Група компаній « Azoty » використовує електродіаліз для очищення солонуватої води з річки Одра

Grupa Azoty Zakłady Chemiczne Police S.A.

З 1969 року, коли було введено в експлуатацію перший відділ компанії, польська компанія Grupa Azoty Zakłady Chemiczne Police стала ключовим гравцем на європейському ринку добрив та хімічної промисловості.

Завдяки постійній модернізації та розширенню своїх заводів, Grupa Azoty збільшує виробничі потужності та адаптує свій асортимент продукції до світових стандартів, включаючи зменшення впливу виробництва на навколишнє середовище.

Grupa Azoty - це конгломерат з понад 50 компаній, що базується в Польщі. Він постачає свою продукцію у понад 100 країн світу.

Потреби клієнтів

Зі зростанням обсягів виробництва добрив Grupa Azoty стикається зі значним збільшенням споживання технічної води, яке ще більше зросте після завершення будівництва нового хімічного комплексу Polimery Police з виробництва пропілену та поліпропілену.

Попередня водоочисна станція на основі технології іонного обміну (IEX) була вже застарілою і не могла виробляти необхідну кількість води. Навіть додавання до неї мобільної установки зворотного осмосу (RO) не вирішило цієї проблеми.

Крім того, відбулося значне збільшення мінералізації р. Одра в точці водозабору через роботи на новому морському каналі, що відобразилося на розширенні русла річки. Підвищення мінералізації вхідної води призвело до зниження якості пермеату зворотного осмосу, що спричинило збільшення споживання хімічних реагентів (H₂SO₄, NaOH) для регенерації колон IEX. Це в подальшому призвело до зниження доступності технічної води та утворення великої кількості відходів.

Економіка очисних споруд, обтяжена цими експлуатаційними витратами, була нестерпною, і необхідно було знайти сучасне і в той же час економічно ефективне рішення для очищення річкової води зі складом, близьким до солонуватої води.

Виклик

Grupa Azoty порівняла два можливих технологічних рішення для вузла опріснення води. Першим було застосування процесів ультрафільтрації (UF) на напірних мембранах та зворотного осмосу (RO). Другим варіантом були електромембранні процеси, а саме електродіаліз (EDR).

Початкова оцінка виявилася кращою для комбінації UF + RO. Відома мембранна технологія легше досягає високого ступеня опріснення при відносно низьких інвестиційних витратах. На противагу цьому, EDR не забезпечує такого високого ступеня опріснення, але має вищий вихід води порівняно з комбінацією UF + RO. Крім того, EDR не вимагає дорогої попередньої обробки мембрани в порівнянні з RO.

Технологія EDR має на 25% вищий вихід порівняно з комбінацією UF + RO, навіть при вищій мінералізації вхідної води, і нижчі експлуатаційні витрати (EDR є більш стійкою до потенційного утворення накипу). Вартість споживаної електроенергії вдвічі менша, а витрати на хімічні реагенти - втричі нижчі. Враховуючи нормальний термін служби мембран EDR понад десять років, технологія MEGA стала беззаперечним переможцем.

Рішення

Компанія MEGA подала заявку на участь у тендері у 2019 році як субпідрядник технології електродіалізу і була обрана на початку 2020 року. Технологія була передана замовнику та введена в експлуатацію у 2021 році.

Встановлене рішення являє собою дві установки RALEX® EWTU Twinline90 8L2S EDR-III/550-0.8, які мають загальну площу активної іонообмінної мембрани понад 14 500 м². Технологія зворотного електродіалізу є частиною нової водоочисної станції Grupa Azoty і може обробляти до 735,6 м³/г.

Система EDR призначена для виробництва 640 м³/г демінералізованої води з коефіцієнтом відновлення не менше 87%. Потреби клієнта у воді змінюються протягом року, і система EDR може реагувати на поточний попит і виробляти різну кількість води у співвідношенні 80, 160, 240, 320, 400, 480, 560 і 640 м³/г.

Результати

Система очищення солонуватої води, що надається компанією MEGA, працює в режимі 24/7, а завдяки інноваційній конструкції MEGA Twinline90, весь процес очищення може здійснюватися без переривання виробничого процесу, лише з частковим зниженням виробничої потужності на 80 м³/г. Хімічне очищення (CIP) проводиться приблизно раз на два місяці.

Ключові параметри:

• Вміст RAS (TDS) у вхідній воді становить 739,4 мг/кг, з них Cl - 300 мг/кг.
• TDS в продукті становить 229,4 мг/кг, з яких Cl - 89,1 мг/кг.
• Мінімальне гарантоване відновлення: 87 %.
• Безперервна робота 24/7.
• Гнучкість системи EDR, яка може подавати демінералізовану воду від 80 до 640 м³/г відповідно до фактичних виробничих потреб.
• Низьке споживання хімікатів, відсутність антискалантів.
• Висока надійність обладнання.

Обслуговування клієнтів

Під час тестового періоду було розширено русло річки Одра в безпосередній близькості до вхідного отвору водоочисної станції. В результаті цих робіт велика кількість осаду, що містить гумінові кислоти та інші речовини, була вивільнена з русла річки і частково потрапила в вузол опріснення через попередню очистку. Це призвело до дуже істотного зниження опріснювальної здатності іонообмінних мембран і, таким чином, до зниження продуктивності всієї опріснювальної установки.

Компанія MEGA негайно відреагувала і, виявивши проблему, розробила та протестувала нову унікальну систему очищення мембран, яка змогла повністю відновити функціональність мембран на об'єкті. Технологія EDR довела свою надійність, не потребуючи заміни мембран, що дозволило клієнту заощадити надзвичайно велику суму непередбачених фінансових витрат.