Гидравлический расчет трубопровода с рассредоточенным сбросом рассола в акваторию
https://doi.org/10.31660/2782-232X-2024-1-68-78
Аннотация
При получении воды с использованием опреснительных технологий образуются значительные объемы высококонцентрированных рассолов. Решение проблемы утилизации данных отходов является важным общемировым вопросом систем охраны водных ресурсов, что подтверждает анализ исследований последнего десятилетия. В статье рассмотрен экологически безопасный способ рассредоточенного равномерного сброса рассола в акваторию, представлено разработанное техническое решение и описан принцип его действия. Приведен пример расчета диаметров отверстий распределительного трубопровода для равномерного по длине сброса рассола. Выполнен расчет радиуса и расхода рассеивающей струи на заданном расстоянии от отверстия в распределительном трубопроводе. Установлено, что разница в концентрациях солей рассола на глубине 20 м от точки сброса между фоновой концентрацией в море и концентрацией соли составляет от 0.439 до 0.524 % по длине сбросного трубопровода. При наличии морских течений растворение рассолов до безопасных концентраций становится еще более интенсивным. Результаты могут быть использованы при проектировании и эксплуатации соответствующих систем.
Об авторах
В. В. Миронов
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Миронов Виктор Владимирович, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры инженерных систем и сооружений
Тюмень
Ю. А. Иванюшин
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Иванюшин Юрий Андреевич, канд. техн. наук, доцент кафедры инженерных систем и сооружений
Тюмень
Д. А. Суглобов
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Суглобов Даниил Алексеевич, аспирант
Тюмень
Д. В. Миронов
ООО «ЭЛЕКТРОРАМ»
Россия
Россия
Миронов Дмитрий Викторович, канд. техн. наук, доцент, ведущий инженер ООО «ЭЛЕКТРОРАМ»
Тюмень
А. А. Кадысева
Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К. А. Тимирязева
Россия
Россия
Кадысева Анастасия Александровна, д-р биол. наук, доцент, профессор кафедры сельскохозяйственного водоснабжения, водоотведения, насосов и насосных станций
Москва
Е. А. Ерофеев
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Ерофеев Евгений Александрович, старший преподаватель кафедры инженерных систем и сооружений
Тюмень
Список литературы
1. Panagopoulos, A. Minimal liquid discharge (MLD) and zero liquid discharge (ZLD) strategies for wastewater management and resource recovery – Analysis, challenges and prospects / A. Panagopoulos, K.-J. Haralambous. – DOI 10.1016/j.jece.2020.104418. – Текст : электронный // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2020. – Vol. 8, No. 5. – P. 104418. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343720307673 (date of the application: 22.10.2023).
2. ЮНЕП: процесс опреснения морской и океанской воды должен быть безопасным для окружающей среды / Организация объединенных наций (ООН) : сайт. – URL: https://news.un.org/ru/story/2021/01/1394322 (дата обращения: 30.10.2023). – Текст : электронный.
3. Утилизация рассолов при опреснении минерализованных вод с получением товарных солей и удобрений / Ю. Я. Гранкин, В. А. Тумлерт, Е. В. Тумлерт, Н. В. Гриценко. – Текст : непосредственный // Наука и мир. – 2015. – № 8-1(24). – С. 32–36.
4. Получение воды питьевого качества для населенных пунктов Черноморского побережья / В. В. Бирюк, М. Ю. Анисимов, П. А. Горшкалев [и др.]. – DOI 10.17586/1606-4313-2019-18-4-26-31. – Текст : непосредственный // Вестник Международной академии холода. – 2019. – № 4. – С. 26–31.
5. Discharge of polyphosphonate-based antiscalants via desalination brine: impact on seabed nutrient flux and microbial activity / G. Sisma-Ventura, N. Belkin, M. Rubin-Blum [et al.]. – DOI 10.1021/acs.est.2c04652. – Текст : электронный // Environmental Science & Technology. – 2022. – Vol. 56, No. 18. – P. 13142-13151. URL: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.2c04652 (date of the application: 25.11.2023).
6. Characteristics of desalination brine and its impacts on marine chemistry and health, with emphasis on the Persian/Arabian Gulf: a review / M. Omerspahic, H. Al-Jabri, S. A. Siddiqui, I. Saadaoui. – DOI 10.3389/fmars.2022.845113. – Текст : электронный // Frontiers in Marine Science. – 2022. – Vol. 9. – P. 845113. – URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2022.845113/full (date of the application: 25.11.2023).
7. Review: brine solution: current status, future management and technology development / S. N. Backer, I. Bouaziz, N. Kallayi [et al.]. – DOI 10.3390/su14116752. – Текст : электронный // Sustainability. – 2022. – No. 14 (11). – P. 6752. – URL: https://www.mdpi.com/2071-1050/14/11/6752 (date of the application: 25.11.2023).
8. Biological and physical effects of brine discharge from the Carlsbad desalination plant and implications for future desalination plant constructions / K. L. Petersen, N. Heck, B. G. Reguero [et al.]. – DOI 10.3390/w11020208. – Текст : электронный // Water. – 2019. – No. 11 (2). – С. 208. – URL: https://www.mdpi.com/2073-4441/11/2/208 (date of the application: 22.11.2023).
9. Impact of brine and antiscalants on reef-building corals in the Gulf of Aqaba – Potential effects from desalination plants / K. L. Petersen, A. Paytan, E. Rahav [et al.]. – DOI 10.1016/j.watres.2018.07.009. – Текст : электронный // Water Research. – 2018. – Vol. 144. – P. 183–191. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135418305414 (date of the application: 27.11.2023).
