Технологии за пречистване на регенерирана вода: UF, RO, MBR и други опции

Когато индустриалните компании предприемат проекти за повторно използване на вода, те често директно сравняват ултрафилтрация, обратна осмоза и MBR с надеждата да идентифицират „най-добрата“ технология. Въпреки това, от гледна точка на практическите инженерни приложения, този подход не е напълно точен.

различни обработка на рециклирана водатехнологиите се справят с различни предизвикателства. Ултрафилтрацията е насочена основно към суспендирани твърди частици и колоиди, обратната осмоза премахва главно разтворените соли, докато MBR играе по-голяма роля в биологичното третиране и разделянето на твърди-течни вещества. Тези технологии не винаги са прости алтернативи една на друга. В много проекти те трябва да бъдат комбинирани в съответствие с характеристиките на изворната вода и целите за повторно използване.

Следователно, когато се обсъждат технологии за пречистване на рециклирана вода за промишлена повторна употреба, по-важните въпроси не са "Коя технология е най-добрата?" а по-скоро:Какво трябва да се отстрани от изходната вода и как в крайна сметка пречистената вода ще бъде използвана повторно?

Какви проблеми трябва да реши пречистването на рециклирана вода?

Отпадъчните води от различни източници са изправени пред различни предизвикателства, след като преминат през пречистване на рециклирана вода система.Някои потоци от отпадъчни води, дори след конвенционално третиране, все още могат да имат проблеми главно със суспендирани твърди вещества и мътност. Други могат да съдържат високи концентрации на органична материя и изискват допълнително биологично третиране. Някои потоци от промишлени отпадъчни води, дори когато изглеждат сравнително чисти, все още могат да съдържат високи нива на разтворени соли, да показват висока проводимост или да съдържат специфични разтворени замърсители.Ето защо нито една фиксирана технология не може да бъде подходяща за всички проекти за повторно използване на промишлена вода.

От гледна точка на целите на пречистването, системата за рециклирана вода обикновено трябва да адресира проблеми с качеството на водата на няколко различни нива, включително по-големи частици и суспендирани твърди вещества, колоиди и мътност, органични замърсители, микроорганизми и разтворени соли и други замърсители.

Позицията на всяка технология в процеса на третиране зависи преди всичко от това какво е в състояние да отстрани, а не от това дали самата технология се счита за повече или по-малко напреднала.

UF: Осигуряване на стабилно разделяне на твърди-течни вещества за рециклирана вода

Сред различните технологии за повторно използване на водата, ултрафилтрацията обикновено изпълнява сравнително добре{0}}дефинирана роля. UF може ефективно да задържа суспендирани твърди вещества, колоиди и някои микроорганизми. Поради това често се използва в системи за повторно използване на промишлена вода за подобряване на стабилността на отпадъчните води. За отпадъчни води, които вече са били подложени на биологично третиране или други процеси на пречистване нагоре по веригата, UF може допълнително да намали мътността и съдържанието на частици, което води до по-стабилно качество на водата.

В действителен процес на пречистване на рециклирана вода UF може да служи или като усъвършенствана филтрираща единица преди повторна употреба, или като предварителна обработка за система за обратна осмоза.

Например:

Пречистване на отпадъчни води → UF → Дезинфекция → Повторна употреба

Или:

Пречистване на отпадъчни води → UF → RO → Повторна употреба

Стойността на UF не се ограничава до подобряване на качеството на крайните отпадъчни води. В проекти, които включват RO като процес надолу по веригата, UF може също да помогне за намаляване на натоварванията от замърсяване с частици, влизащи в RO системата, и да осигури по-стабилни условия на захранващата вода за обратна осмоза.Все пак трябва да се отбележи, че ултрафилтрацията не може ефективно да намали повечето разтворени соли.

Ако целта за повторна употреба на индустриална компания включва намаляване на проводимостта, общото количество разтворени твърди частици или някои разтворени йони, UF сам по себе си няма да бъде достатъчен, за да отговори на необходимото качество на водата.

RO: Когато предизвикателството се измести от частици към разтворени вещества

Ако UF се отнася предимно за относително по-големите и видими вещества във водата, RO се фокусира повече върху веществата, които вече са разтворени в нея.

