Недостатки баромембранных методов водоподготовки и способы их устранения в мировой практике

  • Антонина [Antonina] Андреевна [A.] Филимонова [Filimonova]
  • Эдик [Edik] Койрунович [K.] Аракелян [Arakelyan]
  • Наталья [Natalya] Дмитриевна [D.] Чичирова [Chichirova]
  • Андрей [Andrey] Александрович [A.] Чичиров [Chichirov]
  • Станислав [Stanislav] Радикович [R.] Саитов [Saitov]
  • Руслан [Ruslan] Владимирович [V.] Бускин [Buskin]
Ключевые слова: баромембранные методы, отложения, концентрат, химическая очистка, утилизация стоков

Аннотация

Подробно рассмотрены критичные проблемы, возникающие при работе баромембранных установок, а именно, отложения на мембранах и большой объем стоков концентрата. Отложения на мембранах разделены на органические, неорганические, коллоидные и микробиологические. Для каждого типа подробно описаны физические и химические свойства, механизмы образования. Представлены способы борьбы с отложениями. К ключевым решениям можно отнести проведение мероприятий по предподготовке воды — традиционные способы предочистки, включающие коагуляцию, осветление, флокуляцию, окисление, адсорбцию, и мембранные — микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию. Самым эффективным способом предочистки является сочетание традиционных способов с мембранными.

Качество предочистки исходной воды напрямую зависит от типа реагента (окислителя, коагулянта, адсорбента и т. п.), объема, способа и места его дозирования, химических свойств (гидрофильности, молекулярной массы, плотности заряда и размеров молекул) удаляемых примесей, особенностей мембраны (гидрофобности, заряда и структуры поверхности) и показателей самой воды (ионной силы и pH).

Представлены физические и химические методы очистки мембранных загрязнений, приведена классификация отмывочных химических реагентов и механизмы их воздействия на отложения различных типов. Предложены рекомендации по выбору реагентов. Для решения проблемы утилизации сточных вод изучены известные и применяемые на практике на объектах теплоэнергетики России методы снижения объема концентрата баромембранных установок. В качестве модели замкнутой системы водопользования на базе мембранных технологий взята «бессточная» схема водоподготовки для Казанской ТЭЦ-2. Залогом успешной работы оборудования с высокими экономическими показателями является тщательный предварительный анализ, математические, физические и химические расчеты и моделирование работы установок, основанные на мировом научном опыте.

Сведения об авторах

Антонина [Antonina] Андреевна [A.] Филимонова [Filimonova]

кандидат медицинских наук, доцент кафедры химии Казанского государственного энергетического университета, e-mail: aachichirova@mail.ru

Эдик [Edik] Койрунович [K.] Аракелян [Arakelyan]

доктор технических наук, профессор кафедры автоматизированных систем управления тепловыми процессами НИУ «МЭИ», e-mail: Edik_arakelyan@inbox.ru

Наталья [Natalya] Дмитриевна [D.] Чичирова [Chichirova]

доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой тепловых электрических станций Казанского государственного энергетического университета, e-mail: ndchichirova@mail.ru

Андрей [Andrey] Александрович [A.] Чичиров [Chichirov]

доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химии Казанского государственного энергетического университета, e-mail: pinpin3@yandex.ru

Станислав [Stanislav] Радикович [R.] Саитов [Saitov]

старший преподаватель кафедры тепловых электрических станций Казанского государственного энергетического университета, e-mail: caapel@mail.ru

Руслан [Ruslan] Владимирович [V.] Бускин [Buskin]

старший преподаватель кафедры тепловых электрических станций Казанского государственного энергетического университета, e-mail: arslan15@yandex.ru

