Taastatud veepuhastustehnoloogiad: UF, RO, MBR ja muud võimalused

Kui tööstusettevõtted viivad ellu vee taaskasutusprojekte, võrdlevad nad sageli vahetult ultrafiltreerimist, pöördosmoosi ja MBR-i, lootes välja selgitada "parim" tehnoloogia. Praktiliste insenerirakenduste vaatenurgast ei ole see lähenemisviis siiski täiesti täpne.

Erinevad regenereeritud veetöötlustehnoloogiad käsitlevad erinevaid väljakutseid. Ultrafiltreerimine on suunatud peamiselt hõljuvatele ainetele ja kolloididele, pöördosmoos eemaldab peamiselt lahustunud soolad, samas kui MBR-l on suurem roll bioloogilises töötlemises ja tahkete{1}}vedelike eraldamises. Need tehnoloogiad ei ole alati üksteisele lihtsad alternatiivid. Paljudes projektides tuleb neid kombineerida vastavalt lähtevee omadustele ja taaskasutamise eesmärkidele.

Seetõttu ei ole tööstuslikuks taaskasutamiseks mõeldud taaskasutatud veepuhastustehnoloogiate arutamisel olulisemad küsimused: "Milline tehnoloogia on parim?" vaid pigem:Mida tuleb lähteveest eemaldada ja kuidas puhastatud vett lõpuks taaskasutada?

Milliseid probleeme peab taaskasutatud vee puhastamine lahendama?

Erinevatest allikatest pärit reovesi seisab pärast regenereeritud veepuhastusse sisenemist silmitsi erinevate väljakutsetega süsteem.Mõnedel reoveevoogudel võib isegi pärast tavapärast puhastust esineda peamiselt hõljuvainete ja hägususe probleeme. Teised võivad sisaldada suures kontsentratsioonis orgaanilist ainet ja vajada täiendavat bioloogilist töötlemist. Teatud tööstuslikud reoveevood, isegi kui need tunduvad suhteliselt selged, võivad siiski sisaldada suures koguses lahustunud sooli, olla kõrge juhtivusega või sisaldada spetsiifilisi lahustunud saasteaineid.Seetõttu ei saa ükski fikseeritud tehnoloogia sobida kõikide tööstuslike vee taaskasutusprojektide jaoks.

Puhastuseesmärkide vaatenurgast peab regenereeritud veesüsteem tavaliselt lahendama veekvaliteedi probleeme mitmel erineval tasemel, sealhulgas suuremate osakeste ja heljumi, kolloidide ja hägususe, orgaaniliste saasteainete, mikroorganismide ning lahustunud soolade ja muude saasteainete puhul.

Iga tehnoloogia positsioon töötlemisprotsessis sõltub eelkõige sellest, mida see on suuteline eemaldama, mitte sellest, kas tehnoloogiat ennast peetakse enam-vähem arenenuks.

UF: stabiilse tahke{0}}vedeliku eraldamine regenereeritud vee jaoks

Erinevate vee taaskasutamise puhastustehnoloogiate hulgas on ultrafiltrimisel üldiselt suhteliselt hästi{0}}defineeritud roll. UF suudab tõhusalt kinni hoida hõljuvaid aineid, kolloide ja mõningaid mikroorganisme. Seetõttu kasutatakse seda sageli tööstuslikes vee korduskasutussüsteemides, et parandada heitvee stabiilsust. Reovee puhul, mis on juba läbinud bioloogilise puhastamise või muu ülesvoolu puhastusprotsessi, võib UF veelgi vähendada hägusust ja osakeste sisaldust, mille tulemuseks on stabiilsem vee kvaliteet.

Tegelikus regenereeritud veepuhastusprotsessis võib UF toimida kas täiustatud filtreerimisseadmena enne taaskasutamist või pöördosmoosisüsteemi eeltöötlusena.

