Πώς να επιλέξετε ένα ανακυκλωμένο σύστημα επεξεργασίας νερού με βάση τις απαιτήσεις επαναχρησιμοποίησης νερού

Όταν οι βιομηχανικές εταιρείες σχεδιάζουν ένα έργο επαναχρησιμοποίησης νερού, μια από τις πρώτες ερωτήσεις που κάνουν συχνά είναι: "Πρέπει να επιλέξουμε υπερδιήθηση, αντίστροφη όσμωση ή άλλο εξοπλισμό επεξεργασίας;" Ωστόσο, από την άποψη του πραγματικού σχεδιασμού του έργου, αυτό συχνά δεν είναι το σωστό σημείο εκκίνησης.

Επιλέγοντας αεπεξεργασία ανακτημένου νερούΗ λύση δεν θα πρέπει να ξεκινά με την απόφαση ποιος εξοπλισμός θα αγοράσει και στη συνέχεια να εξετάσει το είδος του νερού που μπορεί να επεξεργαστεί αυτός ο εξοπλισμός. Μια πιο λογική προσέγγιση είναι να προσδιοριστεί πρώτα ο τρόπος με τον οποίο θα επαναχρησιμοποιηθεί το επεξεργασμένο νερό και, στη συνέχεια, να επιλεγεί η διαδικασία επεξεργασίας με βάση την ποιότητα του νερού-στόχου, τα χαρακτηριστικά του νερού πηγής και τη σύνθεση των ρύπων. Με άλλα λόγια, ένα κατάλληλο σύστημα επεξεργασίας νερού ανακυκλωμένου για βιομηχανική επαναχρησιμοποίηση δεν καθορίζεται από ένα μόνο κομμάτι του εξοπλισμού, αλλά από την προβλεπόμενη επόμενη χρήση του νερού.

Ξεκινήστε με το πώς θα χρησιμοποιηθεί το νερό και όχι με τον εξοπλισμό που θα αγοράσετε

Πολλές βιομηχανικές εταιρείες διαθέτουν ήδη εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων. Μετά την επεξεργασία, τα λύματα μπορεί να πληρούν τις τοπικές απαιτήσεις απόρριψης, αλλά αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι το νερό μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί άμεσα στην παραγωγή. Η τήρηση των προτύπων εκκένωσης και η τήρηση των απαιτήσεων επαναχρησιμοποίησης είναι δύο διαφορετικές έννοιες.

Η συμβατική επεξεργασία λυμάτων επικεντρώνεται γενικά στη μείωση των ρύπων, έτσι ώστε τα λύματα να πληρούν τις απαιτήσεις απόρριψης. Ο στόχος της επεξεργασίας ανακυκλωμένου νερού, ωστόσο, είναι πιο συγκεκριμένος: η περαιτέρω βελτίωση του επεξεργασμένου νερού σε ποιότητα κατάλληλη για μια συγκεκριμένη εφαρμογή επαναχρησιμοποίησης. Για παράδειγμα, το νερό που χρησιμοποιείται για το πλύσιμο των δαπέδων των εγκαταστάσεων δεν απαιτεί την ίδια ποιότητα νερού με το νερό μακιγιάζ που παρέχεται σε έναν πύργο ψύξης, ενώ οι απαιτήσεις για το νερό μακιγιάζ του πύργου ψύξης και το νερό τροφοδοσίας του λέβητα μπορεί να διαφέρουν ακόμη πιο σημαντικά. Επομένως, δεν υπάρχει ενιαίο σταθερό σύστημα επεξεργασίας επαναχρησιμοποίησης νερού που να είναι κατάλληλο για κάθε έργο.

Μια πιο πρακτική διαδικασία λήψης αποφάσεων-μπορεί να γίνει κατανοητή ως:

Καθορίστε την εφαρμογή επαναχρησιμοποίησης → Προσδιορίστε τις απαιτήσεις επαναχρησιμοποίησης νερού → Αναλύστε το νερό πηγής → Προσδιορίστε τους ρύπους που πρέπει να αφαιρεθούν → Επιλέξτε τεχνολογίες επεξεργασίας → Ανάπτυξη του πλήρους συστήματος

Αυτή είναι επίσης μια από τις πιο συχνά παραγνωρισμένες πτυχές των έργων βιομηχανικής επαναχρησιμοποίησης νερού. Ο ίδιος ο εξοπλισμός είναι μόνο ένα μέρος της λύσης, παρά το σημείο εκκίνησης ολόκληρου του έργου.

