Гидравлический расчет трубопровода с рассредоточенным сбросом рассола в акваторию

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Email: vvmironov@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-8939-850X

Ю. А. Иванюшин

Тюменский индустриальный университет

Email: ivanjushinja@tyuiu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4470-6967

Д. А. Суглобов

Тюменский индустриальный университет

Email: suglobovda@gmail.com

Д. В. Миронов

ООО «ЭЛЕКТРОРАМ»

Email: dvmironov@yandex.ru

А. А. Кадысева

Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К. А. Тимирязева

Email: kadyseva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8703-5684

Е. А. Ерофеев

Тюменский индустриальный университет

Email: erofeevea@tyuiu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8273-6956

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. – 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. – 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. – 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. – 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. – 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. – 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. – 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. – 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. – 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. – 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. – 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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».