Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Corrosion monitoring as a factor increasing the safety of hydrotechnical infrastructure

Mazur Robert, Stefanek Paweł, Orlikowski Juliusz

Archives of Civil Engineering

|

2022

|

Vol. 68, nr 2

197--209

EN

Water distribution systems at KGHM S.A. are of great importance for the efficient production of copper and environmental protection. For failures leading to perforation and leakage, the corrosion processes are responsible. This paper aims to assess corrosion on the basis of the analysis of the exposure of the Hydrotechnical Plant pipelines. To this end, the system of transfer and deposition of post-flotation waste as well as the circulation of industrial water in the process of copper ore enrichment are described. Water sources as well as inflows and outflows in the water system are indicated; corrosion hazards are determined. Water is obtained from mines; it is often contaminated during the copper ore mining process. The chemical analysis of industrial (technological) water and sludge water resulting from the sedimentation of post-flotation waste showed a high concentration of inorganic salts which are responsible for the corrosive processes. Furthermore, tests were carried out to determine the corrosion rate. Additionally, possible methods to reduce corrosion have been proposed, i.e., a corrosion monitoring system has been described as a tool for reducing production interruptions and environmental pollution.

PL

Systemy dystrybucji wody w KGHM S.A. mają duże znaczenie dla efektywnej produkcji miedzi i ochrony środowiska. Procesy korozyjne są odpowiedzialne za wiele awarii prowadzących do perforacji i wycieków. Ocena korozji oparta jest na ocenie ekspozycji rurociągów należących do Zakładu Hydrotechnicznego. Opisano system przesyłania i deponowania odpadów poflotacyjnych oraz obieg wody przemysłowej w procesie wzbogacania rud miedzi. Wskazano źródła wody oraz dopływy i odpływy w systemie wodnym. Określono zagrożenia korozyjne. Woda jest pozyskiwana z kopalń i często jest zanieczyszczana podczas procesu wydobycia rudy miedzi. Analiza chemiczna wody przemysłowej (technologicznej) i wody nadosadowej powstałej w wyniku sedymentacji odpadów poflotacyjnych wykazała wysokie stężenie soli nieorganicznych, które są odpowiedzialne za procesy korozyjne. Wykonano badania elektrochemiczne polegające na wyznaczeniu szybkości korozji stali niestopowej typu S235JR w środowisku wody technologicznej z Zakładu Hydrotechnicznego. Dodatkowo opisano techniki monitorowania korozji tj. metodę rezystometryczną ER, metodę polaryzacji liniowej LPR, metodę kuponową oraz badania fizykochemiczne środowisk wodnych i automatyczny system monitorowania korozji. Natomiast ze względu na trudne i nietypowe warunki eksploatacji infrastruktury technicznej (hydrotechnicznej) zamontowano na terenie Zakładu Hydrotechnicznego kupony korozyjne wykonane z różnych stali oraz stopów niklu. Ustalono dwadzieścia cztery miejsca ekspozycji na obiektach i infrastrukturze technicznej należącej do Zakładu Hydrotechnicznego. Zdecydowano się na ekspozycje w wodzie przemysłowej, odpadach poflotacyjnych i powietrzu. Celem badania jest uzyskanie odpowiedzi na pytanie, jak wybrane rodzaje stali zachowują się w warunkach Zakładu Hydrotechnicznego, a ostatecznie odpowiedni i optymalny dobór materiałów konstrukcyjnych. Dotychczasowe działania, obserwacje i badania potwierdzają zasadność budowy systemu monitorowania korozji w wodnych instalacjach technicznych należących do Zakładu Hydrotechnicznego. Ciągłe badanie agresywności korozyjnej wody przemysłowej wraz z analizą jej właściwości fizykochemicznych pozwoli na kompleksowe określenie zagrożeń korozyjnych związanych z jej wpływem na eksploatowane instalacje techniczne (technologiczne) np. wody przemysłowej, hydrotransportu odpadów poflotacyjnych. Ponadto dzięki zastosowaniu optymalnych sposobów zarzadzania problemami korozyjnymi, możliwie jest obniżenie rocznego poziomu kosztów korozji od 25% do 30%.

