Разтворената органична материя (DOM) може да създаде значителни предизвикателства при използване на NF RO мембрани. Като водещ доставчик наNF RO мембрана, ние разбираме значението на ефективното премахване на DOM преди филтриране на мембраната, за да осигурим оптимална производителност и дълголетие на мембраните.
Разбиране на разтворената органична материя
DOM е сложна смес от органични съединения, които са разтворени във вода. Може да произхожда от различни източници, включително естествена органична материя (NOM), като хуминови и фулвинови киселини, промишлени отпадъчни води и селскостопански отток. DOM може да има отрицателно въздействие върху работата на NF RO мембраната по няколко начина. Първо, това може да причини замърсяване на мембраната, което намалява пропускливостта на мембраната и повишава работното налягане, необходимо за филтриране. Второ, DOM може да реагира с дезинфектанти, като хлор, за да образува вредни странични продукти за дезинфекция (DBP).
Методи за предварително третиране за премахване на DOM
Коагулация и флокулация
Коагулацията и флокулацията са често използвани методи за предварителна обработка за отстраняване на DOM. Коагуланти, като алуминиев сулфат или железен хлорид, се добавят към водата, за да неутрализират отрицателните заряди на DOM частиците, което ги кара да се агрегират. След това се добавят флокуланти, за да се насърчи образуването на по-големи флокули, които могат да бъдат по-лесно отстранени чрез утаяване или филтриране.
Коагулацията и флокулацията могат ефективно да премахнат значителна част от DOM, особено по-големите и по-хидрофобни фракции. Въпреки това, ефективността на тези методи зависи от няколко фактора, включително вида и дозировката на коагуланта, pH на водата и времето за контакт между коагуланта и водата.
Адсорбция с активен въглен
Активният въглен е силно порест материал с голяма повърхност, което го прави ефективен адсорбент за отстраняване на DOM. Той може да адсорбира широка гама от органични съединения, включително както хидрофобни, така и хидрофилни DOM фракции.
Има два основни вида активен въглен, използван за пречистване на вода: гранулиран активен въглен (GAC) и активен въглен на прах (PAC). GAC обикновено се използва в адсорбери с фиксиран слой, където водата тече през слой от активен въглен. PAC се добавя директно към водата и процесът на адсорбция протича във водната фаза. След адсорбция PAC може да бъде отстранен чрез филтриране или утаяване.
Адсорбцията с активен въглен е ефективна при отстраняването на DOM с ниско молекулно тегло и може също да премахне някои прекурсори на DBP. Въпреки това, адсорбционният капацитет на активния въглен е ограничен и той трябва периодично да се заменя или регенерира.
Окисляване
Окисляването е друг метод за предварителна обработка за отстраняване на DOM. Окислителите, като озон, водороден пероксид и хлор, могат да реагират с DOM, за да разградят органичните съединения на по-малки и по-биоразградими фрагменти.
Озонът е мощен окислител, който може ефективно да окисли DOM и да подобри качеството на водата преди мембранна филтрация. Може също да намали образуването на DBPs. Водородният пероксид може да се използва в комбинация с други окислители или катализатори за подобряване на процеса на окисление. Хлорът е често използван дезинфектант, но може да реагира с DOM, за да образува DBP. Следователно, когато се използва хлор за окисление, е необходим внимателен контрол на дозировката и времето за контакт.
Биологично третиране
Биологичното третиране може да се използва за отстраняване на DOM чрез използване на микроорганизми за разграждане на органичните съединения. Анаеробните и аеробните биологични процеси са двата основни вида биологично третиране.
При анаеробно биологично третиране микроорганизмите разграждат DOM в отсъствието на кислород, произвеждайки метан и въглероден диоксид. Аеробното биологично третиране, от друга страна, използва микроорганизми, консумиращи кислород, за разграждане на DOM. Биологичното третиране е ефективно за премахване на биоразградими DOM, но може да не е подходящо за отстраняване на небиоразградими или непокорни DOM.
Значение на премахването на DOM за NF RO мембрани
Ефективно премахване на DOM преди употребаНанофилтрация с обратна осмозамембрани е от решаващо значение поради няколко причини. Първо, помага да се предотврати замърсяването на мембраната. Замърсяването на мембраната може да доведе до намаляване на мембранния поток, повишаване на работното налягане и по-кратък живот на мембраната. Чрез премахване на DOM честотата на почистване и подмяна на мембраната може да бъде намалена, което води до спестяване на разходи.
