غشاهای اولترافیلتراسیون سرامیکی چالش استفاده مجدد از فاضلاب شیمیایی زغال سنگ را حل می کند!

مقدمه: با توجه به اهداف انتشار کربن و مقررات زیست محیطی سختگیرانه، تصفیه فاضلاب و استفاده مجدد از منابع در صنایع گازی سازی زغال سنگ و صنایع شیمیایی زغال سنگ از مدت ها قبل از یک موضوع "اختیاری" به یک موضوع "اجباری" تبدیل شده است.

فاضلاب شیمیایی زغال سنگ پیچیده است-حاوی سطوح بالایی از COD، نیتروژن آمونیاکی، نیتروژن کل، سیانید، فنل ها و سایر آلاینده های مقاوم. کیفیت فاضلاب تصفیه شده پس از تصفیه بیولوژیکی به طور قابل توجهی در نوسان است. فرآیندهای سنتی "فیلتراسیون چند رسانه ای + اولترافیلتراسیون ارگانیک" از شار کم، شکستن آسان الیاف، تمیز کردن مکرر و طول عمر کوتاه رنج می برند که برآوردن الزامات استفاده مجدد را دشوار می کند. آیا فناوری وجود دارد که بتواند پیش تصفیه را ساده کند، در برابر نوسانات کیفیت آب مقاومت کند، با شار بالا به طور پایدار عمل کند و عملکرد خود را در طولانی مدت حفظ کند؟

پاسخ این است: غشاهای اولترافیلتراسیون سرامیکی.

داده‌ها ثابت می‌کنند که غشاهای اولترافیلتراسیون سرامیکی می‌توانند در شار بالای 150-180 LMH بدون فیلترهای چندرسانه‌ای، با چرخه CEB بیش از 12 ساعت و چرخه CIP بیش از 1 ماه، به‌طور پایدار کار کنند. شار 3 تا 4 برابر غشاهای آلی سنتی است که آن را به "راه حل نهایی" برای استفاده مجدد از فاضلاب در صنایع شیمیایی زغال سنگ تبدیل می کند.

تصفیه فاضلاب شیمیایی زغال سنگ معمولاً از مسیر "همگن سازی → تصفیه بیولوژیکی → فیلتراسیون عمیق → استفاده مجدد" پیروی می کند. در حالی که واحدهای بیولوژیکی (SBR های اصلاح شده) می توانند به طور قابل توجهی COD و نیتروژن آمونیاکی را کاهش دهند، پساب همچنان از نوسانات زیادی در کدورت، مواد جامد معلق باقی مانده (SS) و نفوذ آسان مواد آلی رنج می برد. معرفی مستقیم اسمز معکوس باعث رسوب شدن عناصر غشا، تمیز کردن مکرر و کاهش طول عمر می شود.

فرآیندهای سنتی تصفیه فاضلاب پیشرفته از فیلترهای چند رسانه ای + اولترافیلتراسیون فیبر توخالی آلی استفاده می کنند که سه نقص عمده را در عملیات واقعی نشان می دهد:
* **پیش تصفیه پیچیده و ردپای بزرگ:** به فیلتر چند رسانه ای و فیلتر کربن فعال نیاز دارد که منجر به فرآیندهای طولانی، سرمایه گذاری بالا و تعمیر و نگهداری دست و پا گیر می شود.

* **غشاهای آلی مستعد شکستن الیاف و نفوذ آب هستند:** الیاف غشاء پلاستیکی استحکام کمی دارند و به راحتی شکسته می شوند که منجر به نفوذ SS (مواد جامد معلق) و کدورت می شود و سیستم های RO بعدی را آلوده می کند.

* ** شار کم و تمیز کردن مکرر: ** شار عملیاتی فقط 50-60 LMH است، تمیز کردن CEB هر 1-2 ساعت و تمیز کردن CIP هر 1-2 هفته مورد نیاز است که منجر به خرابی طولانی و هزینه های نگهداری بالا می شود.

نقاط اصلی درد تصفیه فاضلاب در صنایع شیمیایی زغال سنگ عبارتند از: نوسانات زیاد در کیفیت آب (COD 50- 150 میلی گرم در لیتر، کدورت 2-10 NTU)، ترکیب آلاینده پیچیده، و نیاز به استفاده مجدد پایدار طولانی مدت، که فرآیندهای سنتی به سادگی قادر به تحمل آن نیستند.

غشاهای اولترافیلتراسیون سرامیکی از -آلومینا در دماهای بالا زینتر می شوند و ذاتاً دارای "خواص سخت افزاری" هستند. در مقایسه با غشاهای اولترافیلتراسیون آلی، آنها دارای مزایای انقلابی هستند: غشاهای سرامیکی بادوام تر، مستحکم تر، شار بالاتری دارند و نگهداری آنها ساده تر است و کاملاً با شرایط سخت فاضلاب شیمیایی زغال سنگ سازگار است.

(1) عملکرد پایدار با شار بالا

غشای اولترافیلتراسیون سرامیکی در شار 157 LMH به طور پایدار عمل می کند و به حداکثر 180 LMH می رسد، که 3-4 برابر غشاهای آلی سنتی (50-60 LMH) است. برای همان حجم تصفیه آب، تعداد ماژول‌های غشایی 75 درصد کاهش می‌یابد که به طور قابل توجهی سرمایه‌گذاری رک را کاهش می‌دهد.

