در سال های اخیر، وابستگی بشر به محیط زیست به طور قابل توجهی افزایش یافته است. با توسعه سریع عصر اطلاعات و هوش مصنوعی، حفاظت از محیط زیست به یک موضوع داغ تبدیل شده است که نه تنها در توسعه صنعتی بلکه در زندگی روزمره نیز به طور مکرر به آن اشاره می شود. بنابراین، بهبود سطوح حفاظت از محیط زیست برای توسعه صنعتی بسیار مهم است که بر محیط زیست تأثیر می گذارد.
در زمینه صفر-تخلیه-پساب صنعتی با شوری بالا، استفاده از منابع نمک صنعتی کلیدی برای حاکمیت زیست محیطی آینده خواهد بود، که احتمال تخلیه زباله را کاهش میدهد و نرخ بهرهبرداری و بازیافت منابع را بهبود میبخشد، که برای بهبود سطح کلی حفاظت از محیط زیست بسیار مفید است. در فرآیند تولید{3}}تخلیه صفر فاضلاب صنعتی با شور{4} بالا، بهبود ارزش افزوده بخار خروجی و افزایش راندمان مصرف انرژی، شاخصهای مهمی برای ارزیابی ظرفیت تولید تخلیه صفر است. فن آوری MVR (فشرده سازی مجدد بخار مکانیکی) می تواند مشکلات عملی را در تخلیه-تخلیه- فاضلاب با شوری بالا حل کند.
1. فناوری فشرده سازی مجدد بخار مکانیکی MVR
فناوری فشرده سازی مجدد بخار مکانیکی MVR عمدتاً در زمینه های صنعتی خاص زیر استفاده می شود. اولین مورد نمک زدایی آب دریا است. در حال حاضر، اسمز معکوس و تقطیر رایج ترین روش های مورد استفاده برای نمک زدایی آب دریا در کشور من است. روشهای تقطیر عمدتاً به سه دسته تقسیم میشوند: تبخیر چند اثر (MVR)، انجماد برودتی، و تقطیر فشردهسازی بخار. با مقایسه این فناوری ها در کاربردهای عملی، فناوری MVR بیشترین صرفه جویی در انرژی را به طور کلی ارائه می دهد. بنابراین، هنگام انتخاب یک کمپرسور برای یک سیستم MVR، باید کمپرسور{6}}با عملکرد بالا با نسبت تراکم نسبتا پایین انتخاب شود.
در زمینه تصفیه فاضلاب صنعتی، بسیاری از فاضلابهای{0}}با شوری بالا عمدتاً حاوی کلرید سدیم و سولفات سدیم هستند. بسیاری از شرکتهای چینی فناوری تبخیر چند اثر- را برای تصفیه نمک انتخاب میکنند، اما در عملیات واقعی، نرخ استفاده از انرژی بخار تنها حدود 80 درصد است که منجر به اتلاف انرژی قابل توجهی میشود. در مقابل، کشورهای توسعه یافته و مناطق خارج از کشور عمدتاً از فناوری MVR برای تولید نمک استفاده می کنند. در فرآیندهای تولید آلاینده صفر در آینده، معرفی فناوری MVR به صنعت نمک میتواند به طور موثر مشکل هزینههای کلی بالا را حل کند، هزینههای واقعی و نسبت هزینهها را کاهش دهد. علاوه بر این، به طور قابل توجهی کیفیت و عملکرد انواع مختلف نمک خوراکی را بهبود می بخشد. علاوه بر این کاربردهای عملی، فناوری MVR نیز به طور گسترده در محصولات امولسیونی، کاغذسازی و تقطیر مورد استفاده قرار می گیرد که نشان دهنده روند توسعه امیدوارکننده در آینده است.
