Σύγκριση 8 διεργασιών προεπεξεργασίας υπερδιήθησης: Βασική ανάγνωση για τον σχεδιασμό επεξεργασίας νερού

Η υπερδιήθηση δεν είναι πανάκεια. 70%-80% της απόφραξης του συστήματος υπερδιήθησης οφείλεται σε αποτυχημένη προεπεξεργασία. Πολλά έργα αντιμετωπίζουν την υπερδιήθηση ως «έσχατη λύση», απλοποιώντας και κόβοντας τις γωνίες στην προεπεξεργασία. Ανεξάρτητα από το εάν χρησιμοποιούνται κοίλες ίνες, επίπεδο φύλλο, σωληνοειδείς ή κεραμικές μεμβράνες, θα προκύψουν γρήγορες αυξήσεις της διαφοράς πίεσης, συχνός χημικός καθαρισμός και σημαντικά μειωμένη διάρκεια ζωής της μεμβράνης.

Οι συνήθεις διεργασίες προεπεξεργασίας υπερδιήθησης περιλαμβάνουν: καθίζηση πήξης, διήθηση πολλαπλών-μέσων, διήθηση ενεργού άνθρακα, φίλτρα δίσκων, φίλτρα αυτο-καθαρισμού, προ{2}}μικροφίλτρα υπερδιήθησης, βιολογικό ενεργό άνθρακα-όζοντος και αποσκλήρυνση. Ο συνδυασμός προεπεξεργασίας ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με την ποιότητα του εισερχόμενου νερού (νερά ορυχείων, απορρίμματα χημικών άνθρακα, δημοτικά δευτερεύοντα λύματα, επιφανειακά ύδατα).

1. Πήξη-Καθίζηση (διαύγαση πήξης)

Αρχή της διαδικασίας: Η προσθήκη PAC/PAM προκαλεί κροκίδωση κολλοειδών, αιωρούμενων στερεών, κάποιου φωσφόρου και μεγάλων οργανικών μορίων, επιτυγχάνοντας διαχωρισμό στερεών-υγρών μέσω καθίζησης.

Πλεονεκτήματα: Εξαιρετική αφαίρεση αιωρούμενων στερεών, κολλοειδών και θολότητας. αφαιρεί κάποια υδρόφοβη οργανική ύλη. ώριμη λειτουργία, κατάλληλη για έργα-μεγάλης κλίμακας. σχετικά ελεγχόμενη επένδυση.

Μειονεκτήματα: Υψηλές απαιτήσεις για έλεγχο δοσολογίας αντιδραστηρίου. Τα υπερβολικά αντιδραστήρια μπορούν να εισάγουν υπολειμματικά άλατα αλουμινίου και πολυμερή κροκιδωτικά, προκαλώντας άμεσα μη αναστρέψιμη απόφραξη του συστήματος υπερδιήθησης. μεγάλη εκκένωση λάσπης. μεγάλο αποτύπωμα? Η επίδραση της κροκίδωσης επιδεινώνεται σε περιβάλλοντα χαμηλής- θερμοκρασίας.

Τυπική συμβατότητα εισροής: επιφανειακά ύδατα, νερά ορυχείων, βιομηχανικά λύματα υψηλής-θολότητας.

Αντιστοίχιση με υπερδιήθηση: Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο στάδιο προ-επεξεργασίας για υπερδιήθηση με εξωτερική πίεση με κοίλες ίνες. Η υπερβολική προσθήκη PAM απαγορεύεται αυστηρά, καθώς το υπολειπόμενο PAM είναι φονικό για υπερδιήθηση.

Σημεία σχεδίασης και λειτουργίας: Έλεγχος θολότητας εκροών Μικρότερη ή ίση με 5 NTU. Ελέγξτε αυστηρά τη δόση PAM, ελαχιστοποιήστε τη χρήση ανιονικού PAM. παρατείνει κατάλληλα τον χρόνο κροκίδωσης το χειμώνα σε χαμηλές θερμοκρασίες.

