовые затраты на смесь с осадком 10 800 000,00 5 400 000,00 3 240 000,00 6 480 000,00 1 440 000,00
Расход 2
Выпарка досуха (сушка) Уд. затраты на сушку, кВт 23 - - - 23
Годовые затраты, руб/ год - - - - 180 000,00
5 Итоговые годовые эксплуатационные затраты 14 770 000,00 9 430 000,00 4 960 000,00 7 840 000,00 3 275 000,00
Данные таблицы 4 показывают сравнение эксплуатационных затрат при использовании различных описанных технологий очистки фильтрата ТКО для очистки фильтрата и утилизации концентрата.
Таким образом, новым техническим результатом в способе является сокращение объема концентрата и разделение его на два объема за счет того, что фильтрат подвергается двухступенчатой обработке с применением нанофильтрационных мембран с низкой селективностью. Концентрат на-нофильтрационных мембранных аппаратов направляется в бак-смеситель, а затем полученная смесь обрабатывается повторно с применением нанофильтрационных мембранных аппаратов третьей ступени. Пермеат нанофильтрационных аппаратов 1 ступени снова обрабатывается с применением на-нофильтрационных аппаратов второй ступени для более полного извлечения органики.
Выводы
1. Разработана технология сокращения расхода и утилизации концентрата мембранных установок, используемых для очистки фильтратов полигонов ТКО. Технология использует насосы высокого давления, обратноосмотические и нанофильтрационные аппараты и отличается от традиционных технологий тем, что дополнительно содержит баки-смесители и дополнительную ступень очистки, включающую насосы и нанофильтрационные мембранные аппараты.
2. Разработанная технология сокращения расхода концентрата позволяет сократить затраты на утилизацию концентрата (выпаривание) за счет того, что разделение концентрата на растворы органики и солей сокращает величину осмотического давления, благодаря чему концентрат может быть сконцентрирован в большее количество раз, что позволяет отказаться от выпарки. СО
3. Разработанная технология позволяет разделить концентрат на 2 раствора. Солевой раствор может быть выпарен до сухих солей, а концентрат с органикой (малая часть) — смешивается с осадком, направляемым на обезвоживание, что сокращает затраты на утилизацию концентрата.
Z м
О
Библиографический список
1. Wilf M. The guidebook to membrane for wastewater reclamation. Balaban Desalination Publishing, 2010. V. 788.
2. Патент Angelo Chiannese, Rolando Ranauro, Nicola Verdone. Treatment of landfill leachate by reverse osmosis. February 2013, Water Research 33(3): 647 - 652. DOI:10.1016/S0043-134(98)00240-1.
3. Mariam T., Nghiem L. D. Landfill leachate treatment using hybrid coagulation-nanofiltration processes. Desalination 2010, 250, 677 - 681.
4. Sun W. Y., KangM. S., Yim S. K., Choi K. H.. Advances Landfill Leachate treatment using an integrated membrane processes. Desalination, (2002), v. 149, p. 109 - 114.
n
0
1
o l_ s t; o c
n
o
H
(G
a
H j
t;
5. J. Wiszniowski, Didier Robert, Joanna Surmacz-Gorska. Landfill Leachate Treatment Methods: A Review. Environmental Chemistry Letters 4(1): 51 - 61, 2006, D01:10.1007/s10311-005-0016-z. < g
11.1.66-96. https://doi.org/10.2166/wrd/2020.079
CO
О
о
к s
6. Abdulhussain A. Abbas, Jin-Song Guo, Liu Zhi Ping, Pan Ying Ya. Review on Landfill Leachate ^ yj
Treatments. American Journal of Applied Sciences 6(4): 672 - 674. DOI: 10.3844/ajas.2009.672.684. s a
gvp
7. Ruqiong Qin. Overview of landfill leachate treatment technology. E3S Web of Conferences 375,03006
(2023), ESAT 2023. https://doi.org/10.105/e3sconf/202337503006.
o
8. Amin Mojiri, John L., Zhou, Harsha Ratnaweera, Akioshi Ohashi, Noratsu, Tomonori Kindaichi and to o
O I
Hiroshi Asakura. Treatment of Landfill Leachate wirh Different Techniques: an overview. Water Reuse,2021, bq g
Uj H
C K
. ro
l_ u
. o
< I
9. Angelo Chianese, Rolando Ranauro, Nicola Verdone. Treatment of landfill leachate by reverse osmosis. Water Research. Volume 33, Issue 3, 1999, 647 - 652.
10. Aysun Derya Topal, Ayse Dilek Atasoy. Reverse osmosis treatment system for landfill leachate: Operation conditions, advantages and challenges. Environmental Research and Technology, Vol. 5, Issue 2, pp. 119 - 127, June 2022.
11. Izabella Anna Talalaj, Izabella Bartkowska, Pawel Biedka. Treatment of young and stabilized landfill leachate by integrated sequencing batch reactor (SBR) and reverse osmosis (RO) process. Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management. Volume 16, 2021, 100502.
12. Javier Tejera, Daphne Hermosilla, Ruben Miranda, Antonio Gasco, Victor Alonso, Carlos Negro, Angeles Blanco. Assessing an Integral Treatment for Landfill Leachate Reverse Osmosis Concentrate. Catalysts, 2020, Vol. 10, 12, 1389.
13. Latesb B. Chaundhari, Z. V. P. Murthy. Treatment of landfill leachates by nanofiltration. Journal of Environmental Management. Volume 91, Issue 5, 2010, pp. 1209 - 1217.