Литература

1. Веселовская Е.В., Лысенко С.Е. Экономические аспекты модернизации водоподготовительных установок блочных тепловых электрических станций // Известия высших учебных заведений Северо-Кавказского региона. Серия «Технические науки». 2018. № 4(200). С. 45—50.
2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. СПБ.: ДЕАН, 2004.
3. СТО 70238424.27.100.013—2009. Водоподготовительные установки и водно-химический режим ТЭС. Условия создания. Нормы и требования.
4. Чичирова Н.Д. и др. Анализ опыта внедрения баромембранных технологий на ТЭС РФ // Труды Академэнерго. 2013. № 4. С. 70—82.
5. Чичирова Н.Д., Власов С.М. Баромембранные технологии в энергетике. Казань: Изд-во Казанского гос. энергетического ун-та, 2011.
6. Пантелеев А.А. и др. Выбор технологии химической очистки обратноосмотических установок на промышленных предприятиях // Новое в российской электроэнергетике. 2016. № 4. С. 22—31.
7. Guoа W., Ngoa Н.-Н., Lib J. A Mini-review on Membrane Fouling // Bioresource Techn. 2012. No. 122. Рp. 27—34.
8. Ang W.S., Lee S., Elimelech M. Chemical and Physical Aspects of Cleaning of Organic-fouled Reverse Osmosis Membranes // J. Membrane Sci. 2006. No. 272. Рp.198—210.
9. Le Gouellec Y.D.S., Elimelech M. Calcium Sulfate (Gypsum) Scaling in Nanofiltration of Agricultural Drainage Water // J Membr. Sci. 2002. V. 205. No. 1—2. Pp. 279—291.
10. Flemming H.C. Biofouling — the Achilles Heel of Membrane Processes // Desalination. 1997. No. 113. Рp. 215—225.
11. Ridgway H.F. Membrane Biofouling in Water Treatment. Membrane Processes. N.-Y.: McGraw Hill, 1996.
12. Li Q., Elimelech M. Organic Fouling and Chemical Cleaning of Nanofiltration Membranes: Measurements and Mechanisms // Environmental Sci. and Techn. 2004. V. 38(17). Рp. 4683—4693.
13. Dong B. Pretreatment and Membrane Hydrophilic Modification to Reduce Membrane Fouling // Membranes. 2013. No. 3. Рp. 226—241.
14. Zhou H., Smith D.W. Advanced Technologies in Water and Wastewater Treatment // J. Environmental Eng. and Sci. 2002. No. 1. Рp. 247—264.
15. Pandey S.R. e. a. Fouling in Reverse Osmosis (RO) Membrane in Water Recovery from Secondary Effluent: a Review // Rev. Environ Sci. Biotechnol. 2012. No. 11. Рp. 125—145.
16. Jiang S., Li Y., Ladewig B.P. A Review of Reverse Osmosis Membrane Fouling and Control Strategies // Sci. Total Environment. 2017. No. 595. Рp. 567—583.
17. Van Hoof S.C.J.M., Minnery J.G., Mack B. Performing a Membrane Autopsy // Intern. Desalination and Water Reuse. 2002. No. 11(4). Рp. 40—46.
18. Shon H.K. Effluent Organic Matter (EfOM) in Wastewater: Constituents, Effects, and Treatment // Critical Rev. in Environmental Sci. and Techn. 2006. No. 36(4). Рp. 327—374.
19. Drewes J.E., Fox P. Fate of Natural Organic Matter (NOM) During Ground Water Recharge Using Reclaimed Water // Water Sci. and Techn. 1999. No. 40(9). Рp. 241—248.
20. Ходырев Б.Н., Федосеев Б.С., Щукина М.Ю., Ямгуров Ф.Ф. Проблема удаления природных и техногенных органических веществ из воды на установках обратного осмоса // Теплоэнергетика. 2001. № 6. С. 71—76.
21. Tang S., Wang Z., Wu Z., Zhou Q. Role of Dissolved Organic Matters (DOM) in Membrane Fouling of Membrane Bioreactors for Municipal Wastewater Treatment // J. Hazardous Materials. 2010. V. 178. Рp. 377—384.
22. AWWA Membrane Technology Research Committee. Committee Rep.: Recent Advances and Research Needs in Membrane Fouling // American Water Works Association J. 2005. V. 97(8). Рp. 79—89.
23. Zhang M.M., Li C., Benjamin M.M., Chang Y.J. Fouling and Natural Organic Matter Removal in Adsorbent/Membrane Systems for Drinking Water Treatment // Env-ronmental Sci. and Techn. 2003. V. 37(8). Рp. 1663—1669.