10. The effect of coagulants and antiscalants discharged with seawater desalination brines on coastal microbial communities: A laboratory and in situ study from the southeastern Mediterranean / N. Belkin, E. Rahav, H. Elifantz [et al.]. – DOI 10.1016/j.watres.2016.12.013. – Текст : электронный // Water Research. – 2017. – Vol. 110. – P. 321– 331. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135416309472 (date of the application: 27.11.2023).
11. Обзор методов переработки рассолов, образующихся в результате работы дистилляционных установок / Г. А. Сигора, Л. А. Ничкова, Т. Ю. Хоменко [и др.]. – Текст : непосредственный // Успехи современной науки. – 2017. – Т. 1, № 12. – С. 140–146.
12. Danoun, R. Desalination Plants: Potential impacts of brine discharge on marine life / R. Danoun. – URL: https://www.ccc.tas.gov.au/wp-content/uploads/2018/11/Apx-22-Desalination-Plants-Uni-Sydney-Brine-DischargeMarine-Env-Impact.pdf (date of the application: 22.10.2023). – Текст : электронный.
13. Water desalination in Egypt; literature review and assessment / Y. Elsaie, S. Ismail, H. Soussa [et al.]. – DOI 10.1016/j.asej.2022.101998. – Текст : электронный // Ain Shams Engineering Journal. – 2023. – Vol. 14, No. 7. – P. 101998. – URL: wttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090447922003094 (date of the application: 25.11.2023).
14. Современное состояние водных ресурсов и функционирование водохозяйственного комплекса бассейна Оби и Иртыша / Ю. И. Винокуров, А. В. Пузанов, Д. М. Безматерных [и др.]. – Новосибирск : Издательство Сибирского отделения РАН, 2012. – 236 с. – ISBN 978-5-7692-1293-2. – Текст : непосредственный.
15. Снижение зоны влияния рассеивающего выпуска / С. В. Федоров, А. М. Телятникова, М. И. Алексеев, М. А. Гильмутдинова. – DOI 10.23968/1999-5571-2021-18-6-128-134. – Текст : непосредственный // Вестник гражданских инженеров. – 2021. – № 6(89). – С. 128–134.
16. Особенности организации рассеивающих водовыпусков для отведения избыточных рассолов в водные объекты / А. В. Богомолов, А. П. Лепихин, А. А. Тиунов [и др.]. – Текст : непосредственный // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. – 2016. – № 2. – С. 72–86.
17. Papakonstantis, I. G. On the computational modeling of inclined brine discharges / I. G. Papakonstantis, P. N. Papanicolaou. – DOI 10.3390/fluids7020086. – Текст : электронный // Fluids. – 2022. – Vol. 7. – P. 86. – URL: https://www.mdpi.com/2311-5521/7/2/86 (date of the application: 27.11.2023).
18. Hosseini S. A. R. S. Large eddy simulation of multiple inclined brine discharges / S. A. R. S. Hosseini, M. Taherian, M. Abdolmajid. – DOI 10.3850/IAHR-39WC252171192022809. – Текст : электронный // Proceedings of the 39th IAHR World Congress, 19-24 June 2022. Granada, Spain, 2022. – URL: https://iahr.oss-accelerate.aliyuncs.com/upload/file/20220520/1653034138930298.pdf (date of the application: 30.11.2023).
19. Unconfined dense plunging jets used for brine disposal from desalination plants / A. C. Chow, I. Shrivastava, E. E. Adams [et al.]. – DOI 10.3390/pr8060696. – Текст : электронный // Processes. – 2020. – No. 8. – P. 696. – URL: https://www.mdpi.com/2227-9717/8/6/696 (date of the application: 25.11.2023).
20. Патент 2780743 Российская Федерация, МПК Е03В 3/28. Способ получения пресной воды : № 2021120715 : заявл. 12.07.2021 : опубл. 30.09.2022 / Миронов В. В., Чекардовский М. Н., Иванюшин Ю. А., Шалагин И. Ю., Максимов Л. И., Калиновский П. А. : патентообладатель ФГБОУ ВО «ТИУ». – Текст : непосредственный.
21. Патент 2808201 Российская Федерация, МПК C02F 1/44 F03B 13/14. Способ очистки воды от соли и загрязнений : № 2023113266, заявл. 22.05.2023 ; опубл. 24.11.2023 / Миронов В. В., Иванюшин Ю. А., Миронов Д. В., Суглобов Д. А. : патентообладатель ООО «ЭЛЕКТРОРАМ». – Текст : непосредственный.
22. Альтшуль, А. Д. Гидравлика и аэродинамика (Основы механики жидкости) : учебное пособие для вузов / А. Д. Альтшуль, П. Г. Киселев. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Москва : Стройиздат, 1975. – 323 c. – Текст : непосредственный.
Рецензия
Для цитирования:
Миронов В.В., Иванюшин Ю.А., Суглобов Д.А., Миронов Д.В., Кадысева А.А., Ерофеев Е.А. Гидравлический расчет трубопровода с рассредоточенным сбросом рассола в акваторию. Архитектура, строительство, транспорт. 2024;(1):68-78. https://doi.org/10.31660/2782-232X-2024-1-68-78
For citation:
Mironov V.V., Ivanyushin Yu.A., Suglobov D.A., Mironov D.V., Kadyseva A.A., Erofeev E.A. Hydraulic calculation of the pipeline with dispersed discharge of brine into the water area. Architecture, Construction, Transport. 2024;(1):68-78. (In Russ.) https://doi.org/10.31660/2782-232X-2024-1-68-78
Просмотров:
17
Послать статью по эл. почте 