(2) چرخه تمیز کردن فوق العاده-

CEB (Online Chemical Cleaning) cycle: >12 ساعت در چرخه (غشاهای آلی 1-2 ساعت در چرخه)؛

CIP (Offline Chemical Cleaning) cycle: >1 ماه (غشاهای آلی 1-2 هفته در چرخه)؛

نرخ بازیابی تمیز کردن: نزدیک به 100٪، بدون تخریب در عملکرد غشاء.

(3) کیفیت آب تراوش بسیار پایدار

کدورت نفوذی:<0.04 NTU;

نفوذ SDI:<2;

به طور کامل الزامات آب خوراک اسمز معکوس را برآورده می کند و می تواند مستقیماً در سیستم های آب در گردش و سیستم های نمک زدایی مجدد استفاده شود.

(4) مقاومت قوی در برابر نوسانات کیفیت آب

علیرغم فرکانس بالا و نوسانات قابل توجه در COD و کدورت آب خوراک، کیفیت آب تراوش غشای سرامیکی به طور مداوم و بدون خطر نفوذ ثابت می ماند و مشکل صنعت غشاهای آلی را حل می کند که در آن "نوسانات کیفیت آب منجر به استانداردهای بیش از حد پساب می شود."

این آزمایش آزمایشی به طور کامل امکان مهندسی غشاهای اولترافیلتراسیون سرامیکی برای استفاده مجدد از فاضلاب شیمیایی زغال سنگ را تأیید کرد و چهار ارزش اصلی را به ارمغان آورد:

1. جریان فرآیند بسیار ساده و سرمایه گذاری به میزان قابل توجهی کاهش یافته است

حذف واحدهای پیش تصفیه مانند زلال‌کننده‌ها، فیلترهای چندرسانه‌ای، و فیلترهای کربن فعال، جریان فرآیند را تا 60% کاهش می‌دهد، فضای کف را تا 50% کاهش می‌دهد و سرمایه‌گذاری در مهندسی عمران و تجهیزات را تا بیش از 30% کاهش می‌دهد. 2. کاهش هزینه‌های عملیاتی و نگهداری، صرفه‌جویی در زمان

طول عمر غشاء 2-5 برابر افزایش یافته است، هزینه های جایگزینی سالانه 80٪ کاهش می یابد.

چرخه تمیز کردن بیش از 10 برابر افزایش یافت، زمان از کار افتادگی 90٪ کاهش یافت.

بدون نیاز به تعویض مکرر رسانه فیلتر یا تعمیر و نگهداری تجهیزات پیش تصفیه، هزینه نیروی کار تا 50٪ کاهش می یابد.

3. افزایش نرخ استفاده مجدد، کاهش آب و کربن

نرخ بازیافت آب سیستم بیش از 2٪ افزایش یافته است، مصرف آب شیرین به طور قابل توجهی کاهش می یابد، تخلیه فاضلاب کاهش می یابد، که کاملاً با الزامات سیاست صنعت شیمیایی زغال سنگ در "حفاظت از آب، کاهش انتشار و استفاده مجدد از منابع" هماهنگ است.

4. حفاظت از سیستم های غشایی بعدی، طول عمر بیشتر

کدورت بسیار کم و SDI در آب تولید شده، بدون نفوذ آلاینده، فرکانس تمیز کردن غشای اسمز معکوس/نانو فیلتراسیون کاهش 70 درصدی، طول عمر 3-5 سال افزایش یافته و هزینه های عملیاتی را بیشتر کاهش می دهد.

صنعت تصفیه فاضلاب شیمیایی زغال سنگ در حال آغاز یک انقلاب تکنولوژیکی است که در آن غشاهای سرامیکی جایگزین غشاهای آلی می شوند.

داده ها ثابت می کند که غشاهای اولترافیلتراسیون سرامیکی می توانند به طور مستقیم فاضلاب حاصل از فرآیندهای شیمیایی و بیوشیمیایی زغال سنگ را تصفیه کنند و نیاز به پیش تصفیه چند رسانه ای را از بین ببرند. آنها توان عملیاتی بالا، زمان چرخه طولانی، مقاومت در برابر نوسانات، و سهولت بهره برداری و نگهداری را ارائه می دهند و به طور جامع از فرآیندهای اولترافیلتراسیون ارگانیک سنتی در همه جنبه ها بهتر عمل می کنند.

برای شرکت های شیمیایی زغال سنگ مانند گازسازی زغال سنگ، آمونیاک مصنوعی، متانول و کارخانه های کک سازی:

پروژه های جدید: استفاده مستقیم از فناوری اولترافیلتراسیون سرامیکی باعث استفاده مجدد از فاضلاب در یک مرحله می شود.

پروژه های ارتقا: جایگزینی اولترافیلتراسیون ارگانیک با فیلتر چند رسانه ای به سرعت استانداردها و کارایی را بهبود می بخشد.

غشاهای اولترافیلتراسیون سرامیکی صرفاً یک "پاداش" برای تصفیه فاضلاب شیمیایی زغال سنگ نیستند، بلکه یک گزینه ضروری برای دستیابی به استفاده مجدد استاندارد، کاهش هزینه و بهبود کارایی هستند!