14. Jie Li, Lei Wang, Jianbo Lu, Wuliang Peng, Jing Chen, Guangming Jiang, Dongfang Liu. Treatment of landfill leachate nanofiltration concentrate by a three-dimensional electrochemical technology with waste aluminum scraps as particle electrodes: Efficasy, mechanisms, and enhancement effect of subsequent electrocoagulation. Waste Management. Volume 173, 1, 2024, pp. 118 - 130.
15. Ibrahim Demir, Ismail Koyuncu, Serkan Guclu,Senol Yiildiz, Vahit Balahorli, Suphi Caglar, Turker Turken, Mehmet E. Pasaoglu, Recep Kaya, Reyhan Sengur-Tasdemir. An Autopsy of Nanofiltration Membrane Used for Landfill Leachate Treatment. 2015: 2015:8505.30. doi:10.1155/2015/850530. Scientific World Journal. Epub 2015.
16. N. Hilal, H. Al-Zoubi, A. W. Mohammad, N. A. Darwish. Nanofiltration of highly concentrated salt solutions up to seawater salinity. Desalination, Volume 184, 2005, Issues 1 - 3, pages 315 - 326.
17. Abdulhussain A. Abbas, Guo Jingsong, Liu Zhi Ping, Pan Ying Ya and Wisaam S. Al-Rekabi. Review on Landfill Leachate Treatments, American Journal of Applied Sciences, 6(4): 672684, 2009.
18. A. G. Pervov, T. N. Shirkova. Treatment of municipal landfill leachate with low pressure reverse osmosis and nanofiltration membranes. Book of abstracts. Sino-Russian ASRTU Forum, Ecology and Environmental Sciences, October 21 - 22, 2020. Ekaterinburg, Russia (Association of Sino-Russian Technical Universities).
19. Tatiana Shirkova, Alexei Pervov and Maria Kiryushina. Development of a new technique to treat municipal waste landfill leachate wi.th low pressure reverse osmosis and nanofiltration membranes. ESU (Euroasia-Science), № 5(74). 2020, Part 4. DOI: 0.31618/ESU.2413-9335.2020.4.74/4.
20. Dong Zhou, Lijing Zhu, Yinyi Fu, Minghe Zhu, Lixin Xue. Development of lower cost seawater desalination processes using nanofiltration technologies. Desalination 376 (1219), 109 - 116 (2015).
21. Zhanghin Wang, Akshay Desmukh, Yuhao Du, Menacnem Elimeiech. Minimal and zero liquid discharge with reverse osmosis using low-salt rejection membranes. Water Research, Volume 170, 2020, 115317.
22. A. G. Pervov, T. N. Shirkova and V. Tikhonov. Design of reverse osmosis and nanofiltration membrane facilities to treat landfill leachates and increase recoveries. ISSN 2517-7516, Membranes and Membrane Technologies. 2020, Vol.2, № 5, pp. 296 - 309. Pleiades Publishing, Ltd., 2020.
23. Ronei de Almeida, Jarina Maria de Souza Couto, Rosana Mauricio Gouvea. Nanofiltration applied to the landfill leachate treatment and preliminary cost estimation. Waste Management and Research: The Journal for a Sustainable Circular Economy SAGE Journals, Volume: 38, issue: 10, pages: 1119 - 1128.
24. B. Weber and F. Holz. Landfill Leachate Treatment by Reverse Osmosis. 1991. Elsevier Science Puplishers Ltd, England. Effective Industrial Membrane Processes—Benefits and opportunities, pp.143 - 154.
25. Ronei de Almedia, Daniele Maia, Bianca Ramalho Quintaes. Cost estimation of landfill leachate treatment by reverse osmosis in a Brazilian landfill. Waste Management and Research: The Journal for a Sustainable Circular Economy. 2020, Volume: 38, issue: 10, pages: 1087 - 1092.
A NEW APPROACH TO TREAT LANDFILL LEACHATE USING NANOFILTRATION MEMBRANES AND REDUCE CONCENTRATE EFFLUENTS
A. G. Pervov T. N. Shirkova
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), Moscow
Abstract
Landfill chemical composition is usually distinguished by extremely high COD values (chemical oxygen demand). Presence of dissolved organic compounds increases osmotic pressure of concentrated solution that complicates treatment of landfill leachate with reverse osmosis membranes and does not enable us to achieve required reasonable recovery values. The article describes a new technology developed by the authors that proposes the use of low rejection nanofiltration membranes that provides substantial reduction of concentrate volume compared the conventional technologies that use high pressure reverse osmosis («seawater») membranes. The new developed membrane facilities provide separation of concentrate stream into organic and salt solutions (that are mainly the mixture of sodium chloride and ammonia chloride solutions). This separation provides higher concentrate reduction vales
due to the fact that osmotic pressure values of organic solutions are 4 to 5 lower than of salt solutions. The experimental results of organics and salts separation are presented as well as economical comparison of conventional and new developed technologies.
The Keywords
Reverse osmosis, nanofiltration, membrane rejection, landfills, landfill leachate purification, TDS reduction, COD reduction: sludge dewatering.
Date of receipt in edition
15.10.2024
Date of acceptance for printing
20.10.2024
ID Z
H Û -I H
D
CÛ
Ссылка для цитирования:
А. Г. Первов, Т. Н. Ширкова. Новая технология обработки фильтратов полигонов ТКО с применением мембран и снижение расхода концентрата. — Системные технологии. — 2024. — № 3 (52). — С. 60 - 79.
U
0
1
о s
о с
со о
H
га а
н j
ç s
■е
s
X
*J
d ra s а
=3 S
= i
н {5
Й ° О i
CÛ X
a. <u
ш Ic к . ra i_ u . о < I
< CÛ
О
