gmwater

1. UVOD

U TO „Miljakovac“ se ne vrši termička priprema vode u toku leta, jer sistem nije u funkciji, a topolovodna mreža se dopunjuje omekšanom vodom. Iz omekšane vode se ne vrši odstranjivanje kiseonika pa je korozija cevovoda i opreme intenzivna. Iz tog razloga urađen je projekat čijom realizacijom se rešava problem dopunjavanja toplovodne mreže vodom neodgovarajućeg kvaliteta. Ovim projektom predviđena је i realizovana, u TO „Miljakovac“, ugradnja postrojenja za odstranjivanje kiseonika iz vode, primenom membranskih modula i održavanje azotnog jastuka u ekspanzionim posudama. Postrojenje je namenjeno za rad u letnjem periodu, umesto postrojenja za termičku pripreme vode i održavanje pritiska u ekspanzionim posudama pomoću parnog jastuka, koji se koriste u grejnoj sezoni.

Projektovanje, nabavku opreme, montažu, puštanje u rad i uhodavanje opreme u potpunosti je uradio konzorcijum domaćih firmi: AGS Trade, Beograd; biro NEPTUN Inženjering doo Novi Sad; Waterscan Torda i GM Water, Odžaci.

Postrojenje za odstranjivanje kiseonika primenom membranskih modula ugrađeno u TO „Miljakovac“ prikazano je na slici 1.

Slika 1. Postrojenje za degazaciju dodatne vode ugrađeno u TO „Miljakovac“

2. UKLANJANJE KISEONIKA IZ VODE

Kiseonik rastvoren u vodi dovodi do korozije metalnih posuda i cevovoda. U cilju predupređivanja ove pojave projektovano je savremeno postrojenje za uklanjanje kiseonika iz vode, odnosno za smanjenje sadržaja O2 u omekšanoj vodi koja se koristi u toplovodnoj mreži, sa 12 ppm na 15ppb. Kapacitet linije za otklanjanje kiseonika iz vode je dimenzionisan za protok napojne vode od 5 m³/h.

Projektovana su i realizovana tri vertiklna, redno vezana degazaciona membranska modula, koji se još nazivaju i membranski kontaktori. Ovi uređaji rade na principu primene:

Promenom parcijalnog pritiska gasa u atmosferi dolazi do remećenja ravnoteže što dovodi do povećanja ili smanjenja sadržaja gasa u tečnoj fazi, odnosno do transfera mase gasa. Membranski kontaktor za prenos gasa iz tečnosti u atmosferu koristi pokretačku silu koja nastaje promenom parcijalnog pritiska u gasnoj fazi. Smanjenjem parcijalnog pritiska O2 tako što će se on ukloniti iz gasne faze i stvaranjem vakuma iznad površine tečnosti izaziva se kretanje gasovitog O2 ,po dve osnove, iz vode u atmosferu.

Membranski kontaktori su posude (kućista) u kojima je postavljena centralna distributivna cev oko koje je obmotana matrična tkanina koja čini membranu od hidrofobnih poroznih vlakana velike specifične površine. Stvaranjem i vakuma i uklanjanjem kiseonika na gasnoj strani modula (kombo izvedba) stvara se pokretačka sila za transfer mase O2 iz vode kroz membrane u gasnu fazu. Podešavanjem uslova na gasnoj strani utiče se na sadržaj kiseonika u vodi.

Da bi se sadržaj kiseonika u distributivnoj vodi smanjio na 15 ppb predviđena su tri vertikalna membranska modula vezana na red u tzv. combo režimu rada (vakum pumpa i strujanje azota).

Slika 2. Prikaz odvajanje rastvorenih gasova iz vodenog stuba

3.MEMBRANSKI KONTAKTORI

Membranski kontaktori sadrže mikroporozne hidrofobne membrane, koje se koriste za dovođenje gasova i tečnosti u direktan kontakt bez mešanja. Kontaktori rade na principu snižavanja pritiska gasa u kontaktu sa tečnosti radi stvaranja pokretačke sile za odstranjivanje rastvorenih gasova iz vode. Vrlo su efikasni i kompaktni, i mogu se koristiti u liniji pod pritiskom. Na slici 3. prikazan je princip rada membranskog kontaktora.