Βήμα 1: Προσδιορίστε την τελική εφαρμογή επαναχρησιμοποίησης του ανακτημένου νερού

Η προβλεπόμενη χρήση του ανακτημένου νερού καθορίζει τον στόχο επεξεργασίας. Για παράδειγμα,βιομηχανικά συστήματα ψύξηςγενικά δίνουν μεγαλύτερη έμφαση στα συνολικά διαλυμένα στερεά, τη σκληρότητα, το πυρίτιο και τον μικροβιολογικό έλεγχο. Ακόμα κι αν το νερό φαίνεται οπτικά διαυγές, οι υψηλές συγκεντρώσεις αλατιού ή η σκληρότητα μπορεί να αυξήσουν τον κίνδυνο απολέπισης και διάβρωσης καθώς το νερό συγκεντρώνεται κατά την κυκλοφορία.

ΑνΤο ανακτημένο νερό χρησιμοποιείται σε διαδικασίες βιομηχανικής παραγωγής, η κατάσταση γίνεται πιο σύνθετη. Διαφορετικές μεταποιητικές βιομηχανίες μπορεί να έχουν εντελώς διαφορετικές απαιτήσεις ποιότητας νερού. Ορισμένες διαδικασίες παραγωγής αφορούν πρωτίστως τα αιωρούμενα στερεά και τη θολότητα, ενώ άλλες απαιτούν αυστηρότερο έλεγχο της αγωγιμότητας, των διαλυμένων αλάτων ή των ειδικών ιόντων.

Νερό τροφοδοσίας λέβηταγενικά απαιτεί υψηλότερο επίπεδο θεραπείας. Σε αυτή την περίπτωση, η απομάκρυνση των αιωρούμενων στερεών μόνο μέσω συμβατικής διήθησης είναι συχνά ανεπαρκής και το σύστημα μπορεί να χρειαστεί περαιτέρω μείωση της σκληρότητας, του πυριτίου και των διαλυμένων αλάτων.

Συγκριτικά,νερό που χρησιμοποιείται για πλύσιμο εξοπλισμού, καθαρισμό δαπέδου ή ορισμένες μη κρίσιμες βιομηχανικές εφαρμογέςμπορεί να μην απαιτεί δαπανηρή επεξεργασία βαθιάς αφαλάτωσης.

Επομένως, πριν σχεδιάσετε έναδιαδικασία επεξεργασίας ανακτημένου νερού για βιομηχανική χρήση, η πρώτη ερώτηση που πρέπει να κάνει μια εταιρεία δεν είναι "Τι τύπος μεμβράνης χρειάζεται;" αλλά μάλλον:Ποια πηγή νερού θα αντικαταστήσει τελικά αυτό το ανακτηθέν νερό;Μόλις καθοριστεί με σαφήνεια αυτή η ερώτηση, οι επόμενοι στόχοι θεραπείας καθίστανται πολύ πιο εύκολο να καθοριστούν.

Βήμα 2: Μεταφράστε την προβλεπόμενη χρήση σε συγκεκριμένες απαιτήσεις επαναχρησιμοποίησης νερού

Αφού καθοριστεί η εφαρμογή επαναχρησιμοποίησης, το επόμενο βήμα είναι να καθοριστεί η απαιτούμενη ποιότητα νερού. Διαφορετικές εφαρμογές εστιάζουν σε διαφορετικές παραμέτρους.Νερό ψύξηςμπορεί να απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή στη σκληρότητα, το πυρίτιο, το χλωρίδιο και τα συνολικά διαλυμένα στερεά.νερό βιομηχανικής διεργασίαςμπορεί να δώσει μεγαλύτερη έμφαση σε συγκεκριμένους ρύπους, αγωγιμότητα ή οργανική ύλη. ενώσυστήματα λέβηταγενικά απαιτούν αυστηρότερο έλεγχο των συστατικών που μπορεί να προκαλέσουν απολέπιση και εναποθέσεις.

