Oprema za čiščenje odpadne vode

 

 

Membrane iz silicijevega karbida (SiC) s svojimi glavnimi prednostmi, kot so odpornost na visoke temperature, odpornost na kisline in alkalije, odpornost proti obraščanju in visoka mehanska trdnost, izkazujejo zmogljivost, ki daleč presega učinkovitost tradicionalnih organskih in anorganskih keramičnih membran v scenarijih, kot je napredno čiščenje industrijskih odpadnih voda, pridobivanje komunalnih virov odplak in čiščenje zelo zahtevnih posebnih odpadnih voda. Postali so prednostna tehnologija za čiščenje odpadne vode v težkih pogojih.

 

I. Osnovni scenariji uporabe in tehnične rešitve

1. Visoko{1}}koncentrirano čiščenje industrijske odpadne vode
Uporabne panoge: premogovništvo, petrokemika, farmacija, tiskanje in barvanje, izdelava papirja

 

Značilnosti odpadne vode: visoka KPK, visoka motnost, vsebuje neposlušne organske snovi, nekatere odpadne vode imajo visoko temperaturo (60-120 stopinj)

 

Rešitev aplikacije:

• Stopnja predhodne obdelave: ultrafiltracijske membrane SiC, ki nadomeščajo peščeno filtracijo in več-medijsko filtracijo, lahko zadržijo suspendirane trdne snovi, koloide in oljne kapljice, pri čemer je motnost iztoka manjša od ali enaka 0,1 NTU in SDI manjša ali enaka 3, kar zagotavlja visoko{3}}kakovostno napajalno vodo za kasnejšo reverzno osmozo (RO) in nanofiltracijo (NF), kar podaljšuje življenjsko dobo naslednjih membranskih elementov za 3-5 krat.
• Napredna stopnja obdelave: SiC nanofiltracijske membrane lahko zadržijo majhne{0}}molekularne organske snovi (kot so fenoli, barvila in antibiotiki). V kombinaciji z naprednimi oksidacijskimi procesi (AOP) to doseže globoko degradacijo KPK v odpadni vodi, izpolnjevanje emisijskih standardov ali zahtev po ponovni uporabi.

Tipičen primer: pri čiščenju visoko{0}}slane odpadne vode iz kemičnih obratov za premog ultrafiltracijske membrane SiC delujejo stabilno pri 80 stopinjah in pH 10-11, s stopnjo upada pretoka<5%/month and a chemical cleaning cycle of up to 6 months.

 

2. Čiščenje zaoljene odpadne vode
Veljavne industrije: Voda iz naftnih polj, emulzije za obdelavo kovin, odpadne vode iz gostinstva

 

Značilnosti odpadne vode: Vsebuje emulgirano olje in razpršeno olje; velikost kapljic olja je majhna (1-100 nm), kar zlahka povzroči umazanijo membrane.

 

Prednosti aplikacije:

• The SiC membrane surface has weak hydrophobic and oleophilic properties, making it difficult for oil droplets to adsorb and deposit; it is resistant to chemical cleaning and can be cleaned with high-concentration alkaline solution (2% NaOH) + sodium hypochlorite (1000 mg/L), with a flux recovery rate >95 % Rešitev za uporabo: z uporabo postopka "predobdelave z deemulzifikacijo + ločevanja z ultrafiltracijsko membrano SiC" je doseženo učinkovito ločevanje olja-vode z vsebnostjo iztočnega olja manj kot ali enako 5 mg/L, ki se lahko neposredno ponovno uporabi kot dopolnilna voda za kroženje hlajenja.

 

3. Uporaba virov komunalne odpadne vode
Veljavni scenariji: Nadgradnja in obnova komunalnih čistilnih naprav, ponovna uporaba predelane vode

 

Osnovne zahteve: Odpadne vode morajo izpolnjevati "Standard kakovosti vode za industrijsko uporabo vode pri ponovni uporabi mestne odpadne vode" (GB/T 19923-2005)

 

Prednosti aplikacije:

• Compared to traditional activated sludge + sand filtration processes, the SiC membrane bioreactor (SiC-MBR) eliminates the need for a secondary sedimentation tank, reducing the footprint by 40%; it retains sludge flocs and bacteria, achieving effluent turbidity ≤0.1 NTU and an E. coli removal rate >99.99%.
• Ima močno odpornost na udarne obremenitve; stabilnost delovanja sistema ostane nespremenjena zaradi nihanj v kakovosti dotočne vode (KPK, skoki amonijevega dušika); cikel kemičnega čiščenja je dolg, stroški delovanja in vzdrževanja pa so 30 % nižji od organskih MBR.