2. Πολυ-διήθηση μέσων (Χαλαζιακή Άμμος + Ανθρακίτης)

Αρχή της διαδικασίας: Διήθηση με πίεση βαρύτητας, που βασίζεται στο στρώμα του μέσου φίλτρου για την παγίδευση λεπτών αιωρούμενων στερεών και κολλοειδών.

Πλεονεκτήματα: Αφαιρεί τα λεπτά σωματίδια που απομένουν μετά την καθίζηση. σταθερή λειτουργία? εξοικειωμένοι με το προσωπικό συντήρησης· κατάλληλο για μεγάλους όγκους νερού. μπορεί να πλυθεί ξανά και να αναγεννηθεί.

Μειονεκτήματα: Κακή αντίσταση σε φορτία κραδασμών. μεγάλες διακυμάνσεις στη θολότητα εισροής, επιρρεπείς σε απορροή μέσων. συσσώρευση μέσων, και λεπτά σωματίδια άμμου που εισέρχονται στο σύστημα υπερδιήθησης μετά το σχηματισμό συσσωματώματος, γρατσουνίζοντας τις ίνες της μεμβράνης. σχεδόν μηδενική ικανότητα απομάκρυνσης διαλυμένης οργανικής ύλης.

Τυπική συμβατότητα εισροής: Απόβλητα μετά από πήξη και καθίζηση. νερό ορυχείων, δημοτικό ανακτημένο νερό.

Συμβατότητα υπερδιήθησης: Τυπική μονάδα προ-φίλτρου για υπερδιήθηση υπό πίεση-τύπου εξωτερικής πίεσης. δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μοναδική προεπεξεργασία για υπερδιήθηση.

Θέματα σχεδίασης και συντήρησης: Ελέγχετε τακτικά τα μέσα φίλτρου για να αποτρέψετε την απορροή. εξασφάλιση λογικής έντασης αντίστροφης πλύσης. διερευνήστε αμέσως οποιαδήποτε ξαφνική αύξηση της θολότητας των εκροών για να αποτρέψετε την είσοδο άμμου στο περίβλημα της μεμβράνης υπερδιήθησης.

3. Διήθηση ενεργού άνθρακα (Κοκκώδης ενεργός άνθρακας GAC)

Αρχή της διαδικασίας: Η προσρόφηση αφαιρεί κάποιο χουμικό οξύ, χρώμα και κάποια υδρόφοβη οργανική ύλη.

Πλεονεκτήματα: Μειώνει το οργανικό φορτίο, μειώνει την οργανική ρύπανση του συστήματος υπερδιήθησης. αφαιρεί κάποιο υπολειμματικό χλώριο.

Μειονεκτήματα: Δεν μπορεί να αφαιρεθούν τα αιωρούμενα στερεά. επιρρεπής σε μικροβιακή ανάπτυξη στα μεταγενέστερα στάδια λειτουργίας, με τα λύματα να φέρουν μεγάλες ποσότητες βακτηρίων και βιολογικών υπολειμμάτων, που προκαλούν σοβαρή βιοαπόθεση στο σύστημα υπερδιήθησης. Ο ενεργός άνθρακας απαιτεί τακτική αναγέννηση ή αντικατάσταση. Η ελαιώδης εισροή μπορεί εύκολα να προκαλέσει αλλοίωση του ενεργού άνθρακα και σχηματισμό συσσωματώματος.

Τυπική συμβατότητα εισροής: Επιφανειακά ύδατα, ορισμένα χημικά λύματα, νερό με υψηλή οργανική περιεκτικότητα.

Χρήση με υπερδιήθηση: Η υπερδιήθηση εξωτερικής πίεσης μπορεί να βελτιωθεί με προεπεξεργασία. δεν συνιστάται για λύματα υψηλής περιεκτικότητας σε λάδια ή υψηλού SS.

Ζητήματα σχεδιασμού και συντήρησης: Τακτική οπισθόπλυση. έλεγχος του χρόνου επαφής με άδειο κρεβάτι. να είστε σε εγρήγορση για μικροβιακές εστίες στη δεξαμενή ενεργού άνθρακα. Αντικαταστήστε τον ενεργό άνθρακα αμέσως όταν καταστεί αναποτελεσματικός.