24. Jegatheesan V. Effects of Natural Organic Compounds on the Removal of Organic Carbon in Coagulation and Flocculation Processes // Water Sci. Technol. Water Suppl. 2002. V. 2(5—6). Рp. 473—479.
25. Kipton H., Powell J., Town R.M. Solubility and Fractionation of Humic Acids Effect of pH and Ionic Medium // Analytica Chimica Acta. 1992. V. 267. Рp. 47—54.
26. Yuan W., Zydney A.L. Humic Acid Fouling During Microfiltration // J. Membrane Sci. 1999. V. 157. Рp. 1—12.
27. Flemming H.C. Antifouling Strategies in Technical Systems − a Short Review // Water Sci. Technol. 1996. V. 34(5—6). Рp. 517—524.
28. Fan L., Harris J.L., Roddick F.A., Booker N.A. Influence of the Characteristics of Natural Organic Matter on the Fouling of Microfiltration Membranes // Water Research. 2001. V. 35. Рp. 4455—4463.
29. Bellona C. Factors Affecting the Rejection of Organic Solutes During NF/RO Treatment — a Literature Review // Water Research. 2004. V. 38. No. 12. Рp. 2795—2809.
30. Schneider R.P. Analysis of Foulant Layer in All Elements of an RO train // J. Member Sci. 2005. V. 261. No. 1—2. Рp. 152—162.
31. Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Филимонова А.А., Саитов С.Р. Повышение экологических и экономических характеристик водоподготовительных установок ТЭС на основе баромембранных технологий // Теплоэнергетика. 2017. № 12. С. 67—77.
32. Xie R.J., Gomez M.J., Xing Y.J., Klose P.S. Fouling Assessment in a Municipal Water Reclamation Reverse Osmosis System as Related to Concentration Factor // J. Environmental Eng. and Sci. 2004. V. 3(1). Рp. 61—72.
33. Юрчевский Е.Б., Первов А.Г., Андрианов А.П. Изучение процесса формирования осадков взвешенных, коллоидных, органических и кристаллических веществ на поверхности мембран и пути увеличения срока работы мембранных систем до химической промывки // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. № 3(41). С. 3—8.
34. Shirazi S., Lin C.J., Chen D. Inorganic Fouling of Pressure-driven Membrane Processes — a Critical Review // Desalination. 2010. V. 250. No. 1. Рp. 236—248.
35. Levine A.D., Tchobanoglous G., Asano T. Size Distributions of Particulate Contaminants in Wastewater and Their Impact on Treatability // Water Research. 1991. V. 25. No. 8. Рp. 911—922.
36. Yiantsios S.G., Karabelas A.J. The Effect of Colloid Stability on Membrane Fouling // Desalination. 1998. V. 118. No. 1—3. Рp. 143—152.
37. Kennedy M., Zhizhong L., Febrina E., van Hoof S., Shippers J. Effects of Coagulation on Filtration Mechanisms in Dead-end Ultrafiltration // Water Sci. and Techn. Water Suppl. 2003. V. 3(5). Рp. 109—116.
38. Howe K.J., Clark M.M. Fouling of Microfiltration and Ultrafiltration Membranes by Natural Waters // Environmental Sci. and Technol. 2002. V. 36(16). Рp. 3571—3576.
39. Lay W.C.L., Liu Y., Fane A.G. Impacts of Salinity on the Performance of High Retention Membrane Bioreactors for Water Reclamation: a Review // Water Research. 2010. V. 44(1). Рp. 21—40.
40. Chong, T.H., Wong, F.S., Fane, A.G. Implications of Critical flux and Cake Enhanced Osmotic Pressure (CEOP) on Colloidal Fouling in Reverse Osmosis: Experimental Observations // J. Membrane Sci. 2008. V. 314(1—2). Рp. 101—111.
41. Hoek E.M.V., Elimelech M. Cake-enhanced Concentration Polarization: a New Fouling Mechanism for Salt-rejecting Membranes // Environmental Sci. and Technol. 2003. V. 37(24). Рp. 5581—5588.
42. Xu P., Bellona C., Drewes J.E. Fouling of Nanofiltration and Reverse Osmosis Membranes During Municipal Wastewater Reclamation: Membrane Autopsy Results from Pilot-scale Investigations // J. Membr. Sci. 2010. V. 353(1—2). Рp. 111—121.
