Группа азоты применяет электродиализ для водоподготовки бракицкой (солоноватой) воды из реки одра

Grupa Azoty Zakłady Chemiczne Police S.A. (Группа Азоты)

С 1969 года, когда был осуществлен производственный запуск первого производственного участка завода, польская компания «Grupa Azoty Zakłady Chemiczne Police» (Группа Азоты) стала ведущим игроком в европейской химической промышленности при производстве удобрений.

Благодаря постоянной модернизации и расширению заводов компания увеличивает производственные объемы и приспосабливает свой ассортимент мировым стандартам, включая снижение воздействия производства на окружающую среду.

Группа Азоты – конгломерат, включающий в себя более 50 компаний с местом нахождения в Польше. Свою продукцию она поставляет в более чем 100 стран мира.

Запрос клиента

С растущим объемом производства удобрений «Группа Азоты» столкнулась со значительным ростом потребления технической воды, которое еще вырастет после окончания нового химического комплекса Polimery Police по производству пропилена и полипропилена.

Первоначальная водоподготовка, основанная на ионообменной технологии (IEX), была уже устаревшей и не успевала производить необходимое количество воды. Даже дополнение технологии водоперерабатывающего производства мобильной установкой обратного осмоса (RO) не решило данную проблему.

Ко всему в месте водозабора увеличилась солоноватость реки Одра из-за работ на новом морском канале, который отразился на расширении русла реки. Увеличение солености входной воды в результате вело к снижению качества RO пермеата, что же привело к увеличению потребления химикатов (H₂SO₄, NaOH) для восстановления IEX колонн. Все это далее вело к снижению доступности технической воды и большому производству отходов.

Экономика водоперерабатывающего производства, обремененная данными производственными расходами, была неприемлемой и возникла необходимость найти современное, а также экономическое решение для очистки речной воды, которая по своему составу приближена бракицкой воде.

Требование

«Группа Азоты» сравнивала два варианта технологического решения узла обессоливания. Первое – это было размещение комбинации напорных мембранных процессов ультрафильтрации (UF) и обратного осмоса (RO). Второе – сравнительным вариантом были электромембранные процессы, а именно электродиализ (EDR).

После первоначальной оценки лучше казалась комбинация UF + RO. Общеизвестная мембранная технология достигает высокого уровня обессоливания более простым путем при относительно низких инвестиционных расходах. И наоборот, EDR не дает так высокий уровень обессоливания, но в сравнении с комбинацией UF + RO, - более высокий выход воды. Также, EDR не требует затратную мембранную предварительную подготовку по сравнению с RO.

Технология EDR имеет по сравнению с комбинацией UF + RO на 25 % более высокий выход, даже при увеличенной солености входной воды, с более низкими расходами при осуществлении производственных операций. (EDR более устойчив против возможного засорения). Расходы на потребленную электроэнергию в два раза меньше, а расходы на потребление химикатов даже в три раза меньше. С учетом стандартного срока службы мембран для EDR, которая свыше десяти лет, технология МЕГА оказалась явным победителем.

Наше решение

«МЕГА» подала заявку на тендер в 2019 г., как субпоставщик технологии электродиализа, и была выбрана в начале 2020 г. Технологию мы передали клиенту и запустили в 2021 г.

Внедренное решение – две установки RALEX® EWTU Twinline90 8L2S EDR-III/550-0.8, у которых общая площадь активных ионообменных мембран свыше 14 500 м². Технология обратного электродиализа является составляющей нового водоперерабатывающего производства «Группы Азоты» и может производить вплоть до 735,6 м³/ч.

Система EDR разработана так, чтобы производила 640 м³/ч деминерализованной воды с минимальным 87% выхода. Потребление воды клиентом в течение года меняется, а система EDR может реагировать на актуальное потребление и производить различное количество воды в соотношении 80, 160, 240, 320, 400, 480, 560 и 640 м³/ч.

Результаты

Система производства бракицкой воды, предложенная компанией «МЕГА», работает 24/7, а благодаря оригинальной конструкции МЕГА Twinline90 можно весь процесс чистить без остановки производственного процесса, лишь с частичным снижением производственного объема на 80 м³/ч. Химическая очистка (CIP) осуществляется приблизительно один раз в два месяца.

Ключевые параметры:

• Количество RAS (TDS) во входной воде составляет 739,4 мг/кг, в том числе - Cl 300 мг/кг.
• Количество TDS в продукции составляет 229,4 мг/кг, в том числе - Cl 89,1 мг/кг.
• Минимальный гарантированный выход: 87 %.
• Непрерывная работа 24/7.
• Гибкость системы EDR, которая может поставлять деминерализованную воду от 80 до 640 м³/ч в соответствии с актуальным потреблением воды.
• Низкое потребление химикатов, никаких антискалантов.
• Высокая надежность устройства.

Услуги для клиента

Во время испытательного запуска проводили расширение русла реки Одра в тесной близи притока в водоперерабатывающее производство. В результате этих работ со дна реки поднялось огромное количество седиментов (наносов), содержащих гуминовые кислоты и прочие вещества, которые частично через водоподготовку проникли в узел обессоливания. Это привело к весьма существенному снижению обессоливающей способности ионообменных мембран и, как следствие, снижению возможностей всего узла обессоливания.

«МЕГА» сразу же реагировала и, после идентификации проблемы, разработала и протестировала новую уникальную систему очистки мембран, которая смогла полностью восстановить функциональность мембран в данной местности. Технология EDR в данном случае подтвердила свою надежность, когда не требовалось заменять мембраны, и клиент в результате этого неожиданно сэкономил огромное количество финансовых расходов.