Näiteks:

Reoveepuhastus → UF → Desinfitseerimine → Taaskasutus

Või:

Reoveepuhastus → UF → RO → Taaskasutus

UF väärtus ei piirdu heitvee lõppkvaliteedi parandamisega. Projektides, mis hõlmavad RO-d kui allavoolu protsessi, võib UF aidata vähendada ka RO-süsteemi sisenevat tahkete osakeste saastumist ja tagada pöördosmoosi jaoks stabiilsemad toiteveetingimused.Siiski tuleb märkida, et ultrafiltreerimine ei suuda tõhusalt vähendada enamikku lahustunud sooli.

Kui tööstusettevõtte korduvkasutamise eesmärk hõlmab juhtivuse, lahustunud tahkete ainete koguarvu või teatud lahustunud ioonide vähendamist, ei piisa tavaliselt UF-st üksi nõutava veekvaliteedi saavutamiseks.

RO: kui väljakutse nihkub osakestelt lahustunud ainetele

Kui UF käsitleb peamiselt vees olevaid suhteliselt suuremaid ja nähtavaid aineid, siis RO keskendub rohkem ainetele, mis on selles juba lahustunud.

Tööstuslikes vee taaskasutusprojektides, kui taaskasutatud vesi on ette nähtud rakendustele, kus on rangemad nõuded juhtivuse, soolsuse või lahustunud saasteainete suhtes, muutub pöördosmoos sageli oluliseks puhastustehnoloogiaks. Näiteks võivad mõned kvaliteetsed-tööstuslikud protsessiveerakendused või korduskasutusprojektid, mis nõuavad täiendavat soolsuse kontrolli, kasutusele võtta:Eeltöödeldud reovesi → UF → RO → Taaskasutus

Seda konfiguratsiooni ei kasutata seetõttu, et RO on UF-st "täiuslikum", vaid seetõttu, et need kaks tehnoloogiat käsitlevad erinevaid väljakutseid.UF vähendab osakeste, kolloidide ja mõnede mikroorganismide koormust, samas kui RO vähendab veelgi lahustunud sooli ja muid lahustunud saasteaineid.

Muidugi ei sobi RO iga projekti jaoks. RO töötab rõhu all ja võib tekitada kontsentraadi voogu. Seetõttu on energiatarbimine, membraani saastumine ja kontsentraadi juhtimine kõik olulised tegurid, mida tuleb süsteemi projekteerimisel arvesse võtta. Kui taaskasutusrakendus ei nõua soola vähendamist, võib RO lisamine lihtsalt "puhta vee" saamiseks suurendada märkimisväärselt kogu reovee ringlussevõtu süsteemi kapitali- ja tegevuskulusid.

Seetõttu ei seisne RO väärtus idees, et "iga projekt peaks seda kasutama", vaid pigem selle sobivuses rakendustele, mis tõesti nõuavad täiustatud magestamise.

MBR: bioloogilise töötlemise ja membraanide eraldamise kombineerimine

MBR roll regenereeritud vee töötlemisel erineb UF ja RO omast. MBR-i põhiomadus on bioloogilise töötlemise ja membraanide eraldamise integreerimine. See mitte ainult ei eralda tahket{2}}vedelikku, vaid aitab kaasa ka saasteainete bioloogilisele lagunemisele, muutes selle tihedamalt seotud kogu reoveepuhastussüsteemi põhipuhastuse etapiga.

Tavapärastes protsessides nõuab reovesi pärast bioloogilist puhastamist tahkete{0}}vedelike eraldamiseks üldiselt settimist. MBR kasutab aga tahkete{2}}vedelike eraldamiseks membraanmooduleid ja võib toota suhteliselt stabiilset heitvett.

Tüüpilist protsessi võib kujutada järgmiselt:Heitvesi → MBR → Täiustatud puhastus → Taaskasutus

Mõne tööstusprojekti puhul võib MBR-iga töödeldud vesi juba vastata teatud taaskasutusnõuetele. Kui aga lõplik kasutamine nõuab lahustunud soolade või juhtivuse edasist vähendamist, võib MBR-ist allavoolu siiski vaja minna täiustatud töötlemisseadmeid, nagu RO.

