เมมเบรนกรองแสงแบบเซรามิกช่วยแก้ปัญหาความท้าทายของการนำน้ำเสียเคมีถ่านหินกลับมาใช้ใหม่!

บทนำ: ด้วยแรงผลักดันจากทั้งเป้าหมายการปล่อยก๊าซคาร์บอนและกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด การบำบัดน้ำเสียและการนำทรัพยากรกลับมาใช้ใหม่ในอุตสาหกรรมแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหินและอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินได้เปลี่ยนจากปัญหา "ทางเลือก" ไปเป็น "ข้อบังคับ" มานานแล้ว

น้ำเสียที่เป็นสารเคมีจากถ่านหินมีความซับซ้อน-ซึ่งมี COD แอมโมเนียไนโตรเจน ไนโตรเจนทั้งหมด ไซยาไนด์ ฟีนอล และสารมลพิษที่ไม่สงบอื่นๆ ในระดับสูง คุณภาพของน้ำเสียที่ได้รับการบำบัดจะผันผวนอย่างมีนัยสำคัญหลังการบำบัดทางชีวภาพ กระบวนการ "กรองสื่อหลาย- + อัลตราฟิลเตรชันแบบอินทรีย์" แบบดั้งเดิมต้องทนทุกข์ทรมานจากฟลักซ์ต่ำ เส้นใยขาดง่าย การทำความสะอาดบ่อยครั้ง และอายุการใช้งานสั้น ทำให้ยากต่อการปฏิบัติตามข้อกำหนดการใช้ซ้ำ มีเทคโนโลยีที่ช่วยลดความซับซ้อนในการบำบัดล่วงหน้า ทนทานต่อความผันผวนของคุณภาพน้ำ ทำงานได้อย่างเสถียรที่ฟลักซ์สูงและรักษาประสิทธิภาพไว้ในระยะยาวหรือไม่?

คำตอบคือ: เยื่อกรองอัลตราฟิลเตรชันแบบเซรามิก

ข้อมูลพิสูจน์ว่าเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันแบบเซรามิกสามารถทำงานได้อย่างเสถียรที่ฟลักซ์สูง 150-180 LMH โดยไม่ต้องใช้ตัวกรองมัลติมีเดีย โดยมีวงจร CEB เกิน 12 ชั่วโมง และวงจร CIP เกิน 1 เดือน ฟลักซ์มีค่ามากกว่าเมมเบรนอินทรีย์แบบดั้งเดิมถึง 3-4 เท่า ถือเป็น "วิธีแก้ปัญหาขั้นสูงสุด" สำหรับการนำน้ำเสียกลับมาใช้ใหม่ในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน

การบำบัดน้ำเสียด้วยสารเคมีจากถ่านหินมักเป็นไปตามเส้นทางของ "การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน → การบำบัดทางชีวภาพ → การกรองแบบลึก → นำกลับมาใช้ใหม่" แม้ว่าหน่วยทางชีววิทยา (SBR ที่ดัดแปลง) สามารถลด COD และไนโตรเจนแอมโมเนียได้อย่างมีนัยสำคัญ น้ำทิ้งยังคงได้รับผลกระทบจากความผันผวนอย่างมากของความขุ่น สารแขวนลอยที่ตกค้าง (SS) และการซึมผ่านของสารอินทรีย์ได้ง่าย การแนะนำรีเวิร์สออสโมซิสโดยตรงจะทำให้องค์ประกอบเมมเบรนเปรอะเปื้อน ทำความสะอาดบ่อยครั้ง และอายุการใช้งานสั้นลง

กระบวนการบำบัดน้ำเสียขั้นสูงแบบดั้งเดิมใช้ตัวกรอง-ตัวกลางหลายตัว + อัลตราฟิลเตรชันแบบเส้นใยกลวงอินทรีย์ ซึ่งเผยให้เห็นข้อบกพร่องหลักสามประการในการทำงานจริง:
* **การบำบัดล่วงหน้าที่ซับซ้อนและการใช้พื้นที่ขนาดใหญ่:** ต้องใช้การกรองหลาย-ตัวกลางและการกรองถ่านกัมมันต์ ส่งผลให้กระบวนการใช้เวลานาน การลงทุนสูง และการบำรุงรักษาที่ยุ่งยาก