Αυτό σημαίνει ότι όταν επιλέγετε έναανακυκλωμένο σύστημα επεξεργασίας νερού, δεν είναι σωστό να υποθέσουμε απλώς ότι «όσο πιο καθαρό είναι το νερό, τόσο το καλύτερο». Η υπερβολική-θεραπεία μπορεί επίσης να δημιουργήσει προβλήματα. Για παράδειγμα, εάν μια συγκεκριμένη εφαρμογή επαναχρησιμοποίησης απαιτεί μόνο σταθερή μείωση της θολότητας και των αιωρούμενων στερεών, η απευθείας χρήση αντίστροφης όσμωσης υψηλής-πίεσης για βαθιά αφαλάτωση μπορεί να αυξήσει την κατανάλωση ενέργειας, τις απαιτήσεις καθαρισμού της μεμβράνης και το κόστος διαχείρισης συμπυκνώματος χωρίς να παρέχει οφέλη ανάλογα με την πρόσθετη επένδυση.

Μια πιο πρακτική αρχή για την επαναχρησιμοποίηση βιομηχανικού νερού είναι:

Επεξεργαστείτε το νερό στο επίπεδο που απαιτείται για την προβλεπόμενη εφαρμογή του αντί να επιδιώκετε τυφλά την υψηλότερη δυνατή ποιότητα νερού.

Βήμα 3: Ο ίδιος στόχος επαναχρησιμοποίησης μπορεί να απαιτεί εντελώς διαφορετικές διαδικασίες επεξεργασίας για διαφορετικά νερά

Αυτός είναι ένας άλλος κρίσιμος παράγοντας κατά την επιλογή ενός ανακυκλωμένου συστήματος επεξεργασίας νερού. Ας υποθέσουμε ότι δύο εργοστάσια σκοπεύουν να επαναχρησιμοποιήσουν επεξεργασμένο νερό ως νερό μακιγιάζ πύργου ψύξης. Η προβλεπόμενη εφαρμογή επαναχρησιμοποίησής τους είναι η ίδια, αλλά τα νερά της πηγής τους μπορεί να είναι εντελώς διαφορετικά. Ένα έργο μπορεί να χρησιμοποιεί δευτερογενή απόβλητα από μια μονάδα επεξεργασίας αστικών λυμάτων με σχετικά σταθερή ποιότητα νερού, ενώ ένα άλλο μπορεί να επεξεργάζεται βιομηχανικά λύματα υψηλής αλατότητας που περιέχουν πετρέλαιο, οργανικούς ρύπους ή συγκεκριμένους ρύπους που παράγονται κατά τη διαδικασία παραγωγής. Αν και η τελική εφαρμογή επαναχρησιμοποίησης είναι η ίδια, αυτά τα δύο έργα σαφώς δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν ακριβώς το ίδιο σύστημα ανακύκλωσης λυμάτων.

Επομένως, πριν από την επιλογή εξοπλισμού, το νερό της πηγής πρέπει να αναλυθεί για να εντοπιστούν οι κύριες προκλήσεις του. Εκτός από το COD, τα αιωρούμενα στερεά και τη θολότητα, τα βιομηχανικά έργα πρέπει επίσης να λαμβάνουν υπόψη την αλατότητα, τη σκληρότητα, την περιεκτικότητα σε λάδι και τις διακυμάνσεις της ποιότητας του νερού.

Ειδικά τα βιομηχανικά λύματα μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τους κύκλους παραγωγής. Εάν ένα σύστημα έχει σχεδιαστεί με βάση μόνο τα αποτελέσματα ενός μεμονωμένου δείγματος νερού χωρίς να λαμβάνονται υπόψη μακροπρόθεσμες παραλλαγές, ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα όπως ανεπαρκής ικανότητα επεξεργασίας, επιταχυνόμενη ρύπανση της μεμβράνης ή ασταθής ποιότητα εκροής κατά την πραγματική λειτουργία.