43. Shon H.K., Vigneswaran S., Kandasamy J., Cho J. Membrane Technology for Organic Removal in Wastewater // Water and Wastewater Treatment Technologies. Oxford: Eolss Publ., 2009.
44. Yang H.L., Huang C., Pan J.R. Characteristics of RO Foulants in a Brackish Water Desalination Plant // Desalination. 2008. V. 220. Рp. 353—358.
45. Flemming H.C., Wingender J. Relevance of Microbial Extracellular Polymeric Substances (EPSs). Pt. I. Structural and Ecological Aspects // Water Sci. and Technol. 2001. V. 43(6). Рp. 1—8.
46. Rosenberger, S., Kraume M. Filterability of Activated Sludge in Membrane Bioreactors // Desalination. 2003. V. 146. No. 2. Рp. 373—379.
47. Schäfer A.I. Nano-filtration — Principle and Applications. Oxford: Elsevier Advanced Techn, 2005.
48. Bae H., Kim H., Jeong S., Lee S. Changes in the Relative Abundance of Biofilm Forming Bacteria by Conventional Sand-filtration and Microfiltration as Pretreatments for Seawater Reverse Osmosis Desalination // Desalination. 2011. V. 273. No. 2—3. Рp. 258—266.
49. Qiao X. e. a. Coagulation Pretreatment for a Large-scale Ultrafiltration Process Treating Water from the Taihu River // Desalination. 2008. V. 230. No. 1—3. Рp. 305—313.
50. Young Hong L.I., Wang J., Zhang W., Zhang X.J., Chen C. Effects of Coagulation on Submerged Ultra-filtration Membrane Fouling Caused by Particles and Natural Organic Matter (NOM) // Chinese Sci. Bull. 2011. V. 56. Рp. 584—590.
51. Liang H., Gong W., Chen J., Li G. Cleaning of Fouled Ultrafiltration (UF) Membrane by Algae During Reservoir Water Treatment // Desalination. 2008. V. 220. No. 1—3. Рp. 267—272.
52. Gao W. Membrane Fouling Control in Ultrafiltration Technology for Drinking Water Production: a Review // Desalination. 2011. V. 272. No. 1—3. Рp. 1—8.
53. Chatkaew T., Stephanie L., Corinne C. Adsorption Combined with Ultrafiltration to Remove Organic Matter from Seawater // Water Research. 2011. V. 45. No. 19. Рp. 6362—6370.
54. Campinas M., Rosa M.J. Assessing PAC Contribution to the NOM Fouling Control in PAC/UF Systems // Water Research. 2010. V. 44. No. 5. Рp. 1636—1644.
55. Choo K.-H., Lee H., Choi S.-J. Iron and Manganese Removal and Membrane Fouling During UF in Conjunction with Prechlorination for Drinking Water Treatment // J. Membr. Sci. 2005. V. 267(1). Рp. 18—26.
56. Wang X., Wang L., Liu Y., Duan W. Ozonation Pretreatment for Ultrafiltration of the Secondary Effluent // J. Membr. Sci. 2007. V. 287(2). Рp. 187—191.
57. Farahbakhsh K., Svrcek C., Guest R.K., Smith D.W. A Review of the Impact of Chemical Pretreatment on Low Pressure Water Treatment Membranes // J. Environ. Eng. Sci. 2004. V. 3(4). Рp. 237—253.
58. You S.H., Hsu W.C., Tseng D.H. Effect and Mechanism of Ultrafiltration Membrane Fouling Removal by Ozonation // Desalination. 2006. V. 202. Рp. 224—230.
59. Kim J., Davies S.H.R., Baumann M.J., Tarabara V.V., Masten S.J. Effect of Ozone Dosage and Hydrodynamic Conditions on the Permeate Flux in a Hybrid Ozonation — Ceramic Ultrafiltration System Treating Natural Waters // J. Membr. Sci. 2008. V. 311. No. 1—2. Pp. 165—172.
60. Vrouwenvelder J.S., van der Kooij D. Diagnosis of Fouling Problems of NF and RO Membrane Installations by a Quick Scan // Desalination 2003. V. 153. No. 1—3. Рp. 121—124.
61. Sweity A., Oren Y., Ronen Z., Herzberg M. The Influence of Antiscalants on Biofouling of RO Membranes in Seawater Desalination // Water Research. 2013. V. 47(10). Рp. 3389—3398.