4. Φίλτρο αυτοκαθαρισμού

Αρχή διαδικασίας: Οθόνη μεταλλικού φίλτρου, online αυτόματη βούρτσα/φιλτράρισμα αναρρόφησης, γενικά με ακρίβεια 50-200μm.

Πλεονεκτήματα: Πλήρως αυτόματη συνεχής λειτουργία. μικρό αποτύπωμα? δεν χρειάζεται αντικατάσταση μέσων φίλτρου. κατάλληλο για υψηλούς ρυθμούς ροής. χαμηλό φόρτο εργασίας συντήρησης.

Μειονεκτήματα: Αναχαιτίζει μόνο μεγάλες σωματιδιακές ακαθαρσίες, εντελώς αναποτελεσματικές έναντι κολλοειδών και λεπτών αιωρούμενων στερεών. δεν μπορεί να μειώσει τη θολότητα. Η κατεστραμμένη οθόνη φίλτρου επιτρέπει στις ακαθαρσίες να εισέλθουν απευθείας στη διαδικασία κατάντη.

Τυπική συμβατότητα νερού εισόδου: Προστατεύει τον εξοπλισμό κατάντη. προ-φιλτράρισμα για λόγους ασφαλείας.

Αντιστοίχιση με υπερδιήθηση: Μόνο για προστασία, όχι ως κύρια προ-θεραπεία για υπερδιήθηση. τοποθετείται γενικά μετά από φίλτρα πολλαπλών-μέτρων και πριν από το φίλτρο ασφαλείας υπερδιήθησης.

Σημεία σχεδίασης και συντήρησης: Να επιτρέπεται το περιθώριο ροής κατά την επιλογή ενός μοντέλου. ελέγχετε τακτικά την οθόνη του φίλτρου για ακεραιότητα.

5. Φίλτρο δίσκου (Φίλτρο στοιβαγμένων δίσκων)

Αρχή διαδικασίας: Φιλτράρισμα με συμπίεση πλαστικού δίσκου, ακρίβεια 5-100μm, αυτόματη αντίστροφη πλύση.

Πλεονεκτήματα: Υψηλότερη ακρίβεια φιλτραρίσματος από τα συνηθισμένα φίλτρα αυτοκαθαρισμού. Γρήγορη αντίστροφη πλύση? μικρό αποτύπωμα? υψηλό βαθμό αυτοματισμού.

Μειονεκτήματα: Αναποτελεσματικό έναντι των κολλοειδών και της διαλυμένης οργανικής ύλης. Το λιπαρό νερό μπορεί εύκολα να προκαλέσει πρόσφυση και απόφραξη του δίσκου. συχνή αντίστροφη πλύση υπό συνθήκες υψηλού SS.

Τυπική συμβατότητα νερού εισόδου: Ανακτηθέν νερό, νερό εξόρυξης, μετά από προ-διήθηση καθίζησης.

Αντιστοίχιση με υπερδιήθηση: Χρησιμοποιείται συχνά ως προ-φίλτρο σε συστήματα υπερδιήθησης εξωτερικής πίεσης, αντικαθιστώντας ορισμένα φίλτρα πολλαπλών-μέσων. δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο του για το νερό εισόδου υψηλής θολότητας.

Ζητήματα σχεδιασμού και συντήρησης: Χρησιμοποιήστε με προσοχή για λιπαρά λύματα. αποσυναρμολογείτε τακτικά και ελέγχετε για πρόσφυση του δίσκου φίλτρου.

6. Φίλτρο ασφαλείας (Μικροδιήθηση, στοιχείο φίλτρου 5-10μm)

Αρχή διαδικασίας: Το στοιχείο φίλτρου παρεμποδίζει τα σκληρά σωματίδια και τα υπολείμματα μέσων φίλτρου που έχουν διαρρεύσει, προστατεύοντας το στοιχείο μεμβράνης υπερδιήθησης.

Πλεονεκτήματα: Ανακόπτει την άμμο και τις σκληρές ακαθαρσίες που εισάγονται από διαρροή μέσων, προστατεύοντας τις ίνες της μεμβράνης από φυσικές γρατσουνιές.