Βήμα 4: Επιλέξτε τεχνολογίες επεξεργασίας επαναχρησιμοποίησης νερού με βάση τους ρύπους που πρέπει να αφαιρεθούν

Μόλις καθοριστεί με σαφήνεια το νερό πηγής και η ποιότητα του νερού στόχου, η επιλογή εξοπλισμού μπορεί πραγματικά να ξεκινήσει.

Γιαανακτημένο νερό που επηρεάζεται κυρίως από αιωρούμενα στερεά, κολλοειδή και θολότητα, οι τεχνολογίες φιλτραρίσματος είναι συχνά σημαντικές μονάδες επεξεργασίας. Ανάμεσά τους,Βιομηχανικά συστήματα υπερδιήθησηςμπορεί να παρέχει σταθερό στερεό-διαχωρισμό υγρών σε εφαρμογές βιομηχανικής επαναχρησιμοποίησης νερού και να παρέχει πιο συνεπείς συνθήκες τροφοδοσίας για μετέπειτα προηγμένη επεξεργασία.

Εάν η κύρια πρόκληση είναι διαλυμένα άλατα, αγωγιμότητα ή άλλες διαλυμένες προσμείξεις, η υπερδιήθηση από μόνη της γενικά δεν είναι σε θέση να επιτύχει τον απαιτούμενο στόχο θεραπείας. Σε τέτοιες περιπτώσεις, μπορεί να απαιτούνται τεχνολογίες διαχωρισμού μεμβράνης όπως η νανοδιήθηση ή η αντίστροφη όσμωση.

Γιαλάδι-που περιέχει βιομηχανικά λύματα, ο διαχωρισμός ελαίου-νερού ή άλλες διαδικασίες προεπεξεργασίας μπορεί να είναι απαραίτητες πριν από την επεξεργασία με μεμβράνη. Εάν αφεθούν υψηλές συγκεντρώσεις λαδιού να εισέλθουν απευθείας σε ένα σύστημα μεμβράνης, ο εξοπλισμός μπορεί να αντιμετωπίσει ταχύτερη ρύπανση και αυξημένες απαιτήσεις καθαρισμού.

Ως εκ τούτου, ένα πλήρεςσύστημα επεξεργασίας επαναχρησιμοποίησης νερούσυχνά δεν βασίζεται σε μία τεχνολογία, αλλά σε συνδυασμό πολλαπλών μονάδων θεραπείας.

Για παράδειγμα, ένα σχετικά απλό βιομηχανικό σύστημα επαναχρησιμοποίησης νερού μπορεί να χρησιμοποιεί:

Υφιστάμενο Επεξεργασία Λυμάτων → Διήθηση → Απολύμανση → Επαναχρησιμοποίηση

Έργα με υψηλότερες απαιτήσεις ποιότητας νερού μπορούν να χρησιμοποιούν:

Βιολογικός Καθαρισμός → Βιομηχανικά συστήματα υπερδιήθησης → Αντίστροφη όσμωση → Αποθήκευση ανακτημένου νερού → Επαναχρησιμοποίηση

Για βιομηχανικά έργα με πολύπλοκα χαρακτηριστικά νερού πηγής, πρόσθετες μονάδες προεπεξεργασίας, όπως ο διαχωρισμός νερού{0}, η πήξη και η καθίζηση, ή άλλες διεργασίες επεξεργασίας μπορεί να προστεθούν ανάντη.

Μην εστιάζετε μόνο στην ικανότητα επεξεργασίας-Σκεφτείτε το ισοζύγιο νερού ολόκληρου του συστήματος

Στα πραγματικά έργα, πολλές εταιρείες εστιάζουν κυρίως στο πόσους τόνους νερού μπορεί να επεξεργάζεται ο εξοπλισμός την ημέρα. Ωστόσο, για έναανακυκλωμένο σύστημα επεξεργασίας νερού για βιομηχανική επαναχρησιμοποίηση, η θεραπευτική ικανότητα από μόνη της δεν είναι επαρκής. Το σύστημα πρέπει επίσης να εξετάσει πόσα λύματα παράγονται στην πραγματικότητα κάθε μέρα, πόσο ανακτημένο νερό απαιτείται από τη διαδικασία παραγωγής, πόσο νερό μπορεί να ανακτήσει το σύστημα και πώς θα γίνει ο χειρισμός του συμπυκνώματος, του νερού αντίστροφης έκπλυσης και άλλων υπολειμματικών ροών.

