تطبيق عناصر غشاء التناضح العكسي عالية الكفاءة في معالجة مياه الصرف الصحي

تقنية فصل غشاء التناضح العكسي

تعتمد تقنية فصل أغشية التناضح العكسي على فرق الضغط الساكن عبر الغشاء كقوة دافعة. تتغلب الجزيئات الصغيرة، مثل جزيئات الماء، على الضغط الاسموزي لتمر عبر غشاء التناضح العكسي، مما يؤدي إلى فصلها عن الشوائب. يتراوح ضغط التشغيل عادةً بين 1.5 و10.5 ميجا باسكال، ويمكن للنظام الاحتفاظ بالجزيئات الصغيرة التي تتراوح قوتها بين 1 و10 أمبير.

في معالجة المياه، يمكن لتقنية التناضح العكسي، باعتبارها جهازًا رئيسيًا، إزالة أكثر من 97% من المواد غير العضوية القابلة للذوبان، و99% من المواد العضوية ذات الوزن الجزيئي النسبي 300 أو أعلى، وأكثر من 99% من الجسيمات المختلفة بما في ذلك البكتيريا، و95% من SiO2 في الماء.

لا يزال مجال استخدام أغشية التناضح العكسي في المنازل هو الأكبر في مجال مياه تغذية الغلايات واسعة النطاق، تليها أسواق المياه النقية الصناعية ومياه الشرب. كما اتسع نطاق استخدام الأغشية بشكل ملحوظ في صناعات الإلكترونيات، وأشباه الموصلات، والأدوية، والطب، والأغذية، والمشروبات، والكحول، والصناعات الكيميائية، وحماية البيئة، والمعادن، والنسيج. تشمل التطبيقات المستقبلية المحتملة معالجة مياه الصرف الصحي لتبريد محطات الطاقة، وتحلية مياه البحر على نطاق واسع، وتحلية المياه قليلة الملوحة، ومعالجة مياه الصرف الصحي البلدية والصناعية على نطاق واسع.

استخدام غشاء التناضح العكسي في معالجة مياه الصرف الصحي

1تطبيق في معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة

(1) تتميز معالجة مياه الصرف الصحي عالية المعادن، ممثلةً بمياه المناجم، بارتفاع ملوحة المياه الداخلة، وخاصةً تدفق المياه الجوفية، حيث يتجاوز متوسط ​​محتوى الملح فيها 1000 ملغم/لتر. أما المكونات العضوية في SS، التي تحتوي على كميات كبيرة من Ca2+Mg2+K+، وCl-، وSO42-، وHCO3، وHCO3-، فتبلغ أقل من 1.5 ملغم/لتر. وفي مناطق التعدين التي تعاني من نقص حاد في المياه، يُروَّج على نطاق واسع لاستخدام تقنية التناضح العكسي للمعالجة العميقة لمياه الإنتاج والاستخدام المنزلي.

باستخدام المياه المعدنية كعامل معالجة أولية، أُضيفت عمليات التخثر والترسيب والترشيح السريع لإزالة معظم أملاح الصوديوم والكلوريد الصوديوم (SSS) من الماء، مما أدى إلى عكارة مدخل التناضح العكسي أقل من وحدة نيوتو واحدة. بعد المعالجة بالتناضح العكسي، اقترب معدل إزالة عكارة المياه العادمة من 100%، بينما بلغ معدل تحلية المياه 96%.

(2) معالجة مياه الصرف الصحي المعدنية

تُمثل صناعة الصلب، وهي صناعة كثيفة الموارد والمياه، وشديدة التلوث، 14% من إجمالي استهلاك المياه في الصين. وتُستخدم مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة الصلب على نطاق واسع في الصناعات المعدنية. تتميز مياه الصرف الصحي بتركيبة معقدة وتتقلب بشكل كبير في معايير مختلفة، لا سيما مستوياتها العالية من الكالسيوم (Ca2+)، والمغنيسيوم (Mg2+)، والحديد (Fe2+)، والمنجنيز (Mn2+)، وأكسيد الكبريت (SO42-)، والفلور (F2+)، وأكسيد السيليكون (SiO2). وقد يؤدي عدم إزالة المستخلصات عالية المعادن الموجودة مسبقًا على غشاء التناضح العكسي إلى تلوث غير عضوي خطير.