Μειονεκτήματα: Δεν επεξεργάζεται κολλοειδή ή οργανική ύλη. Το στοιχείο φίλτρου είναι αναλώσιμο. Το στοιχείο φίλτρου πρέπει να αντικαθίσταται όταν αυξάνεται η διαφορική πίεση. Το κατεστραμμένο στοιχείο φίλτρου θα επιτρέψει απευθείας στις ακαθαρσίες να εισέλθουν στο σύστημα υπερδιήθησης.

Συμβατότητα τυπικού νερού εισόδου: Απαραίτητο για όλα τα συστήματα υπερδιήθησης τύπου-πίεσης.

Συμβατότητα υπερδιήθησης: Απαιτείται για συστήματα υπερδιήθησης υπό πίεση-τύπου εξωτερικής και εσωτερικής πίεσης. γενικά δεν απαιτείται για βυθισμένα MBR, σωληνωτά συστήματα και κεραμικές μεμβράνες.

Θέματα σχεδίασης και συντήρησης: Ρυθμίστε έναν συναγερμό διαφορικής πίεσης. απαγορεύουν αυστηρά τη λειτουργία όταν η διαφορική πίεση υπερβαίνει το όριο. μην χρησιμοποιείτε ποτέ κατεστραμμένα ή υποτυπώδη στοιχεία φίλτρου.

7. Όζον-Βιολογικός ενεργός άνθρακας (O₃-BAC)

Αρχή της διαδικασίας: Το όζον οξειδώνει μεγάλα οργανικά μόρια, ακολουθούμενη από την αποικοδόμηση ορισμένων οργανικών ουσιών από βιολογικό ενεργό άνθρακα.

Πλεονεκτήματα: Μειώνει σημαντικά την εισερχόμενη οργανική ύλη, μειώνει σημαντικά την οργανική και βιολογική ρύπανση της μεμβράνης υπερδιήθησης. αφαιρεί το χρώμα.

Μειονεκτήματα: Υψηλή επένδυση. υψηλή κατανάλωση χημικών κατά τη λειτουργία. Η υπερβολική δόση όζοντος μπορεί να βλάψει τη μεμβράνη οργανικής υπερδιήθησης PVDF. σύνθετος έλεγχος διαδικασίας? υψηλές απαιτήσεις για λειτουργία και διαχείριση.

Συμβατότητα τυπικού νερού εισροής: Επιφανειακά ύδατα, δημοτικά ανακυκλωμένα νερά με υψηλή περιεκτικότητα σε οργανική ουσία.

Συμβατότητα υπερδιήθησης: Βαθιά προεπεξεργασία υπερδιήθησης εξωτερικής πίεσης. Το υπολειμματικό όζον πρέπει να ελέγχεται, καθώς το υπολειμματικό όζον που εισέρχεται στη μεμβράνη θα οξειδώσει τις ίνες της μεμβράνης PVDF.

Θέματα σχεδιασμού και συντήρησης: Μετά την επεξεργασία με όζον θα πρέπει να εφαρμόζεται επαρκής απαέρωση για να διασφαλιστεί ότι δεν θα εισέλθει υπολειμματικό όζον στο σύστημα υπερδιήθησης.

8. Προεπεξεργασία μαλακώματος (Ρητίνη/Ασβέστη-Μαλακτικό ανθρακικό νάτριο)

Αρχή της διαδικασίας: Αφαιρεί τη σκληρότητα του ασβεστίου και του μαγνησίου και το πυρίτιο, μειώνοντας την τάση απολέπισης.

Πλεονεκτήματα: Μειώνει την ανόργανη απολέπιση στην επιφάνεια της μεμβράνης υπερδιήθησης ενώ προστατεύει το επόμενο σύστημα RO.

Μειονεκτήματα: Πολύπλοκο σύστημα. υψηλή κατανάλωση αντιδραστηρίου. Η ρητίνη απαιτεί αναγέννηση. αυξημένη αλατότητα στο διήθημα.