При проекти за повторно използване на промишлена вода, когато регенерираната вода е предназначена за приложения с по-строги изисквания за проводимост, соленост или разтворени замърсители, обратната осмоза често се превръща във важна технология за пречистване. Например, някои високо{1}}качествени приложения за промишлена технологична вода или проекти за повторна употреба, изискващи допълнителен контрол на солеността, могат да приемат:Предварително пречистени отпадъчни води → UF → RO → Повторна употреба

Тази конфигурация не се използва, защото RO е „по-напреднал“ от UF, а защото двете технологии се справят с различни предизвикателства.UF намалява натоварването от частици, колоиди и някои микроорганизми, докато RO допълнително намалява разтворените соли и други разтворени замърсители.

Разбира се, RO не е подходящ за всеки проект. RO работи под налягане и може да генерира поток от концентрат. Следователно консумацията на енергия, замърсяването на мембраната и управлението на концентрата са всички важни фактори, които трябва да се вземат предвид при проектирането на системата. Ако приложението за повторна употреба не изисква намаляване на солта, добавянето на RO просто за получаване на „по-чиста вода“ може значително да увеличи както капиталовите, така и оперативните разходи на цялата система за рециклиране на отпадъчни води.

Следователно стойността на RO не се крие в идеята, че „всеки проект трябва да го използва“, а по-скоро в неговата пригодност за приложения, които наистина изискват усъвършенствано обезсоляване.

MBR: Комбиниране на биологично третиране и мембранно разделяне

Ролята на MBR при пречистването на рециклирана вода се различава от тази на UF и RO. Основната характеристика на MBR е интегрирането на биологично третиране и мембранно разделяне. Той не само извършва разделяне на твърди-течни вещества, но също така допринася за биологичното разграждане на замърсителите, което го прави по-тясно свързан с основния етап на пречистване на цялата система за пречистване на отпадъчни води.

При конвенционалните процеси отпадъчните води обикновено изискват утаяване за разделяне на твърди-течни вещества след биологично третиране. MBR обаче използва мембранни модули за постигане на разделяне на твърди-течни вещества и може да произведе относително стабилни отпадъчни води.

Типичен процес може да бъде представен като:Отпадъчни води → MBR → Разширено третиране → Повторна употреба

За някои индустриални проекти водата, обработена с MBR, може вече да отговаря на определени изисквания за повторна употреба. Въпреки това, ако крайното приложение изисква допълнително намаляване на разтворените соли или проводимостта, все пак може да са необходими агрегати за усъвършенствано третиране като RO след MBR.

Това също така обяснява защо MBR срещу UF за повторно използване на вода не може просто да се разбира като избор между две алтернативи. MBR се отнася основно за третиране на органични замърсители и отделяне на твърди-течни вещества в рамките на система за биологично третиране, докато UF се използва по-често за по-нататъшно филтриране или като защитна единица за предварителна обработка за мембранни системи надолу по веригата. Въпреки че техните функции може да се припокриват в определени проекти, те могат също да изпълняват различни роли за пречистване в много сложни проекти за пречистване на рециклирана вода.

Какви са разликите между UF, RO и MBR?

Разликите между трите технологии стават по-ясни, когато се разглеждат в рамките на един и същ проект.

Ето защо, когато търситенай-добрата технология за пречистване на рециклирана вода, отговорът обикновено не е просто UF, RO или MBR.

По-практичният отговор е:Комбинация от технологии, които могат да постигнат целевото качество на водата, като същевременно се адаптират към характеристиките на изворната вода и дългосрочните условия на-работа, може да бъде най-подходящото решение.

Какви други опции са налични освен UF, RO и MBR?

Цялостната система за пречистване на рециклирана вода обикновено не разчита единствено на тези три мембранни технологии. За отпадъчни води, съдържащи голямо количество сравнително големи частици, конвенционалните методи за филтриране като пясъчна филтрация и мултимедийна филтрация все още могат да играят важна роля. Тези процеси могат да служат като предварителна обработка и да намалят натоварването на оборудването надолу по веригата.

За специфични органични замърсители може да се използва адсорбция с активен въглен за допълнително подобряване на качеството на водата. Някои сложни потоци от промишлени отпадъчни води може също да изискват процеси като коагулация и утаяване, флотация на разтворен въздух, отделяне на масло-вода или усъвършенствано окисляване.