62. Vrouwenvelder J.S. e. a. Phosphate Limitation to Control Biofouling // Water Research. 2010. V. 44(11). Рp. 3454—3466.
63. Sohrabi M.R., Madaeni S.S., Khosravi M., Ghaedi A.M. Chemical Cleaning of Reverse Osmosis and Nanofiltration Membranes Fouled by Licorice Aqueous Solutions // Desalination. 2011. V. 267(1). Рp. 93—100.
64. Qin J.J., Oo M.H., Kekre K.A., Liberman B. Development of Novel Backwash Cleaning Technique for Reverse Osmosis in Reclamation of Secondary Effluent // J. Membr. Sci. 2010. V. 346(1). Рp. 8—14.
65. Li Y.-S., Shi L.-C., Gao X., Huang J.-G. Cleaning Effects of Oxalic Acid Under Ultrasound to the Used Reverse Osmos is Membranes with an Online Cleaning and Monitoring System // Desalination. 2016. V. 390. Рp. 62—71.
66. She Q., Wang R., Fane A.G., Tang C.Y. Membrane Fouling in Osmotically Driven Membrane Processes: a Review // J. Membr. Sci. 2016. V. 499. Рp. 201—233.
67. Joo S.H., Tansel B. Review Novel Technologies for Reverse Osmosis Concentrate Treatment // J. Environmental Management. 2015. V. 150. Рp. 322—335
68. Юрчевский Е.Б., Солодянников В.В. Сточные воды мембранных обессоливающих установок и их утилизация. Ультрафильтрация // Энергосбережение и водоподготовка. 2017. № 2(106). С. 3—13.
69. Пат. № 2551499 РФ. Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали / А.А. Чичиров и др. // Бюл. изобрет. 2015. № 15.
70. Власова А.Ю., Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Филимонова А.А., Власов С.М. Ресурсосберегающая технология нейтрализации и очистки кислых и жестких высокоминерализированных жидких отходов ионитной водоподготовительной установки ТЭС // Вода и экология: проблемы и решения. 2017. № 2(20). С. 3—17.
---
Для цитирования: Филимонова А.А., Аракелян Э.К., Чичирова Н.Д., Чичиров А.А., Саитов С.Р., Бускин Р.В. Недостатки баромембранных методов водоподготовки и способы их устранения в мировой практике // Вестник МЭИ. 2020. № 4. С. 98—112. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-4-98-112.
#
1. Veselovskaya E.V., Lysenko S.E. Ekonomicheskie Aspekty Modernizatsii Vodopodgotovitel'nykh Ustanovok Blochnykh Teplovykh Elektricheskikh Stantsiy. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedeniy Severo-Kavkazskogo Regiona. Seriya «Tekhnicheskie Nauki». 2018;4(200): 45—50. (in Russian).
2. Pravila Tekhnicheskoy Ekspluatatsii Elektricheskikh Stantsiy i Setey Rossiyskoy Federatsii. SPB.: DEAN, 2004. (in Russian).
3. STO 70238424.27.100.013—2009. Vodopodgotovitel'nye Ustanovki i Vodno-khimicheskiy Rezhim TES. Usloviya Sozdaniya. Normy i Trebovaniya. (in Russian).
4. Chichirova N.D. i dr. Analiz Opyta Vnedreniya Baromembrannykh Tekhnologiy na TES RF. Trudy Akademenergo. 2013;4:70—82. (in Russian).
5. Chichirova N.D., Vlasov S.M. Baromembrannye Tekhnologii v Energetike. Kazan': Izd-vo Kazanskogo Gos. Energeticheskogo Un-ta, 2011. (in Russian).
6. Panteleev A.A. i dr. Vybor Tekhnologii Khimicheskoy Ochistki Obratnoosmoticheskikh Ustanovok na Promyshlennykh Predpriyatiyakh. Novoe v Rossiyskoy Elektroenergetike. 2016;4:22—31. (in Russian).
7. Guoа W., Ngoa Н.-Н., Lib J. A Mini-review on Membrane Fouling. Bioresource Techn. 2012;122: 27—34.
8. Ang W.S., Lee S., Elimelech M. Chemical and Physical Aspects of Cleaning of Organic-fouled Reverse Osmosis Membranes. J. Membrane Sci. 2006;272:198—210.
9. Le Gouellec Y.D.S., Elimelech M. Calcium Sulfate (Gypsum) Scaling in Nanofiltration of Agricultural Drainage Water. J Membr. Sci. 2002;205;1—2:279—291.
10. Flemming H.C. Biofouling — the Achilles Heel of Membrane Processes. Desalination. 1997;113:215—225.