See selgitab ka seda, miks vee taaskasutamiseks mõeldud MBR-i vs UF-i ei saa mõista kui valikut kahe alternatiivi vahel. MBR käsitleb peamiselt orgaaniliste saasteainete töötlemist ja tahkete{1}}vedelike eraldamist bioloogilises puhastussüsteemis, samas kui UF-i kasutatakse sagedamini edasiseks filtreerimiseks või kaitsva eeltöötlusüksusena allavoolu membraanisüsteemides. Kuigi nende funktsioonid võivad teatud projektides kattuda, võivad nad täita ka erinevaid puhastusülesandeid paljudes keerulistes regenereeritud veepuhastusprojektides.

Mis vahe on UF, RO ja MBR vahel?

Erinevused kolme tehnoloogia vahel muutuvad selgemaks, kui neid käsitletakse sama projekti raames.

Seega, kui otsiteparim regenereeritud veetöötlustehnoloogia, ei ole vastus tavaliselt lihtsalt UF, RO või MBR.

Praktilisem vastus on:Kõige sobivam lahendus võib olla tehnoloogiate kombinatsioon, mis suudab täita vee sihtkvaliteedi, kohandudes samas allika vee omaduste ja pikaajaliste{0}}töötingimustega.

Millised muud valikud on peale UF, RO ja MBR saadaval?

Täielik regenereeritud veepuhastussüsteem ei tugine tavaliselt ainult nendele kolmele membraantehnoloogiale. Suures koguses suhteliselt suuri osakesi sisaldava reovee puhul võivad tavapärased filtreerimismeetodid, nagu liivfiltreerimine ja multimeediumfiltreerimine, siiski mängida olulist rolli. Need protsessid võivad toimida eeltöötlusena ja vähendada allavoolu seadmete koormust.

Teatud orgaaniliste saasteainete puhul võib vee kvaliteedi edasiseks parandamiseks kasutada aktiivsöe adsorptsiooni. Teatud keerukate tööstuslike reoveevoogude jaoks võivad vaja minna ka selliseid protsesse nagu koagulatsioon ja settimine, lahustunud õhu flotatsioon, õli-vee eraldamine või täiustatud oksüdatsioon.

Desinfitseerimine on samuti taaskasutatud veesüsteemi oluline osa. Sõltuvalt lõplikust taotlusest ja projekti nõuetest võib mikroobide tõrjeks kasutada ultraviolettkiirgusega desinfitseerimist, kloorimist või muid meetodeid.

Seetõttu on tegelikud vee taaskasutamise puhastustehnoloogiad rohkem nagu tööriistakast. Erinevad projektid valivad selle tehnoloogiavaliku hulgast välja sobivad raviüksused ja kombineerivad need sobivas järjestuses tervikliku süsteemi moodustamiseks.

Kõige olulisem pole mitte tehnoloogiate võrdlemine, vaid nende koos toimimise mõistmine

Tegelikes inseneriprojektides ei ole tavaliselt küsimus: "Kumb on parem: UF, RO või MBR?" vaid pigem "Kuidas tuleks neid tehnoloogiaid kombineerida, et täita korduskasutusnõudeid?"

Suhteliselt lihtsa veekvaliteediga projektide puhul, mis nõuavad peamiselt heljumi kontrolli, on võimalik konfiguratsioon:

Bioloogiline töötlemine → UF → Desinfitseerimine → Taaskasutus

Piiratud paigaldusruumi ja suhteliselt stabiilse töötlemise vajadusega projektide puhul on võimalik konfiguratsioon:

Reovesi → MBR → Poleerimine → Taaskasutus

Tööstusliku vee taaskasutusprojektide puhul, mis nõuavad soolsuse ja juhtivuse edasist vähendamist, võib protsess olla järgmine:

Reoveepuhastus → UF või MBR → RO → Taaskasutus

Nende tehnoloogiakombinatsioonide erinevused tulenevad peamiselt kahest võtmetegurist: allikavee kvaliteet ja lõplik korduskasutus. Need on ka esimesed kaalutlused, mida tuleb selgitada taaskasutatud veepuhastustehnoloogiate kavandamisel tööstuslikuks taaskasutamiseks.