Дезинфекцията също е важна част от системата за рециклирана вода. В зависимост от крайното приложение и изискванията на проекта може да се използва ултравиолетова дезинфекция, хлориране или други методи за микробен контрол.

Следователно действителните технологии за повторно използване на водата са по-скоро като кутия с инструменти. Различни проекти избират подходящи единици за обработка от тази гама от технологии и ги комбинират в подходяща последователност, за да образуват цялостна система.

Най-важното не е сравняването на технологиите, а разбирането как те работят заедно

В действителните инженерни проекти въпросът обикновено не е "Кое е по-добро: UF, RO или MBR?" а по-скоро "Как трябва да се комбинират тези технологии, за да отговорят на изискванията за повторно използване?"

За проекти със сравнително просто качество на водата, които основно изискват контрол на суспендирани твърди вещества, възможната конфигурация е:

Биологично третиране → UF → Дезинфекция → Повторна употреба

За проекти с ограничено пространство за инсталиране и необходимост от относително стабилна ефективност на обработка, възможната конфигурация е:

Отпадъчни води → MBR → Полиране → Повторна употреба

За проекти за повторно използване на промишлена вода, изискващи допълнително намаляване на солеността и проводимостта, процесът може да бъде:

Пречистване на отпадъчни води → UF или MBR → RO → Повторна употреба

Разликите между тези технологични комбинации по същество произтичат от два ключови фактора: качеството на изходната вода и окончателното повторно използване. Това са и първите съображения, които трябва да бъдат изяснени при проектирането на технологии за пречистване на рециклирана вода за промишлена повторна употреба.

Когато избирате технологии, трябва да се имат предвид и факторите извън оборудването

Отговаря на изискванията за качество на водатане е единственият критерий за оценка на системата. Индустриалните проекти също трябва да обмислят дали изходната вода изпитва значителни колебания. например,промени в производствените циклиможе да причини промени в ХПК, солеността или концентрациите на нефт. Ако дадена система е проектирана само за идеални работни условия, по време на реална работа могат да възникнат проблеми като недостатъчен капацитет за третиране или ускорено замърсяване на мембраната.

Налично място за монтажсъщо може да повлияе на избора на процес. Когато някои компании модернизират съществуващи съоръжения за пречистване на отпадъчни води, земята и пространството за инсталиране може да бъдат много ограничени, което прави компактността на системата важен фактор. За проекти, използващи RO,управление на концентратасъщо не трябва да се пренебрегва. За мембранни системи,честота на почистване, консумация на химикали и дългосрочна-поддръжкасъщо трябва да се вземе предвид.

Следователно изборът на технология по същество е процес на намиране на баланс между целите за качество на водата, стабилност на системата, експлоатационни разходи и условия на място. Система, която теоретично може да произвежда вода с най-високо качество, не е непременно най-икономичнатасистема за рециклиране на отпадни водиза реален проект.

Заключение: нито една технология не е подходяща за всеки проект за рециклирана вода

UF, RO и MBR са всички важни технологии за пречистване в днешните приложения за повторно използване на промишлена вода, но те не са просто конкурентни алтернативи.UF е много подходящ за справяне със суспендирани твърди вещества и колоиди, RO се използва за допълнително намаляване на разтворените соли, докатоMBR съчетава биологично третиране и мембранно разделяне, предоставяйки възможност за третиране на сложни отпадъчни води и производство на стабилни отпадъчни води.

Ето защо, когато планирате aобработка на рециклирана водапроект, въпросите, на които наистина трябва да се отговори, не са "Коя технология е най-добрата?" а по-скоро:

Какви замърсители присъстват в изходната вода?

Какво ниво на качество на водата е необходимо за крайното приложение?

Кои единици за обработка могат да отговорят на тези изисквания при разумни оперативни разходи?

След като тези въпроси бъдат ясно дефинирани, UF, RO, MBR и други технологии за повторно използване на водата могат да бъдат комбинирани по подходящ начин, за да се разработи решение за пречистване, подходящо за конкретния проект.

За дългосрочни-проекти за повторно използване на промишлена вода, така-наречената най-добра технология за пречистване на регенерирана вода не е отделна част от оборудването, а интегрирано решение, което постига разумен баланс между условията на източника на вода, целите за повторно използване, стабилността на системата и-дългосрочните оперативни разходи.