* **เมมเบรนอินทรีย์มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกหักของเส้นใยและการซึมผ่านของน้ำ:** เส้นใยเมมเบรนพลาสติกมีความแข็งแรงต่ำและแตกหักง่าย นำไปสู่ ​​SS (ของแข็งแขวนลอย) และการซึมผ่านของความขุ่น ทำให้เกิดการปนเปื้อนในระบบ RO ตามมา

* **ฟลักซ์ต่ำและการทำความสะอาดบ่อยครั้ง:** ฟลักซ์ในการใช้งานเพียง 50-60 LMH จำเป็นต้องทำความสะอาด CEB ทุก 1-2 ชั่วโมง และการทำความสะอาด CIP ทุกๆ 1-2 สัปดาห์ ส่งผลให้ต้องหยุดทำงานนานและค่าบำรุงรักษาสูง

ปัญหาหลักของการบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินคือ: คุณภาพน้ำผันผวนอย่างมาก (COD 50-150 มก./ลิตร ความขุ่น 2-10 NTU) องค์ประกอบมลพิษที่ซับซ้อน และข้อกำหนดสำหรับการนำกลับมาใช้ใหม่อย่างมีเสถียรภาพในระยะยาว ซึ่งกระบวนการแบบเดิมๆ ไม่สามารถต้านทานได้

เมมเบรนกรองอัลตราฟิลเตรชันแบบเซรามิกถูกเผาจากอลูมินา - ที่อุณหภูมิสูง ซึ่งมี "คุณสมบัติฮาร์ดคอร์" โดยธรรมชาติ เมื่อเปรียบเทียบกับเยื่อกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันแบบอินทรีย์ พวกมันมีข้อได้เปรียบที่ปฏิวัติวงการ: เมมเบรนเซรามิกมีความทนทานมากกว่า แข็งแกร่งกว่า มีฟลักซ์สูงกว่า และบำรุงรักษาง่ายกว่า เหมาะอย่างยิ่งกับสภาวะที่รุนแรงของน้ำเสียเคมีถ่านหิน

(1) การทำงานที่เสถียรของฟลักซ์สูง

เมมเบรนกรองอัลตราฟิลเตรชันแบบเซรามิกทำงานได้อย่างเสถียรที่ฟลักซ์ 157 LMH สูงสุดถึง 180 LMH ซึ่งมากกว่าเมมเบรนอินทรีย์แบบดั้งเดิม 3-4 เท่า (50-60 LMH) สำหรับปริมาณการบำบัดน้ำที่เท่ากัน จำนวนโมดูลเมมเบรนจะลดลง 75% ส่งผลให้การลงทุนในชั้นวางลดลงอย่างมาก

(2) รอบการทำความสะอาดที่ยาวนานเป็นพิเศษ-

CEB (Online Chemical Cleaning) cycle: >12 ชั่วโมง/รอบ (เยื่ออินทรีย์ 1-2 ชั่วโมง/รอบ);

CIP (Offline Chemical Cleaning) cycle: >1 เดือน (เยื่ออินทรีย์ 1-2 สัปดาห์/รอบ);

อัตราการทำความสะอาดคืน: ใกล้ถึง 100% โดยไม่มีการลดทอนประสิทธิภาพของเมมเบรน

(3) คุณภาพน้ำเพอร์มิเอตที่มีความเสถียรอย่างยิ่ง

ความขุ่นแทรกซึม:<0.04 NTU;

แทรกซึม SDI:<2;

ตรงตามข้อกำหนดสำหรับน้ำป้อนแบบรีเวิร์สออสโมซิสโดยสมบูรณ์ และสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้โดยตรงในระบบน้ำหมุนเวียนและระบบแยกเกลือออกจากน้ำทะเล

(4) ความต้านทานที่แข็งแกร่งต่อความผันผวนของคุณภาพน้ำ

แม้จะมีความถี่สูง-และความผันผวนอย่างมากในค่า COD ของน้ำป้อนและความขุ่น แต่คุณภาพน้ำที่ซึมผ่านของเมมเบรนเซรามิกยังคงมีเสถียรภาพอย่างสม่ำเสมอโดยไม่มีความเสี่ยงที่จะทะลุผ่าน ซึ่งช่วยแก้ปัญหาในอุตสาหกรรมของเมมเบรนอินทรีย์ที่ "ความผันผวนของคุณภาพน้ำนำไปสู่มาตรฐานของน้ำทิ้งที่มากเกินไป"