Για παράδειγμα, ένα σύστημα αντίστροφης όσμωσης μπορεί να βελτιώσει την ποιότητα του νερού διείσδυσης, αλλά παράγει επίσης συμπύκνωμα. Εάν ένα έργο εστιάζει μόνο στην παραγωγή διηθήματος χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η διαχείριση του συμπυκνώματος εκ των προτέρων, η λειτουργία του συνόλουσύστημα ανακύκλωσης λυμάτωνμπορεί να περιοριστεί. Επομένως, ο σχεδιασμός του συστήματος θα πρέπει να βασίζεται σε ένα πλήρες ισοζύγιο νερού.

Οι εταιρείες πρέπει να λάβουν υπόψη:

Αντιστοιχεί ο όγκος των λυμάτων που παράγεται με τη ζήτηση για ανακυκλωμένο νερό;

Πληροί το ποσοστό ανάκτησης του συστήματος τους γενικούς επιχειρησιακούς στόχους;

Πώς θα γίνει η επεξεργασία ή η διαχείριση του συμπυκνώματος και άλλων υπολειμματικών ροών;

Μόνο όταν αυτά τα ζητήματα αντιμετωπιστούν από κοινού, ένα έργο επαναχρησιμοποίησης νερού μπορεί να επιτύχει μακροπρόθεσμη-λειτουργική σκοπιμότητα.

Το κόστος λειτουργίας είναι εξίσου σημαντικό κατά την επιλογή ενός συστήματος

Από την άποψη της αρχικής επένδυσης, η προσθήκη περισσότερου εξοπλισμού επεξεργασίας μπορεί να φαίνεται ότι παράγει λύματα υψηλότερης-ποιότητας. Ωστόσο, τα έργα βιομηχανικής επαναχρησιμοποίησης νερού σχεδιάζονται γενικά για μακροπρόθεσμη-λειτουργία. Ο καθαρισμός της μεμβράνης, η κατανάλωση χημικών, η κατανάλωση ρεύματος, η αντικατάσταση των εξαρτημάτων που φθάνουν και η εργασία για λειτουργία και συντήρηση επηρεάζουν το πραγματικό κόστος λειτουργίας του συστήματος.

Επομένως, όταν επιλέγετε έναεπεξεργασία ανακτημένου νερούλύση, οι εταιρείες δεν θα πρέπει να συγκρίνουν το κόστος αγοράς εξοπλισμού από μόνες τους, ούτε θα πρέπει απλώς να υποθέτουν ότι ένα μεγαλύτερο βάθος επεξεργασίας είναι πάντα καλύτερο. Μια πιο κατάλληλη λύση θα πρέπει να εξισορροπεί τους ακόλουθους παράγοντες:στοχεύστε την ποιότητα του νερού, τη σταθερότητα του συστήματος, το ποσοστό ανάκτησης νερού, την κατανάλωση ενέργειας και το μακροπρόθεσμο κόστος συντήρησης.

Για παράδειγμα, εάν η υπερδιήθηση είναι ήδη ικανή να καλύψει τις απαιτήσεις επαναχρησιμοποίησης νερού μιας συγκεκριμένης εφαρμογής, η προσθήκη αντίστροφης όσμωσης μπορεί να μην είναι η πιο οικονομική επιλογή. Αντίθετα, εάν η κατάντη διαδικασία παραγωγής απαιτεί αυστηρό έλεγχο των διαλυμένων αλάτων, η παράλειψη της απαραίτητης προηγμένης επεξεργασίας μπορεί να επηρεάσει τον εξοπλισμό παραγωγής ή την ποιότητα του προϊόντος. Επομένως, αυτό που πρέπει να βελτιστοποιηθεί δεν είναι ένα μόνο κομμάτι του εξοπλισμού, αλλά ολόκληρο το σύστημα θεραπείας.