بالنسبة لمياه الصرف الصحي الناتجة عن مصنع للصلب، والتي تخضع للمعالجة الكيميائية الحيوية الثانوية، تُجرى التهوية أولًا في خزان تهوية لأكسدة Fe2+ إلى Fe3+. وفي الوقت نفسه، يُضاف كلوريد الصوديوم (NaClO) لتعزيز قدرة أكسدة Fe2+ وفعاليته في قتل البكتيريا. يُضاف حليب الليمون لضبط الرقم الهيدروجيني (pH)، يليه التخثر باستخدام PAM وPAC. ثم تُستخدم الترسيبات والترشيح السريع وامتصاص الكربون المنشط لإزالة المواد العضوية والكلور المتبقي وأيونات المعادن الثقيلة. بعد معالجة UF، تُعالَج النفايات السائلة بعامل اختزال. تدخل مثبطات الترسب والأحماض إلى نظام التناضح العكسي.

2- التطبيق في معالجة مياه الصرف الصحي العضوية المقاومة للحرارة

تتميز مياه الصرف الناتجة عن الطباعة والصباغة ومعالجة البتروكيماويات، بالإضافة إلى كميات كبيرة من الأصباغ والرواسب والأملاح غير العضوية والأحماض والقلويات، بخصائص لونية تصل إلى 4000 ضعف، وحجم مياه كبير، ومحتوى عالٍ من الملوثات العضوية، وتنوع في جودة المياه، وضعف قابليتها للتحلل البيولوجي، وغيرها. وتنتج المعالجة العميقة لرشح مكبات النفايات بشكل رئيسي من ترسبها، بينما تنتج الملوثات بشكل رئيسي من التحلل الميكروبي للنفايات وتسرب مياه الأمطار. وتتميز جودة المياه بتعقيدها، ومستوى الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) أعلى بكثير من مستوى مياه الصرف الصحي في المناطق الحضرية. كما تحتوي مياه الرشح على مجموعة متنوعة من أيونات المعادن، مثل Fe2+ وCd2+ وCr3+ وCu2+ وZn2+، بالإضافة إلى تركيز Fe2+ أثناء عملية التخمير.

على الرغم من استخدام عملية المعالجة الكيميائية الحيوية ثنائية المرحلتين A/O على نطاق واسع لتحلل المواد العضوية وإزالة النتروجين من مياه الرشح في مكبات النفايات، إلا أن أداء النفايات السائلة غير مستقر. لذلك، بالاعتماد على الترشيح الميكانيكي، أدى استخدام أغشية الترشيح الفائق وA/O لتشكيل عملية MBR إلى تحسين معدل إزالة المواد العضوية من مياه الرشح في مكبات النفايات.

بعد فصل الحمأة عبر أغشية الترشيح الفائق، تدخل المياه العادمة إلى نظام ترشيح نانوي (NFN). يُمكّن هذا النظام من فصل المواد العضوية التي يتراوح وزنها الجزيئي بين 200 و2000 ميكرومتر بفعالية، كما يُمكن استخدامه لفصل بعض المواد العضوية عالية القيمة عن المياه المُنتجة باستخدام مفاعلات MBR. أُجريت أبحاث على خصائص أيونات المعادن وعملية معالجة الأغشية المركبة ثلاثية الطبقات MBR+NF+RO. وتُظهر النتائج فعالية العملية، وأن جودة المياه العادمة تُلبي معايير مكافحة التلوث في مكبات النفايات الصلبة البلدية.

أثناء التشغيل، إذا استوفت مياه الصرف من NF متطلبات التصريف، يُمكن تصريفها مباشرةً. وإلا، يُمكن معالجتها لاحقًا باستخدام نظام التناضح العكسي التالي. أظهرت الأبحاث التي أُجريت على عملية Ar/O-MBR+NF+RO لمعالجة رشح مكبات النفايات أن إضافة الكربون المنشط إلى مفاعل A/O لا يُحسّن كفاءة إزالة المواد العضوية والمعادن الثقيلة فحسب، بل يُقلل أيضًا من تلوث الأغشية.