Slika 3. Membranski kontaktor

4.KRATAK OPIS POSTROJENJA

Kao što je već rečeno ugradnjom sistema za odstranjivanje O2, pomoću membranskih kontaktora i održavanje azotnog jastuka u ekspanzionim posudama sprečava se u letnjem periodu korozija toplovodne mreže izazvana štetnim dejstvom rastvorenog O2 u vodi.
Uređaj sa kontaktnim membranama izdvaja kiseonik iz omekšane vode pri sledećim uslovima:

— protok vode od 5 m3/h,
— sadržaj O2 u omekšanoj vodi na ulazu do 12 ppm,
— temperatura vode na ulazu do 15°C.

Zahtevani parametar na izlazu iz uređaja za degazaciju vode (membranskog modula) је sadržaj O2 u vodi od 15ppb.

Uređaj za degazaciju vode se sastoji od:

— Trostepenog modula vertikalnog položaja u tzv. kombo režimu rada(vakum pumpa+azot) sa membranama protoka od 5 m3/h;
— Turbidex filtera kapaciteta od 5 m3/h za fino filtriranje vode (3-5 mikrona finoća filtracije);
— Filtera sa aktivnim ugljem kapaciteta od 5 m3/h;
— UV sterilizatora za obezbeđenje mikrobiološke ispravnosti vode;
— Kompresora za proizvodnju komprimovanog vazduha kao sirovine za proizvodnju azota;
— Uređaja za sušenje komprimovanog vazduha (absorbcionog tipa za tačku rose -40°C sa filterima za odstranjivanje ulja u količini <0,01 mg/m3 i sadržajem čestica <0,1 µm) u kapacitetu, prema zahtevu proizvođača membranskog uređaja;
— Uređaja za proizvodnju azota čistoće 99,99% i kapaciteta – prema zahtevu proizvođača membranskog uređaja, uvećan za 50% za potrebe expanzionih posuda, sa rezervoarom od 320 l (buffer tank);
— Vakum pumpe;
— Regulatora pritiska za vodu – (ulazni pritisak vode je max 8 bar);
— Elektroormana za napajanje i upravljanje kompletnog membranskog uređaja i pripadajuče opreme;
— Ostala oprema potrebna da se dobije degazirana voda koja će imati maksimalni sadržaj kiseonika do 15 pbb;
— Oprema za merenje i regulaciju, omogućuje automatski rad uređaja, signalizaciju eventualnih smetnji u radu, alarmiranje u slučaju pada parametara ispod garantovanih vrednosti ili opasnosti. U opremi postoje instrumenti za merenje sadražaja kiseonika u vodi, takođe se meri i čistoća proizvedenog azota.

Slika 4. Merni instrument

Slika 5. Presek prestujnog ventila

Na slici 4. prikazan je merni instrument za merenje sadržaja O2 u vodi na izlazu iz membranskog kontaktora. Dobijena vrednost (12ppb) je niža od zahtevane vrednosti (15ppb). Na slici 5. prikazan je presek prestujnog ventila koji služi za zaštitu posude od prekoračenja dozvoljenog pritiska i pojave vakuma u ekspanzionoj posudi. Tehnološka šema postrojenja prikazana je naslici 6.

5.OPERATIVNI TROŠKOVI MEMBRANSKOG SISTEMA

Membranski sistem se može koristiti za dobijanje napojne vode sa niskim sadržajem rastvorenog kiseonika. Radni troškovi membranskog sistema obuhvataju električnu energiju i zaptivnu vodu za vakuum pumpu. Tipični membranski sistem projektovan za degazaciju vode može da se isplati za manje od 2 godine. Membranski kontaktori mogu se koristiti kao zamena ili dodatak programu hemijskog tretmana, koji se često koristi u kontroli rastvorenog kiseonika. Kontaktori mogu da minimiziraju količinu dodavanih hemikalija napojnoj vodi i pruže uštede krajnjem korisniku redukujući troškove hemukalija i energije.

6. ZAKLJUČAK

Postrojenje za odstranjivanje O2 pomoću membranskih kontaktora i održavanje azotnog jastuka u ekspanzionim posudama pušteno je u rad krajem grejne sezone 2011/2012 godina. U radu je približno tri meseca. Postrojenje funkcioniše na zadovoljavajući način bez ikakvih pogonskih problema. Vrednosti sadržaja rastvorenog kiseonika u vodi na izlazu iz postrojenja (12 ppb) su niže od projektom definisane (15ppb).