11. Ridgway H.F. Membrane Biofouling in Water Treatment. Membrane Processes. N.-Y.: McGraw Hill, 1996.
12. Li Q., Elimelech M. Organic Fouling and Chemical Cleaning of Nanofiltration Membranes: Measurements and Mechanisms. Environmental Sci. and Techn. 2004;38(17): 4683—4693.
13. Dong B. Pretreatment and Membrane Hydrophilic Modification to Reduce Membrane Fouling. Membranes. 2013;3:226—241.
14. Zhou H., Smith D.W. Advanced Technologies in Water and Wastewater Treatment. J. Environmental Eng. and Sci. 2002;1:247—264.
15. Pandey S.R. e. a. Fouling in Reverse Osmosis (RO) Membrane in Water Recovery from Secondary Effluent: a Review. Rev. Environ Sci. Biotechnol. 2012;11:125—145.
16. Jiang S., Li Y., Ladewig B.P. A Review of Reverse Osmosis Membrane Fouling and Control Strategies. Sci. Total Environment. 2017;595:567—583.
17. Van Hoof S.C.J.M., Minnery J.G., Mack B. Performing a Membrane Autopsy. Intern. Desalination and Water Reuse. 2002;11(4):40—46.
18. Shon H.K. Effluent Organic Matter (EfOM) in Wastewater: Constituents, Effects, and Treatment. Critical Rev. in Environmental Sci. and Techn. 2006;36(4):327—374.
19. Drewes J.E., Fox P. Fate of Natural Organic Matter (NOM) During Ground Water Recharge Using Reclaimed Water. Water Sci. and Techn. 1999;40(9):241—248.
20. Khodyrev B.N., Fedoseev B.S., Shchukina M.Yu., Yamgurov F.F. Problema Udaleniya Prirodnykh i Tekhnogennykh Organicheskikh Veshchestv iz Vody na Ustanovkakh Obratnogo Osmosa. Teploenergetika. 2001;6:71—76. (in Russian).
21. Tang S., Wang Z., Wu Z., Zhou Q. Role of Dissolved Organic Matters (DOM) in Membrane Fouling of Membrane Bioreactors for Municipal Wastewater Treatment. J. Hazardous Materials. 2010;178:377—384.
22. AWWA Membrane Technology Research Committee. Committee Rep.: Recent Advances and Research Needs in Membrane Fouling. American Water Works Association J. 2005;97(8):79—89.
23. Zhang M.M., Li C., Benjamin M.M., Chang Y.J. Fouling and Natural Organic Matter Removal in Adsorbent/Membrane Systems for Drinking Water Treatment. Environmental Sci. and Techn. 2003;37(8):1663—1669.
24. Jegatheesan V. Effects of Natural Organic Compounds on the Removal of Organic Carbon in Coagulation and Flocculation Processes. Water Sci. Technol. Water Suppl. 2002;2(5—6):473—479.
25. Kipton H., Powell J., Town R.M. Solubility and Fractionation of Humic Acids Effect of pH and Ionic Medium. Analytica Chimica Acta. 1992;267:47—54.
26. Yuan W., Zydney A.L. Humic Acid Fouling During Microfiltration. J. Membrane Sci. 1999;157:1—12.
27. Flemming H.C. Antifouling Strategies in Technical Systems − a Short Review. Water Sci. Technol. 1996;34(5—6):517—524.
28. Fan L., Harris J.L., Roddick F.A., Booker N.A. Influence of the Characteristics of Natural Organic Matter on the Fouling of Microfiltration Membranes. Water Research. 2001;35:4455—4463.
29. Bellona C. Factors Affecting the Rejection of Organic Solutes During NF/RO Treatment — a Literature Review. Water Research. 2004;38;12:2795—2809.
30. Schneider R.P. Analysis of Foulant Layer in All Elements of an RO train. J. Member Sci. 2005;261;1—2: 152—162.
31. Chichirova N.D., Chichirov A.A., Filimonova A.A., Saitov S.R. Povyshenie Ekologicheskikh i Ekonomicheskikh Kharakteristik Vodopodgotovitel'nykh Ustanovok TES na Osnove Baromembrannykh Tekhnologiy. Teploenergetika. 2017;12:67—77. (in Russian).
32. Xie R.J., Gomez M.J., Xing Y.J., Klose P.S. Fouling Assessment in a Municipal Water Reclamation Reverse Osmosis System as Related to Concentration Factor. J. Environmental Eng. and Sci. 2004;3(1):61—72.