Tehnoloogiate valimisel tuleb arvesse võtta ka seadmest sõltumatuid tegureid

Vee kvaliteedinõuete täitmineei ole ainus kriteerium süsteemi hindamisel. Tööstusprojektide puhul tuleb arvestada ka sellega, kas allikavesi kogeb olulisi kõikumisi. Näiteksmuutused tootmistsüklitesvõib põhjustada KHT-i, soolsuse või õli kontsentratsiooni muutusi. Kui süsteem on loodud ainult ideaalseteks töötingimusteks, võib tegeliku töötamise ajal tekkida probleeme, nagu ebapiisav töötlemisvõimsus või kiirenenud membraani saastumine.

Saadaval paigaldusruumvõib mõjutada ka protsessi valikut. Kui mõned ettevõtted uuendavad olemasolevaid reoveepuhastusrajatisi, võib maa- ja paigaldusruum olla väga piiratud, mistõttu on süsteemi kompaktsus oluline. RO-d kasutavate projektide puhulkontsentraadi juhtimineei tohi ka tähelepanuta jätta. Membraansüsteemide jaokspuhastussagedus, kemikaalide tarbimine ja pikaajaline{0}}hooldustuleks samuti arvesse võtta.

Seetõttu on tehnoloogia valik sisuliselt protsess, mille eesmärk on leida tasakaal veekvaliteedi eesmärkide, süsteemi stabiilsuse, tegevuskulude ja asukohatingimuste vahel. Süsteem, mis suudab teoreetiliselt toota kõrgeima kvaliteediga vett, ei pruugi olla kõige ökonoomsemreovee ringlussevõtu süsteemtegeliku projekti jaoks.

Järeldus: ükski tehnoloogia ei sobi iga regenereeritud veeprojekti jaoks

UF, RO ja MBR on kõik tänapäeva tööstuslikes vee korduskasutusrakendustes olulised puhastustehnoloogiad, kuid need ei ole lihtsalt konkureerivad alternatiivid.UF sobib hästi hõljuvate ainete ja kolloidide käsitlemiseks, RO-d kasutatakse lahustunud soolade edasiseks vähendamiseks, samal ajalMBR ühendab bioloogilise puhastuse ja membraanide eraldamise, pakkudes võimalust kompleksse reovee puhastamiseks ja stabiilse heitvee tootmiseks.

Seetõttu planeerides aregenereeritud veetöötlusprojekti puhul ei ole küsimused, millele tuleb tõesti vastust leida, "Milline tehnoloogia on parim?" vaid pigem:

Milliseid saasteaineid leidub lähtevees?

Millist veekvaliteedi taset on lõpprakenduseks vaja?

Millised raviüksused suudavad neid nõudeid rahuldada mõistlike tegevuskuludega?

Kui need küsimused on selgelt määratletud, saab UF, RO, MBR ja muid vee taaskasutamise puhastustehnoloogiaid sobivalt kombineerida, et töötada välja konkreetsele projektile sobiv puhastuslahendus.

Pikaajaliste-tööstusliku vee korduskasutusprojektide puhul ei ole niinimetatud-parim taaskasutatud veepuhastustehnoloogia mitte üksik seade, vaid integreeritud lahendus, mis saavutab mõistliku tasakaalu allika vee tingimuste, korduskasutuse eesmärkide, süsteemi stabiilsuse ja pikaajaliste -kasutuskulude vahel.