2

Dobór technologii uzdatniania wody do celów przemysłowych na przykładzie nowej instalacji w Elektrowni Opole

Żołnierczyk M., Kalemba K.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 10

378--380

PL

Rozbudowa Elektrowni Opole trwająca od lutego 2014 roku, jest jedną z największych i najprawdopodobniej ostatnich inwestycji w sektorze konwencjonalnej energetyki węglowej. Oddanie do eksploatacji nowych bloków nr 5 oraz nr 6, o łącznej mocy wynoszącej 1800 MW, pozwoli na zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego południowej części kraju oraz utrzymanie stabilności dostaw energii elektrycznej dla odbiorców komercyjnych i prywatnych. Działanie nowych bloków energetycznych determinowało konieczność zmiany istniejącego systemu zarządzania gospodarką wodną, aby zapewnić odpowiedni stan ilościowy oraz jakościowy wody zasilającej oraz uzupełniającej obiegi kotłowe, które są kluczowymi elementami elektrowni. Z tego względu, równolegle z główną inwestycją, realizowano budowę nowej stacji uzdatniania wody. Zadanie obejmowało w swym zakresie instalację wstępnego oczyszczania o maksymalnej wydajności wynoszącej 7200 m3/h, a także instalację demineralizacji wody o wydajności maksymalnej 300 m3/h. Dobór technologii uzdatniania wody powierzchniowej z rzeki Mała Panew, poprzedzony został badaniami pilotażowymi, mającymi na celu określenie efektywności proponowanych procesów jednostkowych oraz stosowanych chemicznych środków wspomagających w skali technicznej. Finalnie, jako najkorzystniejsze rozwiązanie przyjęte zostało oczyszczanie z zastosowaniem koagulacji i flotacji, po wcześniejszym utlenianiu chemicznym wody, wraz z późniejszą filtracją na otwartych filtrach pośpiesznych. Natomiast instalację deminieraizacji oparto na procesach separacji membranowej - ultrafiltracji ciśnieniowej oraz dwustopniowej odwróconej osmozie, a także końcowym doczyszczaniu na złożu jonowymiennym (kationitowo-anionitowym).

EN

The expansion of Opole Power Plant, which began in February 2014, is one of the largest and probably the last investments in the sector of conventional coal power engineering. The commissioning of new power units no. 5 and no. 6, with a total capacity of 1,800 MW, will increase the energy security of the southern part of the country and maintain the stability of electricity supply for commercial and private customers. The operation of the new power units determined the need to change the existing water management system in order to ensure the appropriate quantity and quality of feedwater and supplementary boiler circuits, which are the key elements of the power plant. For this reason, the construction of a new water treatment plant was carried out in parallel with the main investment. The task included a pretreatment system with a maximum capacity of 7,200 m3/h and a water demineralisation system with a maximum capacity of 300 m3/h. The selection of technologies for surface water treatment from the Mała Panew River was preceded by pilot studies aimed at determining the effectiveness of the proposed unit processes and the chemical auxiliaries used on the technical scale. In the end, as a best solution were choosen coagulation and flotation procceses, after prior chemical oxidation of the water, together with subsequent filtration on open, fast-paced filters. The demineralisation plant is based on membrane separation processes - pressure ultrafiltration and two-stage reverse osmosis, as well as final purification on an ion-exchange (double ion) bed.

3

Treatment of evaporative water from brewer’s yeast concentration by Fenton and Fenton-like processes

Michel M. M., Reczek L., Siwiec T., Rudnicki P.

