Rozpustená organická hmota (DOM) môže predstavovať značné problémy pri použití membrán NF RO. Ako popredný dodávateľNF RO Membrána, chápeme dôležitosť efektívneho odstraňovania DOM pred membránovou filtráciou, aby sa zabezpečil optimálny výkon a životnosť membrán.
Pochopenie rozpustenej organickej hmoty
DOM je komplexná zmes organických zlúčenín, ktoré sú rozpustené vo vode. Môže pochádzať z rôznych zdrojov, vrátane prírodných organických látok (NOM), ako sú humínové a fulvové kyseliny, priemyselné odpadové vody a poľnohospodárske odpadové vody. DOM môže mať negatívny vplyv na výkon membrány NF RO niekoľkými spôsobmi. Po prvé, môže spôsobiť znečistenie membrány, čo znižuje priepustnosť membrány a zvyšuje prevádzkový tlak potrebný na filtráciu. Po druhé, DOM môže reagovať s dezinfekčnými prostriedkami, ako je chlór, za vzniku škodlivých vedľajších produktov dezinfekcie (DBP).
Predošetrovacie metódy na odstránenie DOM
Koagulácia a flokulácia
Koagulácia a flokulácia sú bežne používané predošetrovacie metódy na odstránenie DOM. Koagulanty, ako je síran hlinitý alebo chlorid železitý, sa pridávajú do vody na neutralizáciu negatívnych nábojov na časticiach DOM, čo spôsobuje ich agregáciu. Potom sa pridajú flokulanty na podporu tvorby väčších vločiek, ktoré možno ľahšie odstrániť sedimentáciou alebo filtráciou.
Koagulácia a flokulácia môžu účinne odstrániť významnú časť DOM, najmä väčšie a hydrofóbnejšie frakcie. Účinnosť týchto metód však závisí od niekoľkých faktorov, vrátane typu a dávkovania koagulantu, pH vody a doby kontaktu medzi koagulantom a vodou.
Adsorpcia aktívneho uhlia
Aktívne uhlie je vysoko porézny materiál s veľkým povrchom, čo z neho robí účinný adsorbent na odstraňovanie DOM. Môže adsorbovať širokú škálu organických zlúčenín, vrátane hydrofóbnych a hydrofilných frakcií DOM.
Na úpravu vody sa používajú dva hlavné typy aktívneho uhlia: granulované aktívne uhlie (GAC) a práškové aktívne uhlie (PAC). GAC sa typicky používa v adsorbéroch s pevným lôžkom, kde voda preteká vrstvou aktívneho uhlia. PAC sa pridáva priamo do vody a proces adsorpcie prebieha vo vodnej fáze. Po adsorpcii je možné PAC odstrániť filtráciou alebo sedimentáciou.
Adsorpcia aktívneho uhlia je účinná pri odstraňovaní DOM s nízkou molekulovou hmotnosťou a môže tiež odstrániť niektoré prekurzory DBP. Adsorpčná kapacita aktívneho uhlia je však obmedzená a je potrebné ho pravidelne vymieňať alebo regenerovať.
Oxidácia
Oxidácia je ďalšou predliečebnou metódou na odstránenie DOM. Oxidanty, ako je ozón, peroxid vodíka a chlór, môžu reagovať s DOM a rozložiť organické zlúčeniny na menšie a biologicky odbúrateľnejšie fragmenty.
Ozón je silný oxidant, ktorý dokáže účinne oxidovať DOM a zlepšiť kvalitu vody pred membránovou filtráciou. Môže tiež znížiť tvorbu DBP. Peroxid vodíka sa môže použiť v kombinácii s inými oxidantmi alebo katalyzátormi na zlepšenie oxidačného procesu. Chlór je bežne používaný dezinfekčný prostriedok, ale môže reagovať s DOM za vzniku DBP. Preto pri použití chlóru na oxidáciu je potrebná starostlivá kontrola dávkovania a času kontaktu.
Biologická liečba
Biologická úprava sa môže použiť na odstránenie DOM využitím mikroorganizmov na degradáciu organických zlúčenín. Anaeróbne a aeróbne biologické procesy sú dva hlavné typy biologického čistenia.
Pri anaeróbnom biologickom čistení mikroorganizmy rozkladajú DOM v neprítomnosti kyslíka a produkujú metán a oxid uhličitý. Aeróbne biologické čistenie na druhej strane využíva na degradáciu DOM mikroorganizmy spotrebúvajúce kyslík. Biologická úprava je účinná pri odstraňovaní biologicky odbúrateľného DOM, ale nemusí byť vhodná na odstránenie biologicky nerozložiteľného alebo nepoddajného DOM.
Význam odstránenia DOM pre NF RO membrány
Efektívne odstránenie DOM pred použitímNanofiltrácia s reverznou osmózoumembrán je rozhodujúca z niekoľkých dôvodov. Po prvé, pomáha predchádzať znečisteniu membrány. Znečistenie membrány môže viesť k zníženiu toku membrány, zvýšeniu prevádzkového tlaku a kratšej životnosti membrány. Odstránením DOM možno znížiť frekvenciu čistenia a výmeny membrány, čo vedie k úspore nákladov.
