Опреснение морской воды методом мембранной дистилляции - применительно к условиям сельского хозяйства Сирии

• Автор: Махмуд Сухер Юнес
• Шифр специальности: 05.20.01, 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Обозначения

Глава 1. Водопотребление сельского хозяйства Сирии и

опреснение воды методом мембранной дистилляции

1.1. Краткая характеристика Сирии и ее сельскохозяйственного производства

1.2. Использование воды в сельскохозяйственном производстве (применительно к условиям Сирии)

1.3. Физическая сущность и типы мембранной дистилляции

1.4. Мембраны, используемые в процессе мембранной дистилляции

1.5. Массотеплоперенос при мембранной дистилляции

1.6. Разделение растворов методом мембранной дистилляции
1.7. Аппаратурное оформление процесса мембранной дистилляции
1.8. Экономические показатели различных методов разделения растворов
Выводы по главе
Задачи исследований
Глава 2. Экспериментальные исследования по опреснению морской
воды методом МД
2.1. Описание экспериментальной установки
2.2. Методика проведения эксперимента
2.3. Анализ экспериментальных данных, полученных на дистиллированной воде
2.4. Анализ экспериментальных данных, полученных на морской воде
2.5. Экспериментальное определение равновесного давления пара
над морской водой
Основные результаты и выводы по главе
Глава 3. Математическое моделирование процесса МД
морской воды
3.1. Математическая модель процесса МД морской воды
3.2. Индентификация параметров математической модели
3.3. Проверка адекватности математической модели
Основные результаты и выводы по главе
Глава 4. Аппаратурно-технологическое оформление МД морской
воды при сельскохозяйственном водоснабжении Сирии
4.1. Забор морской воды
4.2. Использование КМДУ с солнечным коллектором при опреснении морской воды для целей холодного водоснабжения
4.3. Использование МДУ с солнечным коллектором при опреснении морской воды для целей горячего водоснабжения
4.4. Конструктивное оформление МДМ
4.5. Методика расчета МДУ
4.6. Пример расчета МДУ
4.7. Технико-экономический анализ применения МДУ для опреснения
морской воды
Основные результаты и выводы по главе
Основные выводы
Литература
Приложения
Введение
Задачи обессоливания воды, концентрирования водных растворов нелетучих веществ, опреснение морской воды актуальны для многих отраслей промышленности, в том числе и для сельскохозяйственного производства. Опреснение морской воды особенно актуально для стран и регионов планеты с жарким, засушливым климатом, к числу которых относится Сирия.
В сельском хозяйстве вода используется как на питьевые, так и на производственные нужды (поение животных, приготовление кормов, мытье технологического оборудования, санитарно-гигиеническая уборка помещений, полив растений, питание водой паровых и водогрейных котлов малой производительности и т.д.). В зависимости от целей водопотребления к воде предъявляются соответствующие требования в отношении содержания в ней минеральных солей.
В сельском хозяйстве Сирии эксплуатируется большой количество паровых и водогрейных котлов малой мощности (паровые и водогрейные котлы, водонагреватели), что требует подготовки питающей их воды и, в частности ее деминерализации. Особенностью котельных установок малой мощности является то, что в них недостаточно эффективно решаются вопросы ее деминерализации. Это объясняется тем, что традиционные методы обессоливания применительно к ним малопригодны и неэкономичны.
В Сирии для целей сельскохозяйственного водоснабжения используются реки и водоемы, артезианские скважины. Определенную роль в системе сельскохозяйственного водоснабжения в прибрежных районах Сирии может играть опресненная морская вода в связи с огромным запасом воды Средиземного моря и достаточно большой протяжённостью береговой линии страны. В настоящее время использование опресненной морской воды для целей водоснабжения Сирии сдерживается дороговизной традиционных методов ее обессоливания (дистилляция).

Толщина диффузионного пограничного слоя 8а зависит от скорости движения горячего потока вдоль поверхности мембраны. Согласно уравнению (1.25) для каждой мембраны, имеющей свои значения толщины 5 и гидрофильной пористости Ш|, существует гидродинамический режим течения горячего потока, обеспечивающий максимальное значение коэффициента удержания фтах.
В [56] рассмотрена селективность разделения растворов методом мембранной дистилляции с использованием многослойной мембраны, содержащей помимо гидрофобного слоя также тонкопористый селективный и крупнопористый гидрофильный слои.
Роль указанных слоев состоит в защите основного гидрофобного слоя от воздействия поверхностно-активных веществ (ПАВ), часто присутствующих в растворе, и приводящих, вследствие их адсорбции на поверхности мембраны, к постепенной утрате мембраной гидрофобных свойств.
1.6. Разделение растворов методом мембранной дистилляции
Анализ литературных источников показывает, что большинство исследований в области мембранной дистилляции было проведено с целью деминерализации и концентрирования солесодержащих растворов, в частности с целью опреснения высокоминерализованных вод.
В [27] на лабораторной установке, содержащей МД - модуль с газовым зазором, были проведены исследования по опреснению и концентрированию морской воды и имитирующих её растворов. Исследовались растворы ЫаС1 и Ыа2804 различных концентраций, их смесь с концентрацией 0.5Ы ЫаС1 и О.ОбИ Ыа2804, модельный раствор морской воды, содержащий ИаС1, N82804, М§С12 и СаС12, а также морская вода, отобранная в районе Владивостока. Исследования проводились на промышленных микрофильтрационных мембранах «Владипор» марки МФФ2. В итоге проведенных исследований авторы пришли к выводу, что МД с газовым зазором с достаточной эффективностью может быть использована для разделения и глубокого концентрирования различных