Archives of Environmental Protection

|

2018

|

Vol. 44, no. 3

11--18

EN

Evaporative water from yeast slurry concentration is acidic, low mineralized and contains large amounts of dissolved organic contaminants. The treatment of evaporative water from yeast slurry concentration by Fenton (Fe(II)/H2O2) and Fenton-like (Fe(III)/H2O2) reactions has been studied. The processes in terms of system variables have been compared: catalyst and oxidant doses, initial pH, temperature of reaction, and the reaction kinetic. For determination of mineralization efficiency the total organic carbon (TOC) in water before and after reactions was measured. The Fenton reaction was more efficient for mineralization of organic compounds: the highest efficiency of TOC removal was 45–50%, while for the Fenton-like it was 20–30%. The pH adjustment of evaporative water in the range of 2–5 did not change the efficiency of treatment. Temperature of 30°C was the most favorable for both reactions. The Lumped Kinetic Model fitted very well the experimental results. The reaction rate analysis indicated that the rate of direct mineralization of organic compounds is similar to the rate of its oxidation to organic intermediates, its selectivity factor was more favorable to the Fenton reaction. The strong correlation between chemical oxygen demand (COD) and TOC in evaporative water after the Fenton and Fenton-like reactions has been determined, providing a simple tool for calculating COD on the basis of values of TOC measurement.

PL

Woda wyparna z zatężania gęstwy drożdżowej jest kwaśna, nisko zmineralizowana i zawiera dużą ilość rozpuszczonych związków organicznych. W pracy badano oczyszczanie wody wyparnej w reakcji Fentona (Fe(II)/H2O2) i pokrewnej (Fe(III)/H2O2). Porównywano procesy przy następujących zmiennych: dawki katalizatorów i utleniacza, pH początkowe, temperatura i kinetyka reakcji. Efektywność oceniano poprzez pomiar ogólnego węgla organicznego przed i po reakcji. Związki organiczne były bardziej skutecznie mineralizowane w reakcji Fentona: najwyższa efektywność usuwania OWO wynosiła 45–50%, a w reakcji pokrewnej jedynie 20–30%. Korekta odczynu wody wyparnej w zakresie 2–5 pH nie wpłynęła na efektywność oczyszczania. Temperatura 30°C była najbardziej korzystna dla obydwu reakcji. Model kinetyczny o parametrach skupionych bardzo dobrze opisywał wyniki badań eksperymentalnych. Analiza szybkości reakcji wykazała, że jest ona zbliżona w przypadku mineralizacji organicznych składników oraz utleniania do produktów pośrednich, a współczynnik selektywności reakcji był korzystniejszy dla procesu Fentona. Określono silną korelację pomiędzy parametrami ChZT i OWO w wodzie po reakcji Fentona i pokrewnej, co może być przydatnym do obliczania ChZT na podstawie pomiaru OWO.

4

Review and analysis of approaches for designing optimum industrial water networks

Jeżowski J.

Chemical and Process Engineering

|

2008

|

Vol. 29, z. 3

663-681

EN

This work addresses the problem of water network design. The review of important achievements presented in the literature is given. The paper is aimed at systematic approaches based on superstructure concept. The superstructure consisting of water using processes of both mass- and non-mass transfer type processes is presented together with its optimization model. The overview and analysis of methods of solution is given. Approaches based on the method of adaptive random search optimization and direct linearization are analysed in depth.

PL

Praca dotyczy problemu projektowania sieci wody procesowej. Przedstawiono przegląd ważniejszych osiągnięć opisanych w literaturze. Skoncentrowano się na metodach algorytmicznych opartych na koncepcji superstruktury. Przedstawiono model optymalizacyjny superstruktury zawierającej zarówno procesy opisane modelem wymiennika masy, jak i te, które nie są wymiennikami. Zanalizowano metody rozwiązywania problemu przez optymalizację superstruktury ze szczególnym uwzględnieniem metody polegającej na adaptacyjnym przeszukiwaniu losowym oraz metody bezpośredniej linearyzacji modelu.

5

Badanie zjawiska "foulingu" polipropylenowej membrany mikrofiltracyjnej pracującej przy przepływie jednokierunkowym