 

4. Predobdelava odpadne vode z visoko-slanostjo za ničelni izpust

Veljavne industrije: odpadna voda iz razžveplanja elektrarn, odpadna voda iz metalurškega luženja, kemična odpadna voda z visoko -slanostjo

 

Značilnosti odpadne vode: visoka vsebnost soli (TDS 10000-50000 mg/L), visoka trdota, vsebuje ione težkih kovin

 

Vrednost aplikacije:

• Ultrafiltracijske membrane SiC so odporne na visoko{0}}solna okolja in ne bodo nabreknile ali se deformirale zaradi sprememb osmotskega tlaka; lahko zadržijo delce vodnega kamna, ki jih tvorijo kalcijevi in ​​magnezijevi ioni ter koloidi hidroksida težkih kovin, kar preprečuje zamašitev kasnejših uparjalnikov in kristalizatorjev.
• V primerjavi s tradicionalnimi postopki predobdelave (kot je mehčanje apna) je trdota iztoka SiC membranskih sistemov<50 mg/L (calculated as CaCO₃), significantly reducing the risk of evaporator scaling and improving the operating efficiency of zero-discharge systems.

 

5. Posebno visoko{1}}temperaturno čiščenje odpadne vode

Veljavni scenariji: črna lužnica za izdelavo papirja (temperatura 80-100 stopinj), visokotemperaturna odpadna voda za barvanje (temperatura 60-90 stopinj), farmacevtska fermentacijska brozga (temperatura 50-70 stopinj)

 

Tehnične ovire: Tradicionalne organske membrane lahko prenesejo temperature<50℃, and are prone to aging and failure under high-temperature conditions.

 

Prednosti SiC membrane: dolgoročna-toleranca na 120 stopinj visoke temperature, ni potrebe po predobdelavi hlajenja, neposredna obdelava visoko{2}}temperaturnih dovodnih raztopin, prihranek porabe energije za hlajenje; hkrati lahko visoka temperatura izboljša fluidnost dovodne raztopine, zmanjša viskoznost in poveča pretok membrane.

 

II. Ključne tehnične točke za uporabo

1. Optimizacija predhodne obdelave: namestiti je treba 50–100 μm košarasti filter za odstranjevanje velikih nečistoč v obliki delcev (kot so pesek, gramoz in vlakna), da se prepreči praskanje površine membrane; Za oljno odpadno vodo je treba najprej opraviti deemulzifikacijsko obdelavo (kot je dodajanje deemulgatorjev ali ultrazvočno deemulgiranje), da se zmanjša obremenitev membrane zaradi umazanije.

 

2. Nadzor parametrov procesa

• Delovni tlak: priporočeno 1-5 barov, da se prepreči deformacija por membrane zaradi visokega tlaka;
• Hitrost prečnega-toka: 0,5–2 m/s. Pri zelo onesnaženi odpadni vodi se lahko pretok ustrezno poveča, da se poveča strižna sila in zmanjša koncentracijska polarizacija;
• Strategija čiščenja: Uporabite kombinacijo "zračno-vodno povratno pranje + kemično čiščenje". Cikel povratnega pranja: 15-30 min/čas; cikel kemičnega čiščenja: 3-6 mesecev/čas. Prednostno je alkalno pranje + kislo pranje.

 

3. Zasnova sistemske integracije
Modularna zasnova za prilagodljivo širitev zmogljivosti glede na obseg obdelave; opremljen z avtomatiziranim krmilnim sistemom PLC za spremljanje parametrov, kot so pretok, tlak in motnost v realnem času, s čimer se doseže samodejno povratno pranje in kemično čiščenje, kar zmanjša stroške ročnega posega.

 

 

 

Inovativni povezani procesi: SiC membrane so povezane z naprednimi oksidacijskimi postopki (kot je ozonska katalitična oksidacija), membransko destilacijo in elektrokemično oksidacijo, da se doseže globoko čiščenje in pridobivanje virov zelo zahtevne odpadne vode.

 

Razširjeno pridobivanje virov: Pri čiščenju odpadne vode, ki vsebuje plemenite kovine in organske-vrednosti, lahko SiC membrane dosežejo učinkovito zadrževanje in predelavo ciljnih snovi, s čimer izboljšajo gospodarske koristi čiščenja odpadne vode.

