Aceste patru procese sunt adesea aranjate într-o ierarhie de purificare, fiecare pas reprezentând un nivel mai înalt de sofisticare. Cu toate acestea, ei vizează de fapt diferiți poluanți: filtrarea cu nisip se ocupă în primul rând de particulele în suspensie, filtrarea cu carbon se bazează pe adsorbție pentru a îndepărta o parte din materie organică dizolvată și clorul rezidual, ultrafiltrarea folosește porii membranei pentru a separa coloizii și microorganismele, iar osmoza inversă separă în continuare sărurile dizolvate. Alegerea unui proces greșit va avea ca rezultat echipamente mai scumpe și o funcționare mai pasivă.
I. Selectați procesul în funcție de forma poluantului
Turbiditatea și solidele în suspensie (SS) sunt probleme legate de particule; coloizii, bacteriile și macromoleculele sunt probleme de separare la scară{0}}mai fine; culoarea, mirosul și unele urme de materie organică implică adesea adsorbție sau oxidare; conductivitatea, ionii de duritate și majoritatea sărurilor dizolvate necesită separare la nivel-ionului. O valoare COD poate conține simultan stări de particule, coloidal și dizolvat; nu puteți alege pur și simplu filtrarea cu carbon sau membrane bazate exclusiv pe citirile COD.
Înainte de a selecta un proces, ar trebui cel puțin să răspundeți: ce forme de poluanți trebuie eliminate, cât de multă fluctuație există în influent, dacă efluentul este pentru evacuare sau reutilizare și unde vor ajunge poluanții concentrați.
Recomandări cheie|Diferența principală dintre cele patru procese constă în amploarea poluanților țintă.
II. Filtrare cu nisip: Stabilizează solidele în suspensie, cel mai potrivit ca o barieră fiabilă de particule
Filtrarea cu nisip reduce turbiditatea și solidele în suspensie (SS) prin interceptarea patului filtrant, sedimentare și un anumit grad de floculare. Este adesea plasat după sedimentare sau efluent biologic pentru a proteja unitățile ulterioare de cărbune activ, ultrafiltrare sau dezinfecție și poate servi și ca pas final de lustruire în tratamentul avansat.
Filtrarea cu nisip este ineficientă împotriva sărurilor dizolvate și a majorității materiei organice dizolvate. Atunci când flocurile de influență sunt prea fine sau sarcina fluctuează semnificativ, calea de filtrare se va scurta, ducând la spălarea frecventă în contra; Apa de spălare în contrasens poate transporta solidele interceptate înapoi la linia de apă sau în sistemul de nămol. Precizia de filtrare nu este o cifră izolată; depinde, de asemenea, de rata de filtrare, gradația mediului de filtrare, flocurile de influență și gradul de recuperare a spălării inverse.
III. Filtrarea cu carbon: rezolvă „problema materiei dizolvate” prin adsorbție, dar capacitatea acesteia se va epuiza în cele din urmă
Cărbunele activat granular are pori abundenți, care pot adsorbi unele materii organice dizolvate, substanțe mirositoare și clor rezidual. De asemenea, poate forma cărbune activ biologic, combinând adsorbția și biodegradarea. Este utilizat în mod obișnuit în pretratarea apei regenerate, lustruirea materiei organice recalcitrante și îndepărtarea clorului rezidual pentru a proteja sistemele cu membrane.
Cărbunele activ nu este un material permanent. Diferiți compuși organici concurează pentru adsorbție, iar materia organică naturală poate umple prematur porii; SS ridicat în afluent poate înfunda patul; creșterea biologică poate duce la diferențe de presiune, scurgeri microbiene și cerințe de spălare inversă. Proiectarea trebuie să abordeze ciclul de descoperire, metoda de regenerare sau înlocuire, proprietățile carbonului rezidual și destinația de eliminare.
Memento de design|COD este un indicator cuprinzător și nu poate fi corelat direct cu un anumit proces de filtrare sau membranare.
IV. Ultrafiltrare: Excelent la interceptarea coloizilor și microorganismelor, dar nu este responsabil pentru desalinizare
Membranele de ultrafiltrare folosesc în principal cernerea pentru a îndepărta solidele în suspensie, coloizii, bacteriile și unele molecule mari, producând o turbiditate stabilă a efluentului. Este folosit în mod obișnuit în pretratarea cu osmoză inversă, tratarea avansată a apei regenerate și ca înlocuitor pentru separarea tradițională a lichidelor solide-. Poate bloca substanța vizibilă și cu ușurință în particule, dar majoritatea sărurilor dizolvate și moleculele organice mici vor trece în continuare.
