วิธีอัลคาไลคู่- + เมมเบรนกรองอัลคาไลเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์: การแก้ปัญหาการปล่อยความเข้มข้นของรีเวอร์สออสโมซิสเป็นศูนย์

การแนะนำ

ผู้ที่อยู่ในอุตสาหกรรม-การปล่อยทิ้งและการกู้คืนทรัพยากรน้ำเสียเป็นศูนย์ทางอุตสาหกรรมทราบดีว่ารีเวอร์สออสโมซิสเข้มข้นเป็นส่วนที่ยากที่สุดของทั้งระบบ หลังจากการทำให้เข้มข้นด้วยเยื่อรีเวิร์สออสโมซิส ความกระด้างของแคลเซียมและแมกนีเซียม ซิลิกา ความเค็มทั้งหมด และความเป็นด่างจะถูกคูณกันทั้งหมด ส่งผลให้เกิดองค์ประกอบของน้ำที่ซับซ้อนและมีแนวโน้มที่จะขยายขนาดอย่างมาก การบำบัดล่วงหน้าที่ไม่เพียงพอสามารถนำไปสู่การปรับขนาดและความเปรอะเปื้อนของระบบเมมเบรนที่ตามมา ประสิทธิภาพของเครื่องระเหยลดลง และการทำงานที่ผิดปกติของระบบตกผลึก วิธี-อัลคาไลแบบคู่ซึ่งเป็นเทคโนโลยีกระแสหลักสำหรับการกำจัดความกระด้างแบบลึกของสารรีเวอร์สออสโมซิสเข้มข้น สามารถควบคุมความแข็งและซิลิกาที่ทำงานร่วมกันได้ เมื่อผสมผสานกับการแยกสารที่ดีขึ้นด้วยเมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ จะสามารถปรับปรุงเสถียรภาพของน้ำทิ้งและความน่าเชื่อถือของระบบให้ดียิ่งขึ้น

I. ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับความแข็งและคุณลักษณะของรีเวอร์สออสโมซิสเข้มข้น

ความกระด้างรวมหมายถึงความเข้มข้นรวมของไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมในน้ำ ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้หลักในการประเมินความเสี่ยงของการเกิดตะกรันและความเสถียรในการปฏิบัติงานของระบบเมมเบรน

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของมัน ความแข็งสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: หนึ่งคือความกระด้างของคาร์บอเนตหรือที่เรียกว่าความกระด้างชั่วคราว ซึ่งส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของแคลเซียมไบคาร์บอเนตและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนต สามารถกำจัดออกได้โดยการให้ความร้อนและต้มเพื่อตกตะกอนและขจัดความแข็ง

อีกประการหนึ่งคือความแข็งที่ไม่ใช่-คาร์บอเนตหรือที่เรียกว่าความแข็งถาวร ซึ่งมีอยู่ในรูปของซัลเฟตและคลอไรด์ ไม่สามารถกำจัดออกได้โดยใช้ความร้อน และต้องกำจัดออกอย่างมีประสิทธิภาพโดยการตกตะกอนทางเคมี การแลกเปลี่ยนไอออน หรือวิธีเมมเบรน

ในบริบทของรีเวิร์สออสโมซิสเข้มข้น คุณลักษณะดังกล่าวชัดเจน: ระบบรีเวิร์สออสโมซิสมีผลในการดักจับและเพิ่มคุณค่าให้กับเกลือ ความแข็ง และซิลิเกต ความเข้มข้นของไอออนในด้านความเข้มข้นโดยทั่วไปจะมีความเข้มข้น 3 ถึง 8 เท่า และโดยทั่วไป TDS จะอยู่ระหว่าง 10,000 ถึง 60,000 มก./ลิตร ซึ่งสูงถึงมากกว่า 100,000 มก./ลิตร ภายใต้สภาวะการทำงานที่สูง ความกระด้างรวมจะคงอยู่อย่างสม่ำเสมอที่ 500 ถึง 3,000 มก./ลิตร โดยมีซิลิกาและความเป็นด่างสูงเช่นกัน และดัชนีความอิ่มตัวของ Langrier และดัชนีมาตราส่วนของซัลเฟตก็เกินมาตรฐานอย่างมีนัยสำคัญ ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของคุณภาพน้ำประเภทนี้คือ ทำให้เกิดตะกรันที่ไม่ละลายน้ำได้ง่าย เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ แคลเซียมซัลเฟต และซิลิเกต ซึ่งเกาะติดกับพื้นผิวเมมเบรน ผนังด้านในของท่อ และผนังท่อแลกเปลี่ยนความร้อนของเครื่องระเหย สิ่งนี้ทำให้ฟลักซ์ของเมมเบรนลดลง ความแตกต่างของแรงดันของเมมเบรนเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนลดลง และการเสื่อมสภาพของคุณภาพเกลือที่ตกผลึก ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญที่จำกัดการทำงาน-ในระยะยาวของระบบ-การคายประจุเป็นศูนย์