33. Yurchevskiy E.B., Pervov A.G., Andrianov A.P. Izuchenie Protsessa Formirovaniya Osadkov Vzveshennykh, Kolloidnykh, Organicheskikh i Kristallicheskikh Veshchestv na Poverkhnosti Membran i Puti Uvelicheniya Sroka Raboty Membrannykh Sistem do Khimicheskoy Promyvki. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2006; 3(41):3—8. (in Russian).
34. Shirazi S., Lin C.J., Chen D. Inorganic Fouling of Pressure-driven Membrane Processes — a Critical Review. Desalination. 2010;250;1:236—248.
35. Levine A.D., Tchobanoglous G., Asano T. Size Distributions of Particulate Contaminants in Wastewater and Their Impact on Treatability. Water Research. 1991;25;8:911—922.
36. Yiantsios S.G., Karabelas A.J. The Effect of Colloid Stability on Membrane Fouling. Desalination. 1998;118;1—3:143—152.
37. Kennedy M., Zhizhong L., Febrina E., van Hoof S., Shippers J. Effects of Coagulation on Filtration Mechanisms in Dead-end Ultrafiltration. Water Sci. and Techn. Water Suppl. 2003;3(5):109—116.
38. Howe K.J., Clark M.M. Fouling of Microfiltration and Ultrafiltration Membranes by Natural Waters. Environmental Sci. and Technol. 2002;36(16):3571—3576.
39. Lay W.C.L., Liu Y., Fane A.G. Impacts of Salinity on the Performance of High Retention Membrane Bioreactors for Water Reclamation: a Review. Water Research. 2010;44(1):21—40.
40. Chong, T.H., Wong, F.S., Fane, A.G. Implications of Critical flux and Cake Enhanced Osmotic Pressure (CEOP) on Colloidal Fouling in Reverse Osmosis: Experimental Observations. J. Membrane Sci. 2008;314(1—2): 101—111.
41. Hoek E.M.V., Elimelech M. Cake-enhanced Concentration Polarization: a New Fouling Mechanism for Salt-rejecting Membranes. Environmental Sci. and Technol. 2003;37(24):5581—5588.
42. Xu P., Bellona C., Drewes J.E. Fouling of Nanofiltration and Reverse Osmosis Membranes During Municipal Wastewater Reclamation: Membrane Autopsy Results from Pilot-scale Investigations. J. Membr. Sci. 2010;353(1—2):111—121.
43. Shon H.K., Vigneswaran S., Kandasamy J., Cho J. Membrane Technology for Organic Removal in Wastewater. Water and Wastewater Treatment Tecnologies. Oxford: Eolss Publ., 2009.
44. Yang H.L., Huang C., Pan J.R. Characteristics of RO Foulants in a Brackish Water Desalination Plant. Desalination. 2008;220:353—358.
45. Flemming H.C., Wingender J. Relevance of Microbial Extracellular Polymeric Substances (EPSs). Pt. I. Structural and Ecological Aspects. Water Sci. and Technol. 2001;43(6):1—8.
46. Rosenberger, S., Kraume M. Filterability of Activated Sludge in Membrane Bioreactors. Desalination. 2003;146;2:373—379.
47. Schäfer A.I. Nano-filtration — Principle and Applications. Oxford: Elsevier Advanced Techn, 2005.
48. Bae H., Kim H., Jeong S., Lee S. Changes in the Relative Abundance of Biofilm Forming Bacteria by Conventional Sand-filtration and Microfiltration as Pretreatments for Seawater Reverse Osmosis Desalination. Desalination. 2011;273;2—3:258—266.
49. Qiao X. e. a. Coagulation Pretreatment for a Large-scale Ultrafiltration Process Treating Water from the Taihu River . Desalination. 2008;230;1—3:305—313.
50. Young Hong L.I., Wang J., Zhang W., Zhang X.J., Chen C. Effects of Coagulation on Submerged Ultrafiltration Membrane Fouling Caused by Particles and Natural Organic Matter (NOM). Chinese Sci. Bull. 2011; 56:584—590.
51. Liang H., Gong W., Chen J., Li G. Cleaning of Fouled Ultrafiltration (UF) Membrane by Algae During Reservoir Water Treatment. Desalination. 2008;220;1—3:267—272.
52. Gao W. Membrane Fouling Control in Ultrafiltration Technology for Drinking Water Production: a Review. Desalination. 2011;272;1—3:1—8.