Μια απλή αλλά αποτελεσματική λογική επιλογής συστήματος

Για τα περισσότερα έργα βιομηχανικής επαναχρησιμοποίησης νερού, η διαδικασία επιλογής μπορεί να ακολουθήσει μια σαφή σειρά. Αρχικά, καθορίστε πού θα χρησιμοποιηθεί το ανακτημένο νερό. Στη συνέχεια, καθορίστε τη στοχευόμενη ποιότητα νερού με βάση την προβλεπόμενη εφαρμογή. Στη συνέχεια, αναλύστε τα πραγματικά χαρακτηριστικά των υφιστάμενων λυμάτων ή λυμάτων επεξεργασίας λυμάτων και εντοπίστε τους ρύπους που απαιτούν κατά προτεραιότητα απομάκρυνση. Μόλις καθοριστούν αυτές οι βασικές πληροφορίες, ενδείκνυταιτεχνολογίες επεξεργασίας επαναχρησιμοποίησης νερούμπορεί να συνδυαστεί με την τελική ανάπτυξη ενός πλήρους ανακτημένου συστήματος επεξεργασίας νερού.

Αυτή η διαδικασία μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:

Χρήση → Απαίτηση → Ποιότητα νερού → Μολυσματικός παράγοντας → Τεχνολογία → Σύστημα

Αυτή η προσέγγιση είναι πιο κοντά στον πραγματικό μηχανικό σχεδιασμό από το να ρωτάς απλώς, "Θα πρέπει να χρησιμοποιείται UF ή RO;"

Σύναψη

Η επιλογή ενός βιομηχανικού συστήματος επεξεργασίας νερού με ανακύκλωση είναι βασικά μια διαδικασία που ξεκινά με τις πραγματικές απαιτήσεις επαναχρησιμοποίησης.

Ένα κατάλληλο σύστημα επεξεργασίας ανακτημένου νερού δεν πρέπει να καθορίζεται από ένα μόνο τμήμα του εξοπλισμού. Αντίθετα, θα πρέπει να σχεδιαστεί με βάση την τελική εφαρμογή επαναχρησιμοποίησης του ανακυκλωμένου νερού, τις απαιτήσεις επαναχρησιμοποίησης νερού, την ποιότητα του νερού πηγής και τους ρύπους που πρέπει να αφαιρεθούν.

Για ορισμένα έργα, η διήθηση και η απολύμανση μπορεί να είναι ήδη επαρκής. Για βιομηχανικές εφαρμογές επαναχρησιμοποίησης που απαιτούν σταθερό έλεγχο των αιωρούμενων στερεών, τα βιομηχανικά συστήματα υπερδιήθησης μπορούν να χρησιμεύσουν ως σημαντική μονάδα επεξεργασίας. Για έργα που απαιτούν περαιτέρω μείωση των διαλυμένων αλάτων και αγωγιμότητα, μπορεί να χρειαστεί να ενσωματωθούν προηγμένες τεχνολογίες επεξεργασίας όπως η αντίστροφη όσμωση.

Επομένως, όταν σχεδιάζετε ένα έργο επεξεργασίας νερού που έχει ανακτηθεί, το πιο σημαντικό ερώτημα δεν είναι "Ποιος εξοπλισμός είναι ο καλύτερος;" αλλά μάλλον:Τι ποιότητα νερού απαιτείται στην πραγματικότητα για επαναχρησιμοποίηση;Μόλις απαντηθεί με σαφήνεια αυτή η ερώτηση, η κατεύθυνση για την επιλογή της διαδικασίας, τη διαμόρφωση του εξοπλισμού και τον συνολικό σχεδιασμό του συστήματος ανακύκλωσης λυμάτων γίνεται πολύ πιο σαφής.

Για τις βιομηχανικές εταιρείες, μια σωστά σχεδιασμένη διαδικασία επεξεργασίας ανακυκλωμένου νερού για βιομηχανική χρήση θα πρέπει να εξισορροπεί την ποιότητα του νερού, το ποσοστό ανάκτησης, τη λειτουργική σταθερότητα και το μακροπρόθεσμο-κόστος, παρέχοντας παράλληλα μια λύση που ταιριάζει στις πραγματικές απαιτήσεις επαναχρησιμοποίησης νερού του συγκεκριμένου έργου.