3 تطبيق في معالجة إعادة التدوير عالية الجودة

أنشأت الصين أيضًا محطات ضخمة لمعالجة المياه المعاد تدويرها في بكين وتيانجين وخبي وشاندونغ وغيرها. من بينها، تستخدم العديد من محطات استعادة المياه المعاد تدويرها الكبيرة عملية الغشاء المزدوج "UF(MF)+RO" لمعالجة نوعين من مياه الصرف الصحي الحضرية وتحويلها إلى مياه خام، مما ينتج مياهًا معاد تدويرها عالية الجودة، تُستخدم كجزء من مياه محطات الطاقة الحرارية، بينما يُستخدم الجزء الآخر في ريّ أنهار المناظر الطبيعية والمياه المنزلية المتنوعة.

تستخدم محطة محلية لمعالجة مياه الصرف الصحي تقنية تثبيط الميثيل (MBR) مع التناضح العكسي لمعالجة مياه الصرف الصحي البلدية لإعادة استخدامها. وقد حققت المياه مستويات من الكربون العضوي الكلي (TOC) أقل من 1.3 ملغم/لتر، ونيتروجين الأمونيوم (NH3-N) أقل من 0.03 ملغم/لتر، ونيتروجين ثلاثي التكافؤ (TN) أقل من 0.1 ملغم/لتر. وتبلغ الموصلية والعكارة أقل من 30 ميكروسيمنز/سم و0.12 وحدة حرارية بريطانية (NTU) على التوالي. وتتوافق جودة المياه العادمة مع معايير مياه الشرب. وقد استُخدم التناضح العكسي، كتقنية أساسية، على نطاق واسع في مختلف أعماق المياه وفي تطبيقات إعادة استخدام المياه عالية الجودة.

للاستفادة الكاملة من مزايا تقنية التناضح العكسي، وتقليل تلوث الأغشية، وخفض تكاليف معالجة المياه، طورت شركتنا سلسلة من العمليات المدمجة المصممة خصيصًا لخصائص جودة المياه. تُستخدم طرق معالجة المياه التقليدية، مثل التخثر والترسيب، والترشيح عالي التركيز، والترشيح عالي الكفاءة، عادةً لإزالة SS. تُستخدم مرشحات كلوريد الصوديوم (NaClO)، وحليب الليمون، ورمل المنغنيز لتقليل التناضح العكسي، وأملاح المنغنيز، وأملاح الكالسيوم، وأملاح السيليكا في نظام تهوية وأكسدة السارجاسوم المتدفق. تُستخدم أكسدة الأوكسجين (O3) لمعالجة المواد العضوية المقاومة للتحلل (A/O). تُستخدم MBR وUF وNF للاحتفاظ بـ SS الدقيق والجزيئات العضوية الصغيرة. تُدمج الأيونات عالية التكافؤ مع أنظمة UF+RO أو MBR+RO ثنائية الغشاء، أو حتى أنظمة MBR+NF+RO ثلاثية الغشاء، مما يضمن استقرار تشغيل النظام ومعالجة مياه الصرف الصحي العضوية المقاومة للتحلل (RO) بالتناضح العكسي.

توصيات الشركة

تركز شركة "HID Membrane" على تكنولوجيا فصل الأغشية وتطوير منتجات الأغشية، وتوفر للعملاء حلولاً احترافية لفصل السوائل وتركيز الأغشية ومجموعات كاملة من معدات النظام من تصنيع الأغشية، وبحوث التطبيقات والتطوير، واستشارة المشاريع، وتكامل النظام إلى الخدمات الفنية المتكاملة.

تلتزم هذه العلامة التجارية بتكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصناعي وتطبيقات منتجات الأغشية لأكثر من 16 عامًا. وقد كانت رائدة عالميًا في مجالات تطبيقات أغشية التناضح العكسي المتعددة، واكتسبت خبرة تطبيقية غنية، وحصلت على العديد من براءات الاختراع وبراءات نماذج المنفعة في المجالات ذات الصلة، مما سدّ العديد من الثغرات محليًا ودوليًا، وتتمتع بسمعة طيبة في هذا المجال.