Sąkol D., Konieczny K.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2003

|

T. 6, nr 2

239-255

PL

Przeprowadzono badania zjawiska "foulingu" polipropylenowych membran mikrofiltracyjnych o średnicy porów 0,2 mm, pracujących przy przepływie jednokierunkowym. Membrany te służą do wstępnego przygotowania odsolin z obiegu chłodzącego elektrowni przed procesem odwróconej osmozy. Wykazano, że przeważający udział w blokowaniu przepływu przez pory membrany ma tworzący się placek filtracyjny (współczynnik retencji zawiesiny 92%). Określono skład chemiczny zawiesiny i porównano go ze składem zanieczyszczeń odkładających się na powierzchni membran. Spośród substancji rozpuszczonych w nadawie największy udział w blokowaniu porów mają: żelazo ogólne (współczynnik retencji 96%), glin (53%), krzemionka ogólna (20%) oraz substancje organiczne. Obniżenie stężenia tych parametrów w uzdatnianej wodzie potwierdzono testami statystycznymi: T-Studenta dla zmiennych powiązanych w przypadku, gdy populacja różnic stężeń pomiędzy nadawą a permeatem miała rozkład normalny, oraz testem rangowanych znaków Wilcoxona, gdy badana cecha charakteryzowała się rozkładem różnym od normalnego.

EN

The phenomenon of fouling which occurs on 0.2 mm polypropylene microfiltration membranes was investigated using a special dead-end test cell. The raw water was the blow-off water from the power plant cooling system similarly as in the process operating on commercial scale of production. The investigations on turbidity, total hardness, chlorides, sulfates (VI), total iron, aluminum, silica, nitrate nitrogen, ammonia nitrogen, oxygen consumption and absorbance (254 nm) were carried out. Statistical tests show a significant difference among the concentration of turbidity, total iron, aluminum, silica, oxygen consumption, absorbance and also sulfates (VI) in raw water and permeate. All of them are responsible for the pore blocking process of the membranes. The inorganic components of the raw water pollutions may produce large micelles with the negative surface charge. The interaction between hydrophilic colloids and hydrophobic polypropylene membrane occurs. The autopsy of the membrane module shows that the main reason of the transmembrane pressure increase is the formation of the cake layer on the membrane surface, especially at the end of the hollow fibers. The chemical composition of the cake layer corresponds to the chemical composition of the raw water suspended solids. These results were confirmed by the scanning microscope observations and X-ray photography of contaminations deposited on the membrane surface. The hydrobiological observations show the presence of Bacillariophyceae, Cyanophyta and Chlorophyceae which may produce the biofouling. The Bacillariophyceae's cell walls containing silica can produce hardly soluble deposit on the membrane surface. The results of investigations show that the polypropylene membrane is able to purify water both from soluble contaminations and suspended solids. In case of a too fast fouling process, there is a danger of a significant production costs growth. Using hybrid process, combining the traditional raw water pretreatment with membrane process may occur necessary.

6

Badania nad zastosowaniem koagulacji i filtracji we wstępnym uzdatnianiu wody przed mikrofiltracją

Sąkol D., Konieczny K.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2003

|

T. 6, nr 3/4

325-346

PL

Badano wpływ zastosowania kilkuetapowego wstępnego procesu przygotowania wody na wartość współczynników retencji wybranych substancji. Celem badań było ograniczenie efektu blokowania polipropylenowych membran mikrofiltracyjnych o średnicy porów 0,2 mm, pracujących przy przepływie jednokierunkowym. Proces prowadzono w skali technicznej. Wodę surową stanowiły odsoliny z obiegu chłodzącego elektrowni. Wstępne przygotowanie wody obejmowało: koagulację chlorkiem żelaza(III) z dodatkiem polielektrolitu anionowego, sedymentację, koagulację za pomocą koagulantu zawierającego glin oraz filtrację i korektę pH przy użyciu roztworu HCl. Tak prowadzony proces umożliwił usunięcie 63% żelaza ogólnego, 76% glinu i 24% krzemionki już w czasie procesu wstępnego uzdatniania wody. We wstępnym etapie usunięto także 14% twardości ogólnej i niewielkie ilości jonów siarczanowych(VI), stanowiących zagrożenie dla membran odwróconej osmozy, znajdujących się w dalszej części układu technologicznego. Usunięto także większość substancji nierozpuszczonych w wodzie (współczynnik retencji zawiesiny we wstępnym uzdatnianiu wody wyniósł 75%). Znacznemu podwyższeniu uległy współczynniki retencji dla absorbancji UV254 (z 20 na 55%), utlenialności (z 6 na 40%). Wszystkie wyniki poparte zostały odpowiednimi testami statystycznymi, stwierdzającymi istotność różnic średnich stężeń poszczególnych substancji w wodzie po kolejnych etapach uzdatniania.