การทดสอบนำร่องนี้ตรวจสอบความเป็นไปได้ทางวิศวกรรมของเมมเบรนกรองอัลตราฟิลเตรชันแบบเซรามิกสำหรับการนำน้ำเสียที่เป็นสารเคมีจากถ่านหินกลับมาใช้ใหม่อย่างถี่ถ้วน โดยนำมาซึ่งคุณค่าหลักสี่ประการ:

1. ผังกระบวนการที่ง่ายขึ้นอย่างมากและลดการลงทุนลงอย่างมาก

การกำจัดหน่วยเตรียมการบำบัด เช่น บ่อพักน้ำ ตัวกรองสื่อหลาย- และตัวกรองถ่านกัมมันต์ จะทำให้การไหลของกระบวนการสั้นลง 60% ลดพื้นที่บนพื้นลง 50% และลดการลงทุนด้านวิศวกรรมโยธาและอุปกรณ์ได้มากกว่า 30%. 2. ลดต้นทุนการดำเนินงานและบำรุงรักษา ประหยัดเวลาและความพยายาม

อายุการใช้งานของเมมเบรนขยายออกไป 2-5 เท่า ต้นทุนการเปลี่ยนรายปีลดลง 80%

รอบการทำความสะอาดขยายออกไปมากกว่า 10 เท่า เวลาหยุดทำงานลดลง 90%

ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนสื่อกรองบ่อยๆ หรือบำรุงรักษาอุปกรณ์ปรับสภาพล่วงหน้า ต้นทุนค่าแรงลดลง 50%

3. เพิ่มอัตราการใช้ซ้ำ ลดน้ำ และคาร์บอน

อัตราการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ของระบบเพิ่มขึ้นมากกว่า 2% การใช้น้ำจืดลดลงอย่างมาก การปล่อยน้ำเสียลดลง ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดนโยบายของอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินในเรื่อง "การอนุรักษ์น้ำ การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และการนำทรัพยากรกลับมาใช้ใหม่"

4. การปกป้องระบบเมมเบรนที่ตามมา, อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

ความขุ่นและ SDI ต่ำมากในน้ำที่ผลิต ไม่มีการซึมผ่านของสารปนเปื้อน ความถี่ในการทำความสะอาดเมมเบรนแบบรีเวิร์สออสโมซิส/นาโนฟิลเตรชันลดลง 70% อายุการใช้งานยาวนานขึ้น 3-5 ปี ซึ่งช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานอีกด้วย

อุตสาหกรรมบำบัดน้ำเสียด้วยสารเคมีจากถ่านหินกำลังนำไปสู่การปฏิวัติทางเทคโนโลยีโดยที่เมมเบรนเซรามิกจะมาแทนที่เมมเบรนอินทรีย์

ข้อมูลพิสูจน์ว่าเมมเบรนอัลตราฟิลเตรชันแบบเซรามิกสามารถบำบัดน้ำเสียจากกระบวนการเคมีถ่านหินและชีวเคมีได้โดยตรง โดยไม่จำเป็นต้องมีการบำบัดน้ำเสียล่วงหน้าหลาย-ตัวกลาง มีปริมาณงานสูง รอบเวลายาวนาน ทนทานต่อความผันผวน และความง่ายในการใช้งานและบำรุงรักษา มีประสิทธิภาพเหนือกว่ากระบวนการอัลตราฟิลเตรชันอินทรีย์แบบดั้งเดิมอย่างครอบคลุมในทุกด้าน

สำหรับบริษัทเคมีภัณฑ์จากถ่านหิน เช่น การทำถ่านหินให้เป็นแก๊ส แอมโมเนียสังเคราะห์ เมทานอล และโรงงานถ่านโค้ก:

โครงการใหม่: การใช้เทคโนโลยีการกรองอัลตราฟิลเตรชันแบบเซรามิกโดยตรงทำให้สามารถนำน้ำเสียกลับมาใช้ซ้ำได้ในขั้นตอนเดียว

อัปเกรดโครงการ: การแทนที่การกรองแบบอัลตราฟิลเตรชั่นแบบอินทรีย์ด้วยการกรองสื่อหลาย- ช่วยปรับปรุงมาตรฐานและประสิทธิภาพได้อย่างรวดเร็ว

เมมเบรนกรองอัลตราฟิลเตรชันแบบเซรามิกไม่ได้เป็นเพียง "โบนัส" สำหรับการบำบัดน้ำเสียด้วยสารเคมีถ่านหินเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวเลือกที่สำคัญในการบรรลุการนำมาตรฐานการใช้ซ้ำ การลดต้นทุน และการปรับปรุงประสิทธิภาพ!