Второ, отстраняването на DOM може да подобри качеството на пермеатната вода. DOM може да съдържа различни замърсители, като тежки метали и органични замърсители, които могат да бъдат отстранени заедно с DOM. Това гарантира, че пречистената вода отговаря на необходимите стандарти за качество.
И накрая, премахването на DOM може да намали образуването на DBP. Както бе споменато по-рано, DOM може да реагира с дезинфектанти, за да образува DBP, които са потенциално вредни за човешкото здраве. Чрез намаляване на съдържанието на DOM във водата, образуването на DBPs може да бъде сведено до минимум.
Оценяване на методите за предварителна обработка за вашата система
При избора на методи за предварителна обработка за отстраняване на DOM трябва да се вземат предвид няколко фактора. Те включват характеристиките на захранващата вода, като концентрация на DOM, разпределение на молекулното тегло и биоразградимост. Цената и наличността на методите за предварителна обработка също трябва да бъдат взети под внимание.
Например, ако захранващата вода има висока концентрация на биоразградим DOM, биологичното третиране може да бъде рентабилен вариант. Ако DOM се състои основно от хидрофобни и високомолекулни съединения, коагулацията и флокулацията може да са по-подходящи.
Също така е важно да се вземе предвид съвместимостта на методите за предварителна обработка с NF RO мембраните. Някои химикали за предварителна обработка, като хлор, могат да повредят мембраните, ако не се контролират правилно. Следователно е необходимо да се изберат методи за предварителна обработка, които нямат отрицателно въздействие върху работата на мембраната.
Казуси от практиката
Нека да разгледаме няколко казуса, за да илюстрираме ефективността на методите за предварително третиране за премахване на DOM. В пречиствателна станция, която доставя питейна вода, захранващата вода съдържа висока концентрация на NOM. Първоначално заводът използва само проста филтрация като предварителна обработка и NF RO мембраните бързо се замърсяват. След това инсталацията прилага процес на предварителна обработка на коагулация - флокулация - утаяване, последван от адсорбция с активен въглен. След внедряването на новия процес на предварителна обработка, степента на замърсяване на мембраната беше значително намалена и мембранният поток се поддържаше на стабилно ниво.
В друго промишлено приложение е използвана химическа фабрикаВодна нанофилтрацияза пречистване на отпадните води. Отпадъчните води съдържаха голямо количество промишлен DOM, който беше труден за разграждане. Фабриката е приела метод за предварителна обработка на окисление, използващ озон, последван от биологично третиране. Тази комбинация от методи за предварителна обработка успя ефективно да премахне DOM и работата на мембраната беше подобрена, което доведе до по-добро качество на водата и намалени оперативни разходи.
Заключение
В заключение, премахването на разтворената органична материя преди използването на NF RO мембрани е от съществено значение за осигуряване на оптимална работа на мембраната, подобряване на качеството на водата и намаляване на оперативните разходи. Разнообразие от методи за предварителна обработка, включително коагулация и флокулация, адсорбция с активен въглен, окисляване и биологично третиране, са налични за отстраняване на DOM. Всеки метод има своите предимства и ограничения и изборът на метод за предварителна обработка трябва да се основава на специфичните характеристики на захранващата вода и изискванията на системата за филтриране.
Като доверен доставчик на NF RO мембрани, ние се ангажираме да предоставяме на нашите клиенти висококачествени мембрани и цялостна техническа поддръжка. Ако се интересувате да научите повече за нашите NF RO мембрани или се нуждаете от съвет относно предварителната обработка за отстраняване на DOM за вашето конкретно приложение, препоръчваме ви да се свържете с нас за подробна консултация. Нашият екип от експерти е готов да ви помогне да намерите най-подходящите решения за вашите нужди от пречистване на водата.
Референции
- Crittenden, JC, Trussell, RR, Hand, DW, Howe, KJ, & Tchobanoglous, G. (2012). Пречистване на водата на MWH: Принципи и дизайн. Джон Уайли и синове.
- Amy, G., & Drewes, JE (2013). Мембранна технология и приложения. Джон Уайли и синове.
- Le-Clech, P., Chen, V., & Fane, AG (2006). Замърсяване в мембранни биореактори, използвани при пречистване на отпадъчни води. Journal of Membrane Science, 284 (1 - 2), 17 - 53.