Po druhé, odstránenie DOM môže zlepšiť kvalitu permeátovej vody. DOM môže obsahovať rôzne kontaminanty, ako sú ťažké kovy a organické znečisťujúce látky, ktoré je možné odstrániť spolu s DOM. To zaisťuje, že upravená voda spĺňa požadované štandardy kvality.
Nakoniec odstránenie DOM môže znížiť tvorbu DBP. Ako už bolo spomenuté, DOM môže reagovať s dezinfekčnými prostriedkami za vzniku DBP, ktoré sú potenciálne škodlivé pre ľudské zdravie. Znížením obsahu DOM vo vode je možné minimalizovať tvorbu DBP.
Hodnotenie metód predbežnej liečby pre váš systém
Pri výbere predliečebných metód na odstránenie DOM je potrebné zvážiť niekoľko faktorov. Patria sem charakteristiky napájacej vody, ako je koncentrácia DOM, distribúcia molekulovej hmotnosti a biologická odbúrateľnosť. Je tiež potrebné vziať do úvahy náklady a dostupnosť metód predbežnej úpravy.
Napríklad, ak má napájacia voda vysokú koncentráciu biodegradovateľného DOM, biologické čistenie môže byť nákladovo efektívnou možnosťou. Ak sa DOM skladá hlavne z hydrofóbnych a vysokomolekulárnych zlúčenín, môže byť vhodnejšia koagulácia a flokulácia.
Je tiež dôležité zvážiť kompatibilitu metód predúpravy s membránami NF RO. Niektoré chemikálie pred úpravou, ako je chlór, môžu poškodiť membrány, ak nie sú správne kontrolované. Preto je potrebné zvoliť také metódy predúpravy, ktoré nemajú negatívny vplyv na výkonnosť membrány.
Prípadové štúdie
Pozrime sa na niekoľko prípadových štúdií, ktoré ilustrujú účinnosť predliečebných metód odstránenia DOM. V úpravni vody, ktorá dodáva pitnú vodu, obsahovala napájacia voda vysokú koncentráciu NOM. Zariadenie spočiatku používalo ako predbežnú úpravu iba jednoduchú filtráciu a membrány NF RO sa rýchlo zanášali. V závode sa potom zaviedol proces predúpravy koagulácia – flokulácia – sedimentácia s následnou adsorpciou aktívneho uhlia. Po implementácii nového procesu predúpravy sa miera znečistenia membrány výrazne znížila a prietok membránou sa udržal na stabilnej úrovni.
V inej priemyselnej aplikácii sa používala chemická továreňNanofiltrácia vodyna čistenie jej odpadových vôd. Odpadová voda obsahovala veľké množstvo priemyselne odvodeného DOM, ktorý sa ťažko odbúraval. V závode bola použitá oxidačná predúprava s použitím ozónu, po ktorej nasleduje biologické čistenie. Táto kombinácia metód predbežnej úpravy dokázala účinne odstrániť DOM a zlepšila sa výkonnosť membrány, čo viedlo k lepšej kvalite vody a zníženiu prevádzkových nákladov.
Záver
Na záver, odstránenie rozpustenej organickej hmoty pred použitím membrán NF RO je nevyhnutné na zabezpečenie optimálneho výkonu membrány, zlepšenie kvality vody a zníženie prevádzkových nákladov. Na odstránenie DOM sú k dispozícii rôzne metódy predúpravy, vrátane koagulácie a flokulácie, adsorpcie aktívneho uhlia, oxidácie a biologického spracovania. Každá metóda má svoje výhody a obmedzenia a výber metódy predúpravy by mal vychádzať zo špecifických vlastností napájacej vody a požiadaviek filtračného systému.
Ako dôveryhodný dodávateľ membrán NF RO sme sa zaviazali poskytovať našim zákazníkom vysokokvalitné membrány a komplexnú technickú podporu. Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich membránach NF RO alebo potrebujete poradiť s predbežným ošetrením odstránenia DOM pre vašu konkrétnu aplikáciu, odporúčame vám kontaktovať nás pre podrobnú konzultáciu. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám pri hľadaní najvhodnejších riešení pre vaše potreby v oblasti úpravy vody.
Referencie
- Crittenden, JC, Trussell, RR, Hand, DW, Howe, KJ, & Tchobanoglous, G. (2012). Úprava vody MWH: princípy a dizajn. John Wiley & Sons.
- Amy, G. a Drewes, JE (2013). Membránová technológia a aplikácie. John Wiley & Sons.
- Le-Clech, P., Chen, V., & Fane, AG (2006). Zanášanie v membránových bioreaktoroch používaných pri čistení odpadových vôd. Journal of Membrane Science, 284 (1 - 2), 17 - 53.