2. ویژگی های فناوری MVR در{1}}استفاده از منابع فاضلاب با شوری بالا
2.1 مزایای فناوری MVR در مقایسه با سایر فناوری ها
بر اساس کاربردهای عملی در کشور من، فنآوریهایی که به طور گسترده برای تخلیه-تخلیه فاضلاب با شوری بالا{1} استفاده میشوند، عمدتاً شامل روش غشایی دوگانه-غشایی اسمز معکوس RO و فناوری EDR میشوند. ماده اصلی غشای اسمز معکوس در مقیاس نانو است. این فناوری ها در جداسازی و حفظ یون های فلزات سنگین و بسیاری از ترکیبات آلی بسیار موثر هستند. با این حال، با پیشرفت های تکنولوژیکی و سطوح تحقیقاتی بهبود یافته، فناوری MVR کارایی کلی را بهبود بخشیده است. این نه تنها به فضای کمتری نیاز دارد، بلکه ساختار سادهتری دارد و اثر صرفهجویی در انرژی{7}}بسیار دارد. اصل فنی اولیه شامل استفاده از کمپرسور برای فشرده کردن بخار با دمای پایین، افزایش آنتالپی آن و فعال کردن کامل گرمای نهان بخار برای رسیدن به اثر مطلوب است.
2.2 عوامل مؤثر بر عملکرد فناوری MVR و مدیریت آنها
ویژگیهای مواد در فناوری MVR برای بازیافت و تصفیه بیضرر فاضلاب با شور{0} بالا عمدتاً شامل جنبههای زیر میشود: چگالی و استحکام، نقطه ذوب، حساسیت حرارتی، سختی و ویسکوزیته. ضریب انتقال حرارت اولیه به مساحت اشغال شده توسط تبخیر بستگی دارد. کشش سطحی عمدتاً برای افزایش فشار انقباض سطح مایع استفاده میشود و مقداری در حین جداسازی بخار{3}}مایع است. علاوه بر این، برای موادی با نقطه جوش بسیار بالا، میتوان از تبخیر یک اثر- برای کاهش دمای کلی تحت فشار منفی استفاده کرد و در هزینههای عملیاتی واقعی صرفهجویی کرد.
در عملیات واقعی تاسیسات، ابتدا باید به تغییرات در پارامترهای تغذیه و در مرحله دوم به تغییرات در شرایط عملکرد کمپرسور MVR توجه شود. نرخ جریان کمپرسور، نسبت فشار، دما{1}}و سایر پارامترها دارای حداکثر مقادیر هستند که مستقیماً بر عملکرد کلی واحد تأثیر میگذارند. به عنوان مثال، در تصفیه فاضلاب های مختلف با شوری بالا، اگر دمای ورودی پایین باشد اما حجم مخصوص به طور قابل توجهی افزایش یابد، کمپرسور می تواند مقدار زیادی بخار را تحویل دهد و دمای ورودی نیز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. فرکانس واقعی کمپرسور، سرعت جریان و افزایش دما را می توان تنظیم کرد.
در جداکنندهها، آگاهی از نرخ تبخیر زیاد فاضلاب-نمک بسیار مهم است، که افزایش بخار ثانویه را تسریع میکند و باعث میشود گاز مقدار زیادی مایع را حمل کند. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض این می تواند دمای تعادل را مختل کند. در سیستم های بخار MVR، تبخیر فلاش بخار ثانویه در طول تثبیت به طور قابل توجهی افزایش می یابد. حجم مخصوص بخار ثانویه نسبتاً زیاد است که منجر به افزایش قابل توجه غلظت مواد و کشش ویسکوزیته می شود. بنابراین، نسبت قطر باید از جداسازی مایع{5} کافی گاز اطمینان حاصل کند و سطح جداسازی کافی را فراهم کند. ارتفاع و هزینه نیز پیامدهای عملی دارند.
علاوه بر این، پمپ نیز تاثیر دارد. به عنوان واحد قدرت اولیه، چگالی مکانیکی، نرخ جریان عملیاتی واقعی و ارتفاع آن به طور مستقیم بر سیستم کلی تأثیر می گذارد و آن را محدود می کند. باید تلاش کرد تا هرگونه نشتی به حداقل برسد.