ครั้งที่สอง ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเทคโนโลยีการตกตะกอนแบบคู่-อัลคาไล

ในแง่ของคนทั่วไป วิธีดูอัล-อัลคาไลเป็นกระบวนการตกตะกอนทางเคมีโดยเติมแคลเซียมไฮดรอกไซด์และโซเดียมคาร์บอเนตเป็นขั้นตอน ปัจจุบันเป็นเทคโนโลยีการปรับสภาพล่วงหน้าที่ใช้งานได้และประหยัดที่สุดสำหรับรีเวิร์สออสโมซิสเข้มข้นที่มีความแข็งสูง ซิลิกาสูง และมีความเป็นด่างสูง

1. หลักปฏิกิริยาของกระบวนการ

(1) การเติมแคลเซียมไฮดรอกไซด์ (Ca(OH)2) ทำหน้าที่หลักในการปรับความเป็นด่าง กำจัดแมกนีเซียมและซิลิกา และลดความเป็นด่างของไบคาร์บอเนตของน้ำ สมการปฏิกิริยาการกำจัดแมกนีเซียมและการลดความเป็นด่าง:

สมการปฏิกิริยาเคมีในการขจัดซิลิคอน (ภายใต้สภาวะ pH สูง):

ด้วยการเติมมะนาวเพื่อเพิ่ม pH ของน้ำให้สูงกว่า 11.0 แมกนีเซียมไอออนจะถูกแปลงเป็นตะกอนแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ในเวลาเดียวกัน ซิลิกาที่ละลายในน้ำจะถูกแปลงเป็นซิลิเกตไอออนภายใต้สภาวะที่เป็นด่างสูง ซึ่งจากนั้นจะรวมเข้ากับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนในน้ำเพื่อสร้างแคลเซียมซิลิเกตที่ไม่ละลายน้ำและแมกนีเซียมซิลิเกตตกตะกอน ทำให้สามารถกำจัดซิลิคอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในเวลาเดียวกัน ไอออนของไบคาร์บอเนตจะถูกทำให้เป็นกลาง ซึ่งจะลดค่าพื้นฐานที่เป็นด่าง และลดความเสี่ยงของความแข็งและตะกรันของซิลิกาที่ตามมา

(2) การเติมโซเดียมคาร์บอเนต (Na₂CO₃) โซเดียมคาร์บอเนตส่วนใหญ่จะใช้เพื่อกำจัดไอออนแคลเซียมออกจากน้ำ และขจัด-ความกระด้างของคาร์บอเนต-ที่ไม่ใช่-ที่ยากต่อการรักษา สมการปฏิกิริยากำจัดความแข็งแคลเซียม:

ด้วยการใช้การรวมกันของคาร์บอเนตไอออนและแคลเซียมไอออนเพื่อสร้างผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต ความกระด้างของแคลเซียมที่ตกค้างจะลดลงอีก และความแข็งทั้งหมดจะถูกควบคุมอย่างเสถียรภายในช่วงที่ยอมรับได้

2. ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีและข้อบกพร่องแบบดั้งเดิม

วิธี-อัลคาไลคู่มีข้อได้เปรียบที่สำคัญ: รีเอเจนต์ที่หาได้ง่าย ต้นทุนการดำเนินงานต่ำ และความสามารถในการ-บำบัดต่อเนื่องในวงกว้างขนาดใหญ่ สามารถทำการชุบแข็ง ลดความเป็นด่าง และขจัดซิลิกอนให้เสร็จสิ้นไปพร้อมๆ กัน และมีความทนทานต่อผลกระทบต่อคุณภาพน้ำที่มีเกลือสูง-และ-เป็นด่างสูง ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาวะที่รุนแรง เช่น รีเวิร์สออสโมซิสเข้มข้น

อย่างไรก็ตาม วิธี-อัลคาไลแบบเดิมยังมีข้อบกพร่องที่ชัดเจน เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ และซิลิเกตฟล็อคที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยามีขนาดอนุภาคละเอียด ส่งผลให้อัตราการตกตะกอนตามธรรมชาติช้าลง และการแยกของแข็ง-ของเหลวที่ไม่สมบูรณ์ในถังตกตะกอนแบบธรรมดา ความขุ่นของน้ำทิ้งและสารแขวนลอยค่อนข้างสูง และอนุภาคผลึกละเอียดสามารถทะลุผ่านหน่วยกรองได้อย่างง่ายดาย โดยยังคงมีความเสี่ยงต่อการขยายตัวของเมมเบรนปลายน้ำและเครื่องระเหย นอกจากนี้ การแข็งตัวและการทำให้ปราศจากซิลิกอนยังแสดงการยับยั้งเชิงแข่งขัน ทำให้เป็นเรื่องยากสำหรับกระบวนการตกตะกอนแบบธรรมดาที่จะปรับตัวบ่งชี้ทั้งสองให้เหมาะสมพร้อมกัน

III. ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับวิธีอัลคาไลคู่- + กระบวนการเชื่อมต่อเมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์

เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของวิธี-อัลคาไลแบบเดิม จึงได้เกิดกระบวนการเชื่อมต่อเมมเบรนแบบอัลคาไลคู่- + ซิลิคอนคาร์ไบด์เซรามิกอัลตราฟิลเตรชัน โดยให้การป้องกันแบบคู่สำหรับการบำบัดแบบเข้มข้น เส้นทางกระบวนการโดยรวม:

กระบวนการทั้งหมดมีตรรกะที่ชัดเจน: ส่วนหน้าอาศัยวิธีอัลคาไลคู่-เพื่อทำปฏิกิริยาทางเคมีโดยเปลี่ยนแคลเซียม แมกนีเซียมไอออน และซิลิไซด์ให้เป็นตะกอนของแข็ง ส่วนด้านหลังใช้เมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์เพื่อการกักเก็บที่มีความแม่นยำสูง- แทนที่ถังตกตะกอนที่มีความหนาแน่นสูง-แบบเดิมและกระบวนการกรองสื่อหลาย-

เมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีรูพรุนระดับนาโน ซึ่งสามารถกักเก็บแคลเซียมคาร์บอเนต แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ไมโครฟอคซิลิเกต- คอลลอยด์ และอนุภาคแขวนลอยได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดที่มีอิทธิพลอย่างเข้มงวดของเมมเบรนแรงดันสูง-และอุปกรณ์ตกผลึกการระเหย

ข้อดีของกระบวนการนี้มีดังนี้:

1. การทำงานที่มั่นคงและเชื่อถือได้: เมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ทนทานต่อสภาวะการทำงานที่รุนแรง ป้องกัน-คราบสกปรก และไม่อุดตันง่าย ต้องใช้ความถี่ในการทำความสะอาดต่ำ และไม่มีการลดประสิทธิภาพลงอย่างมีนัยสำคัญตลอดการทำงานระยะยาว- ช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องและมีเสถียรภาพ และลดผลกระทบจากการหยุดทำงาน

2. ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่โดดเด่น: วิธีอัลคาไลคู่-มีต้นทุนรีเอเจนต์ต่ำ เมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์มีอายุการใช้งานยาวนานและไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนบ่อยๆ การใช้น้ำล้างย้อนอยู่ในระดับต่ำ และ-สามารถควบคุมค่าบำรุงรักษาในระยะยาวได้

3. ความสามารถในการปรับตัวได้กว้าง: ปรับให้เข้ากับอุตสาหกรรมต่างๆ และความเข้มข้นของรีเวอร์สออสโมซิสเข้มข้น ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดทั้งการใช้ความเข้มข้นซ้ำและ-ข้อกำหนดการบำบัดล่วงหน้าแบบปล่อยประจุเป็นศูนย์

4. ง่ายและสะดวก-ต่อ-กระบวนการปรับใช้: กระบวนการที่ไม่ซับซ้อน ใช้พื้นที่น้อย สามารถรวมเป็นหน่วยเดียว เป็นอัตโนมัติสูง บำรุงรักษาง่าย และสามารถทำงานได้อย่างเสถียรโดยไม่ต้องใช้ทีมงานที่เชี่ยวชาญ

5. สีเขียวและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม: การผลิตตะกอนต่ำและการใช้ประโยชน์อย่างครอบคลุม ไม่มีมลพิษทุติยภูมิ ช่วยให้สามารถปรับปรุงคุณภาพความเข้มข้นและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ช่วยให้องค์กรต่างๆ ประหยัดน้ำและลดมลพิษ และบรรลุการรีไซเคิลทรัพยากร

วิธีอัลคาไลน์ + กระบวนการเชื่อมต่อเมมเบรนกรองอัลคาไลน์เซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ยังคงรักษาประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและข้อได้เปรียบในการต้านทานแรงกระแทกของวิธีอัลคาไลคู่- ขณะเดียวกันก็ใช้ประโยชน์จากเมมเบรนเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของกระบวนการแบบดั้งเดิม ไม่เพียงแต่ทำให้การไหลของกระบวนการสั้นลง ประหยัดพื้นที่ และลดการบำรุงรักษาด้วยตนเอง แต่ที่สำคัญกว่านั้น สามารถดักจับตะกรัน-สารที่ก่อตัวที่แหล่งกำเนิดได้อย่างสมบูรณ์ ควบคุมความแข็งและปริมาณซิลิกอนของน้ำทิ้งได้อย่างเสถียร ช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดตะกรันและการเปรอะเปื้อนในระบบเมมเบรนส่วนท้ายน้ำและเครื่องระเหย ขยายวงจรการทำงานของอุปกรณ์ และลดการใช้รีเอเจนต์และต้นทุนการบำรุงรักษาการหยุดทำงาน มันกลายเป็นกระบวนการที่เจริญเต็มที่และเป็นที่ต้องการสำหรับการปรับสภาพรีเวิร์สออสโมซิสเข้มข้นเป็นศูนย์-