Miezul operațiunii de ultrafiltrare este gestionarea murdării membranei: diferența de presiune transmembranară, fluxul, spălarea în contra, spălarea în contra îmbunătățită chimic și curățarea offline trebuie să formeze o buclă închisă. Contaminanții prinși intră în concentrat, apele uzate de spălare în contrasens și apele uzate de curățare. Sarcina cumulativă după recirculare nu poate fi ignorată pur și simplu luând în considerare rata de permeat.
V. Osmoză inversă: utilizat pentru desalinizare și reutilizare de-înaltă calitate, cu prețul concentratului
Osmoza inversă separă majoritatea sărurilor dizolvate, materia organică cu molecule mici-și alți contaminanți ionici printr-o membrană densă și un antrenament de presiune. Este potrivit pentru aplicații cu cerințe stricte de conductivitate, cum ar fi apa de alimentare a cazanului, electronice și reutilizare industrială de înaltă calitate-. Nu este un „filtru” obișnuit, ci un sistem de separare cu cerințe ridicate pentru pretratare, inhibare a calcarului, presiune, curățare și compatibilitate cu materialele.
RO separă apa de alimentare în permeat și concentrat. Cu cât sunt mai permeate, cu atât sărurile și substanțele recalcitrante devin mai concentrate pe partea de concentrat, ceea ce duce la detartrare, murdărire și dificultăți în eliminarea concentratului. Fără o cale fezabilă pentru evacuarea concentratului, reutilizare, evaporare sau recuperarea resurselor, decizia de a implementa RO nu ar trebui să se bazeze doar pe calitatea permeatului.
Limite de operare|Ultrafiltrarea poate stabiliza turbiditatea, dar de obicei nu poate reduce conductivitatea.
VI. Combinațiile tipice nu sunt pachete fixe
Pentru efluentul de sedimentare cu fluctuații mari ale solidelor în suspensie (SS) și doar dezinfecție stabilă la capătul din aval, se poate priorita filtrarea cu nisip; pentru îndepărtarea clorului rezidual sau reducerea materiei organice adsorbabile specifice se poate adăuga filtrarea cu carbon; pentru a furniza o apă de alimentare stabilă cu-turbiditate scăzută pentru RO, se folosește adesea o combinație de sedimentare prin coagulare sau flotație cu aer cu filtrare cu nisip sau ultrafiltrare; RO este introdus doar atunci când este necesară desalinizarea.
Ordinea combinării ar trebui, de asemenea, să urmeze modificările contaminanților. De exemplu, adăugarea mai întâi a unui oxidant poate îmbunătăți culoarea, dar poate genera și mai multe molecule mici hidrofile, schimbând încărcătura pe cărbune activ și membrane; după ce filtrarea cu carbon elimină clorul rezidual, treapta din aval își pierde protecția antibacteriană. Integrarea proceselor trebuie să ia în considerare atât morfologia chimică, cât și riscul microbian.
Risc cheie: Fezabilitatea RO depinde adesea de faptul că există o destinație pentru concentrat.
VII. Nu uitați de patru costuri-pe termen lung atunci când selectați un sistem
1. Apa de spalare, respalare si curatare; 2. Pompare, aerare sau consum de energie la presiune înaltă-; 3. Durata de viață și înlocuirea mediilor filtrante, a cărbunelui activ și a membranelor; 4. Eliminarea apei uzate de spălare în contra, cărbunele activ uzat, lichidul rezidual de curățare și concentratul RO. Cotațiile pentru echipamente acoperă doar punctul de cumpărare; fluxul de produse secundare determină capacitatea operațională-pe termen lung a sistemului.
Cea mai sigură abordare este de a efectua teste folosind mostre de apă reprezentative pentru a stabili date despre flux, presiune diferențială, străpungere, rata de recuperare a curățării și calitatea concentrației înainte de a determina scara și marja de siguranță.
Concluzie: mai întâi identificați ce trebuie blocat, apoi decideți ce „rețea” să utilizați.
Filtrarea cu nisip, filtrarea cu carbon, ultrafiltrarea și osmoza inversă nu sunt înlocuitori, ci mai degrabă instrumente pentru diferite ținte. Particulele, coloizii, materia organică dizolvată și salinitatea trebuie evaluate separat. Numai prin încorporarea atât a parametrilor apei permeabile, cât și a destinațiilor fluxului de deșeuri în planul de proiectare poate fi finalizată o selecție adevărată a sistemului de tratare profundă.