EN

Two-step coagulation using iron coagulant (FeCl3) with anionic polyelectrolyte in the first step and aluminum containing coagulant in the second one was made to reduce the negative effect of the fouling phenomenon. The process was operated in the commercial scale. The raw water was the blow-off water from the power plant cooling system. The dead-end microfiltration units provided with 0.2 mm polypropylene membranes produced about 210 m³ of water per hour. The technological process was divided into four stages: 1st - raw water from the cooling system (three times condensed decarbonized river water) 2nd - water after the first step coagulation and sedimentation, 3rd - water after the second step coagulation, conventional filtration on multimedia filters and pH correction, 4th - permeate. The changes of contents of several water soluble chemical substances were investigated, namely: turbidity, total hardness, chlorides, sulfates(VI), total iron, aluminum, silica, nitrate nitrogen, ammonia nitrogen, oxygen consumption and absorbance (254 nm). The results of statistical tests show a significant difference among the values of turbidity, total hardness, sulfates(VI), total iron, aluminum, silica, nitrate nitrogen, ammonia nitrogen, permanganate COD and absorbance (254 nm) in the water during the whole process. 63% of total iron, 76% of aluminum and 24% of silica were removed during the first three stages. The results described previously had shown that the formation of cake layer was the main reason for the fouling phenomenon occurring on the investigated membranes. It was strictly connected with the presence of suspended solids in the raw water. It is significant that 75% of the suspension has been removed during the pretreatment stages. These results were confirmed by the scanning microscope observations of the suspension received after filtration of a 500 cm³ sample of water from each stage. X-ray photography of contaminations deposited on the filters surface showed that the main inorganic chemical compounds found in suspension were silica, aluminosilicates and calcium carbonate. The hydrobiological observations show the presence of Bacillariophyceae, and Cyanophyta which may produce the biofouling. The Bacillariophyceae's cell walls containing silica can produce a hardly soluble deposit on the membrane surface. It is possible to remove them during the coagulation and prefiltration stages. The investigations results show that it is possible to protect the polypropylene membrane against the fouling occurring inside membrane pores as well as the formation of the cake layer. The use of a hybrid process combining the traditional raw water pretreatment with a membrane process may be well-founded.

7

The physicochemical and microbiological properties of produced water associated with Nigerian oil operations

Aririatu L. E.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2002

|

Vol. 24, nr 3-4

65--70

PL

Korzystając z odpowiednich standardowych metod, określono fizyczne, chemiczne i mikrobiologiczne właściwości wody pochodzącej z pięciu szybów naftowych w Nigerii. Otrzymane wyniki świadczą, że stężenie sodu w wodzie jest duże. Jest ono wyraźnie skorelowane z dużą zawartością substancji rozpuszczonych i dużym zasoleniem. Taka woda związana z nigeryjską ropą naftową charakteryzuje się niskim stężeniem jonów magnezowych, wapniowych i siarczanowych. Wysokie jej zasolenie powoduje korozję rur i innych konstrukcji rurowych w szybach naftowych. Analiza mikrobiologiczna wody z szybów wykazała obecność w niej przede wszystkim niepatogenicznych bakterii redukujących siarczany. Ponieważ woda związana z nigeryjską ropą naftową jest bogata w substancje rozpuszczone, sód i sól, może zanieczyszczać zarówno wodę, jak i glebę. Musi być więc usuwana w przemyślany sposób.

EN

The physical, chemical and microbiological characteristics of produced water from five oil wells in the Eastern Niger Delta region of Nigeria were determined using standard methods for the examination of water and wastewaters. The results showed that the produced water contained high levels of sodium. The high sodium content correlated positively with high total dissolved solids and high salinity. Such a water associated with Nigerian crude oil had Iow concentrations of magnesium, calcium and sulphate ions. The high salinity caused corrosion of pipes and other oil well tubular structures. Microbial analysis of the produced water showed the presence of mostly nonpathogenic sulphate-reducing bacteria. Since produced waters associated with Nigerian crude oil contain appreciable quantities of dissolved solids, sodium and salt, they are capable of polluting fresh water and land, therefore must be disposed of in some acceptable manner.