 

Postopki čiščenja in vzdrževanja po poskusih z membrano SiC
SiC membrane zaradi svoje odpornosti na kisline in alkalije, odpornosti proti oksidaciji in visoke mehanske trdnosti zahtevajo čiščenje in vzdrževanje po-eksperimentu. Glavni cilj je temeljito odstraniti kontaminante s površine membrane in por, obnoviti pretok membrane in zmogljivost zadrževanja, preprečiti nepopravljivo obraščanje in podaljšati življenjsko dobo membranskega elementa. Sledijo standardizirani postopki čiščenja in vzdrževanja, ključne operativne točke in varnostni ukrepi.

 

I. Pre-predobdelava po poskusu: ocena onesnaževanja in predhodno izpiranje

Po poskusu je treba pred izvedbo ciljnega čiščenja oceniti vrsto in stopnjo umazanije membrane:

 

1. Presoja vrste onesnaževala

- Razvrstitev na podlagi eksperimentalnih značilnosti krme:

- Anorgansko obraščanje: po obdelavi odpadne vode z visoko-trdoto, visoko-slanostjo se kalcijevi in ​​magnezijevi karbonati ter kovinski oksidi (kot sta Fe₂O₃, MnO₂) zlahka nalagajo na površino membrane;

- Organsko obraščanje: po čiščenju visoke-KPK, oljne odpadne vode in odpadne vode za barvanje se organske snovi, maščobe in molekule barvil zlahka adsorbirajo v pore;

- Biološko obraščanje: Po čiščenju komunalnih odplak in fermentacijske juhe se bakterije in glive zlahka razrastejo na površini membrane in tvorijo biofilm.

 

2. Izračun razpada tekočine

Zapišite začetni tok $J_0$ in končni tok $J_1$. Izračunajte stopnjo upadanja toka $\\eta=(J_0 - J_1) / J_0\\times100\\%$.

- Če je $\\eta < 10\\%$: potrebno je samo povratno izpiranje s čisto vodo;

- Če je $10\\%\\leq\\eta < 30\\%$: potrebno je povratno pranje s čisto vodo + preprosto kemično čiščenje;

- Če je $\\eta\\geq 30\\%$: potrebno je povratno pranje s čisto vodo + izboljšano kemično čiščenje.

 

3. Predhodno povratno pranje s čisto vodo

- Uporabite navzkrižni-način povratnega izpiranja, nadzorujte povratni tlak pri 0,5–1 baru in hitrost povratnega izpiranja pri 1,2–1,5-kratni eksperimentalni delovni stopnji pretoka;

- Uporabite deionizirano vodo ali ultrafiltracijski permeat kot medij za povratno izpiranje, da preprečite vnos novih nečistoč z vodo iz pipe;

- Čas povratnega izpiranja: 10–15 minut, dokler iztok povratnega izpiranja ni čist in brez očitnih suspendiranih trdnih delcev.

 

II. Stopenjski postopek kemičnega čiščenja (osnovni koraki)
Izberite shemo čiščenja glede na stopnjo kontaminacije po načelu "najprej alkalno pranje, nato kislo pranje in po potrebi dezinfekcija", pri čemer se izogibajte neposrednemu mešanju kislin in alkalij.

 

1. Alkalno pranje: Odstranjevanje organskih in bioloških onesnaževalcev
Primerno za čiščenje membrane po poskusih z zaoljeno odpadno vodo z visoko-KPK. Uporablja raztopino alkalije za umiljenje maščobe, razgradnjo organskih snovi in ​​luščenje biofilma.

- Formulacije čistilnih sredstev (izberite eno):

- Standardna formulacija: 0,5–1 % (masni delež) raztopina NaOH + 500–1000 mg/L natrijevega hipoklorita (NaClO);

- Blaga formulacija: 0,3–0,5 % raztopina natrijevega karbonata (Na₂CO₃) + 300–500 mg/L vodikovega peroksida (H₂O₂) (primerno za aplikacije,-občutljive na klor).

- Delovni parametri:

- Temperatura čiščenja: 30–40 stopinj (povečanje temperature lahko izboljša učinkovitost čiščenja, vendar ne sme preseči 60 stopinj);

- Čistilni tlak: 0,3–0,8 bara, z uporabo čiščenja s prečnim-tokom kroženja, hitrost kroženja 0,8–1,2 m/s;

- Čas čiščenja: 30–60 min. Če je močno onesnažen, ga pred čiščenjem z recirkulacijo namočite 1–2 uri.

- Ocena končne točke: Barva in motnost čistilne raztopine sta stabilni, vrednosti COD vhodnih in izstopnih čistilnih raztopin pa so v bistvu dosledne.