53. Chatkaew T., Stephanie L., Corinne C. Adsorption Combined with Ultrafiltration to Remove Organic Matter from Seawater. Water Research. 2011;45;19:6362—6370.
54. Campinas M., Rosa M.J. Assessing PAC Contribution to the NOM Fouling Control in PAC/UF Systems. Water Research. 2010;44;5:1636—1644.
55. Choo K.-H., Lee H., Choi S.-J. Iron and Manganese Removal and Membrane Fouling During UF in Conjunction with Prechlorination for Drinking Water Treatment. J. Membr. Sci. 2005; 267(1):18—26.
56. Wang X., Wang L., Liu Y., Duan W. Ozonation Pretreatment for Ultrafiltration of the Secondary Effluent. J. Membr. Sci. 2007;287(2):187—191.
57. Farahbakhsh K., Svrcek C., Guest R.K., Smith D.W. A Review of the Impact of Chemical Pretreatment on Low Pressure Water Treatment Membranes. J. Environ. Eng. Sci. 2004;3(4):237—253.
58. You S.H., Hsu W.C., Tseng D.H. Effect and Mechanism of Ultrafiltration Membrane Fouling Removal by Ozonation. Desalination. 2006;202:224—230.
59. Kim J., Davies S.H.R., Baumann M.J., Tarabara V.V., Masten S.J. Effect of Ozone Dosage and Hydrodynamic Conditions on the Permeate Flux in a Hybrid Ozonation — Ceramic Ultrafiltration System Treating Natural Waters. J. Membr. Sci. 2008;311;1—2:165—172.
60. Vrouwenvelder J.S., van der Kooij D. Diagnosis of Fouling Problems of NF and RO Membrane Installations by a Quick Scan. Desalination 2003;153;1—3:121—124.
61. Sweity A., Oren Y., Ronen Z., Herzberg M. The Influence of Antiscalants on Biofouling of RO Membranes in Seawater Desalination. Water Research. 2013;47(10): 3389—3398.
62. Vrouwenvelder J.S. e. a. Phosphate Limitation to Control Biofouling. Water Research. 2010;44(11):3454—3466.
63. Sohrabi M.R., Madaeni S.S., Khosravi M., Ghaedi A.M. Chemical Cleaning of Reverse Osmosis and Nanofiltration Membranes Fouled by Licorice Aqueous Solutions. Desalination. 2011;267(1):93—100.
64. Qin J.J., Oo M.H., Kekre K.A., Liberman B. Development of Novel Backwash Cleaning Technique for Reverse Osmosis in Reclamation of Secondary Effluent. J. Membr. Sci. 2010;346(1):8—14.
65. Li Y.-S., Shi L.-C., Gao X., Huang J.-G. Cleaning Effects of Oxalic Acid Under Ultrasound to the Used Reverse Osmos is Membranes with an Online Cleaning and Monitoring System. Desalination. 2016;390:62—71.
66. She Q., Wang R., Fane A.G., Tang C.Y. Membrane Fouling in Osmotically Driven Membrane Processes: a Review. J. Membr. Sci. 2016;499:201—233.
67. Joo S.H., Tansel B. Review Novel Technologies for Reverse Osmosis Concentrate Treatment. J. Environmental Management. 2015;150:322—335
68. Yurchevskiy E.B., Solodyannikov V.V. Stochnye Vody Membrannykh Obessolivayushchikh Ustanovok i Ikh Utilizatsiya. Ul'trafil'tratsiya. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2017;2(106):3—13. (in Russian).
69. Pat. № 2551499 RF. Vodopodgotovitel'naya Ustanovka Teplovoy Elektrotsentrali. A.A. CHichirov i dr. Byul. izobret. 2015;15. (in Russian).
70. Vlasova A.Yu., Chichirova N.D., Chichirov A.A., Filimonova A.A., Vlasov S.M. Resursosberegayushchaya Tekhnologiya Neytralizatsii i Ochistki Kislykh i Zhestkikh Vysokomineralizirovannykh Zhidkikh Otkhodov Ionitnoy Vodopodgotovitel'noy Ustanovki TES. Voda i Ekologiya: Problemy i Resheniya. 2017;2(20):3—17.
---
For citation: Filimonova A.A., Arakelyan E.K., Chichirova N.D., Chichirov A.A., Saitov S.R., Buskin R.V. The Drawbacks of Baromembrane Water Treatment Technologies and Methods Used around the World for Eliminating Them. Bulletin of MPEI. 2020;4:98—112. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-4-98-112.
Опубликован
2019-11-10
Раздел
Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты (05.14.14)