بسته فرآیند تصفیه آب غشای سرامیکی: پیش تصفیه بیولوژیکی – کاربرد غشای سرامیکی ترکیبی

اخیراً یک شرکت چینی با همکاری شرکای خود، فرآیند جدیدی را با ترکیب پیش تصفیه بیولوژیکی و کاربرد غشای سرامیکی توسعه داده است. فیلتر بیولوژیکی سرامسایت از میکروارگانیسم‌ها برای حذف مواد آلی و نیتروژن آمونیاکی از آب استفاده می‌کند، در حالی که غشای سرامیکی میکروارگانیسم‌ها، کدورت و جامدات معلق را حذف می‌کند و به جداسازی جامدات-مایع کارآمدی دست می‌یابد. این دو جزء با هم کار می کنند و هر کدام وظیفه خاص خود را انجام می دهند.

این فرآیند ترکیبی از یک رودخانه کمی آلوده به عنوان مثال استفاده می‌کند و یک فیلتر بیولوژیکی سرامیتی با جریان بالا-فرآیند ترکیبی غشای سرامیکی صفحه تخت ایجاد می‌کند. کدورت آب خام 0.5 تا 3.2 NTU، DOC 2.1 تا 4.0 میلی گرم در لیتر و نیتروژن آمونیاک پس زمینه ≈0 میلی گرم در لیتر بود. در این آزمایش، کلرید آمونیوم برای افزایش نیتروژن آمونیاک به 1.5 تا 2.0 میلی گرم در لیتر برای شبیه سازی آلودگی اضافه شد. با استفاده از 8{12}} گرانول سرامیکی 10 میلی متری به عنوان محیط فیلتر، غشای سرامیکی صفحه تخت Al2O3 دارای سطح فیلتراسیون مؤثر 0.0196 متر مربع بود. این سیستم با شار 40 LMH و یک چرخه فیلتراسیون 2 ساعت کار می کرد و فیلتراسیون غشایی سرامیکی مستقیم به عنوان یک کنترل عمل می کرد.

فرآیند ترکیبی به حذف پلکانی آلاینده‌ها منجر می‌شود که منجر به راندمان خالص‌سازی فوق‌العاده می‌شود: از نظر کدورت، پساب تصفیه مستقیم در 0.01 NTU ثابت باقی ماند و به نرخ حذف 98% رسید. در فرآیند ترکیبی، فیلتر گرانول سرامیکی ابتدا 11 درصد ذرات معلق را حفظ کرد و کدورت پساب را از 1.35 NTU به 1.20 NTU کاهش داد، در حالی که پساب نهایی از غشای سرامیکی در 0.01 NTU باقی ماند و به میزان کل حذف مجدد غشاء 9 درصد افزایش یافت و به میزان قابل توجهی افزایش یافت. بار با توجه به مواد آلی محلول، غشاهای سرامیکی تک نرخ حذف تنها 14.2٪ برای DOC و کمتر از 10٪ برای UV254 به دست آوردند. فیلتر سرامسایت، با تکیه بر تخریب بیوفیلم، به ترتیب به میزان حذف 22.3 و 15 درصد برای این دو شاخص دست یافت، که نرخ حذف کلی DOC فرآیند ترکیبی را به 29.1 درصد افزایش داد، تقریباً دو برابر فیلتراسیون مستقیم. حذف نیتروژن آمونیاکی یک مزیت اصلی است. در روز چهارم پس از اتصال غشا، سیستم نیتریفیکاسیون بالغ شد و نیتروژن آمونیاکی در پساب فیلتر سرامسایت به طور مداوم زیر 0.01 میلی‌گرم در لیتر باقی ماند، با سرعت حذف نزدیک به 100٪. افزایش نیتروژن نیترات با کاهش نیتروژن آمونیاکی مطابقت داشت و تأیید می کند که نیتریفیکاسیون فرآیند حذف غالب است. غشای سرامیکی حذف نیتروژن آمونیاک اضافی را فراهم نمی کند، غلظت پساب 0.01 میلی گرم در لیتر را حفظ می کند، بنابراین کاستی های فرآیندهای تک غشایی را جبران می کند. در مورد مواد آلی فلورسنت، فیلتر سرامزیت در طول عملیات پایدار، شدت فلورسانس پروتئین‌های آروماتیک، اسیدهای هیومیک و اسیدهای فولویک را کاهش داد و تنها به دلیل تجمع متابولیت‌های میکروبی افزایش جزئی داشت. غشای سرامیکی بیشتر مواد آلی مولکول{24}بزرگ باقیمانده را حفظ کرد، که اثرات حذف قابل توجهی بر روی متابولیت‌های میکروبی نشان داد و به خالص‌سازی عمیق دست یافت.

اختلاف فشار گذرنده برگشت‌ناپذیر فرآیند ترکیبی تنها از 4.5 کیلو پاسکال به 8 کیلو پاسکال افزایش یافت که در مقایسه با فیلتراسیون مستقیم 26 کیلو پاسکال کاهش قابل‌توجهی داشت و افزایش مقاومت در برابر رسوب غشایی را تا 50% کاهش داد. آلاینده‌های سطح غشاء عمدتاً متابولیت‌های میکروبی محلول و پروتئین‌های معطر بودند، با وزن کم{5}}مولکولی-مواد آلی آبدوست 86.3٪. آلاینده‌های درون منافذ غشایی علاوه بر این شامل اسیدهای فولویک، با وزن مولکولی متوسط ​​33.1 کیلو دالتون هستند که ویژگی‌های واضح رسوب پیچیده را نشان می‌دهند.

این فرآیند ترکیبی، از طریق اثر هم افزایی تجزیه زیستی و الک فیزیکی، نه تنها حذف نیتروژن آمونیاکی و مواد آلی را افزایش می دهد، بلکه به طور موثر رسوب غیر قابل برگشت غشاء را مهار می کند و یک مسیر فنی جدید برای استفاده از غشاهای سرامیکی در تصفیه آب آشامیدنی فراهم می کند.