 

2. Kislo pranje: Odstranjevanje anorganskih umazanij
Primerno za čiščenje membran po poskusih z visoko-trdoto, visoko-slanostjo odpadne vode, raztapljanjem anorganskega kamna in oborinami kovinskega oksida na površini membrane.

- Formulacije čistilnih sredstev (izberite eno):

- Standardna formulacija: 0,1–0,5 % (masni delež) raztopina citronske kisline (prilagodite pH na 2–3, primerno za čiščenje kalcijevega in magnezijevega kamna);

- Izboljšana formulacija: 0,5–1 % raztopina klorovodikove kisline (HCl) (primerna za čiščenje vodnega kamna kovinskega oksida; izogibajte se močni kislinski koroziji opreme).

- Delovni parametri:

- Čistilni tlak: 0,3–0,8 bara, prečna-hitrost kroženja toka 0,8–1,2 m/s;

- Čas čiščenja: 20–40 min, ogrevanje ni potrebno, zadostuje čiščenje pri sobni temperaturi;

- Ključni previdnostni ukrepi: Po pranju s kislino izpirajte membranski modul z veliko deionizirane vode, dokler pH vode izdelka ne postane nevtralen (6–8), da preprečite, da bi preostala kislina razjedala membranske elemente.

 

3. Dezinfekcijska obdelava (neobvezno) Če je poskusna raztopina biološko aktivna raztopina (kot je fermentacijska brozga ali komunalna odplaka), je po alkalnem pranju potreben korak dezinfekcije, da se uničijo preostali mikroorganizmi.

- Razkužilo: raztopina perocetne kisline 1000–2000 mg/L ali raztopina natrijevega hipoklorita 500–1000 mg/L;

- Postopek: Namakajte 30 minut, nato sperite z deionizirano vodo, dokler ne izginejo ostanki razkužila.

 

III. Preverjanje čistilnega učinka

Po čiščenju je treba učinek čiščenja preveriti s testiranjem fluksa, da se zagotovi obnovitev delovanja membrane:

 

1. Preskus pretoka čiste vode: Pri standardnih pogojih (temperatura 25 stopinj, tlak 1 bar) preizkusite pretok čiste vode membrane $J_2$;

 

2. Izračun stopnje povrnitve fluidnosti: Stopnja obnovitve pretoka $\\gamma=J_2/J_0\\times100\\%$;

- Če $\\gamma\\eq90\\%$: Čiščenje je kvalificirano in membrano lahko uporabite za naslednji poskus;

- Če $70\\%\\eq\\gamma<90\%$: The chemical cleaning process needs to be repeated;

- Če $\\gamma<70\%$: Irreversible fouling may exist. Check the membrane surface for damage and replace the membrane element if necessary.

 

IV. Dolgo{1}}shranjevanje in vzdrževanje

Če je treba membranski element shraniti dlje časa (več kot 7 dni) po poskusu, ga je treba zapreti, da se prepreči rast mikrobov in blokada membranskih por:

 

1. Kratkoročno -shranjevanje (7–30 dni)

- Napolnite membranski modul in cevje z 0,05–0,1 % raztopino natrijevega hipoklorita;

- Zaprite vhod in izhod membranskega modula in ga postavite na hladno in suho mesto, pri čemer se izogibajte neposredni sončni svetlobi.

 

2. Dolgo{1}}shranjevanje (več kot 30 dni)

- Po končanem kemičnem čiščenju in validaciji fluksa namočite membranski element v 1–2 % raztopino glicerola za 30 minut;

- Odcedite odvečno raztopino glicerola, zaprite dovod in odvod ter shranite v okolju 0–40 stopinj, da preprečite razpoke zaradi zmrzovanja ali visoko{3}}temperaturno staranje.

 

V. Prepovedi čiščenja in vzdrževanja

1. Ne uporabljajte fluorovodikove kisline (HF) ali čistilnih sredstev, ki vsebujejo fluoride, saj bodo razjedla material SiC membrane;

 

2. Avoid prolonged high-temperature cleaning (>60 stopinj), da se prepreči staranje tesnil membranskega modula;

 

3. Kisle in alkalne čistilne raztopine je treba pripraviti in shraniti ločeno. Neposredno mešanje je strogo prepovedano, da se prepreči nastajanje strupenih plinov;

 

4. Med čiščenjem se izogibajte visokim{1}}tlakom, da preprečite poškodbe membranskih cevi.

 

Priljubljena oznake: oprema za čiščenje odpadne vode, proizvajalci, dobavitelji, tovarna opreme za čiščenje odpadne vode na Kitajskem