Τυπική συμβατότητα εισροής: Υψηλής-σκληρότητας νερό ορυχείου, υψηλής-σκληρότητας βιομηχανικό ανακτημένο νερό.

Αντιστοίχιση με υπερδιήθηση: Η προεπεξεργασία μπορεί να επιλεγεί ανάντη της υπερδιήθησης, που χρησιμοποιείται κυρίως για νερό υψηλής σκληρότητας-. όχι μια καθολική διαμόρφωση.

1. Δημοτικά δευτερογενή βιολογικά απόβλητα (ανακτηθέν νερό)

Συνιστάται: Καθίζηση πήξης → Πολυ-φιλτράρισμα μέσων → Φίλτρο ασφαλείας → Υπερδιήθηση εξωτερικής πίεσης

Βασικά σημεία ελέγχου: Αιωρούμενα στερεά και μικροοργανισμοί σε βιολογικά λύματα. το υπερβολικό PAM απαγορεύεται αυστηρά.

2. Νερό ορυχείου (υψηλά αιωρούμενα στερεά, υψηλή σκληρότητα)

Συνιστάται: Διευκρίνιση πήξης → Πολυ-φιλτράρισμα μέσων → Φίλτρο δίσκου → Φίλτρο ασφαλείας → Υπερδιήθηση εξωτερικής πίεσης

Βασικά σημεία πρόληψης και ελέγχου: Φιλτράρετε τη διαρροή μέσων στο περίβλημα της μεμβράνης. Η μονάδα αποσκλήρυνσης μπορεί να προστεθεί για υψηλή σκληρότητα.

3. Επιφανειακό Νερό (Νερό Δεξαμενής, Υψηλό σε Χουμικό Οξύ και Οργανική Ύλη)

Συνιστάται: Πήξη και καθίζηση → Πολυ-μέσα → Διήθηση ενεργού άνθρακα → Φίλτρο ασφαλείας → Υπερδιήθηση εξωτερικής πίεσης. Για πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε οργανική ύλη, μπορεί να προστεθεί όζον-BAC.

4. Υψηλής περιεκτικότητας σε πετρέλαιο και υψηλά στερεά λύματα (υπερδιήθηση αγωγών/T{1}}MBR)

Συνιστάται: Διαχωρισμός λαδιών-Επίπλευση → Πήξη και καθίζηση → Υπερδιήθηση αγωγού. Οι μεμβράνες αγωγών είναι εξαιρετικά ανθεκτικές στη ρύπανση και μπορούν να εξαλείψουν την ανάγκη για λεπτή διήθηση πολλαπλών- σταδίων, αλλά ο διαχωρισμός του λαδιού και η επίπλευση είναι απαραίτητα.

5. Δημοτικά λύματα που εισέρχονται απευθείας σε βυθισμένο MBR

Η ίδια η δεξαμενή βιολογικού καθαρισμού MBR είναι μια διαδικασία προεπεξεργασίας, με το μπροστινό άκρο να αποτελείται κυρίως από ένα πλέγμα και μια δεξαμενή πρωτογενούς καθίζησης. δεν απαιτείται φιλτράρισμα άμμου και ενεργός άνθρακας.

1. Αντιμετωπίστε τα αυτοκαθαριζόμενα φίλτρα και τα φίλτρα δίσκων ως μοναδική προεπεξεργασία για υπερδιήθηση, χωρίς πήξη και καθίζηση ή πολυ-μέσα, επιτρέποντας στα κολλοειδή να εισέλθουν απευθείας στη μεμβράνη, με αποτέλεσμα την αύξηση της διαφοράς πίεσης.

2. Η υπερβολική προσθήκη PAM στο σύστημα πήξης μπορεί να μην είναι ορατή με γυμνό μάτι, αλλά προκαλεί μη αναστρέψιμη οργανική ρύπανση της μεμβράνης υπερδιήθησης και η διαφορά αρχικής πίεσης δεν μπορεί να αποκατασταθεί ανεξάρτητα από τον χημικό καθαρισμό.

3. Η συσσώρευση και η διαρροή μέσων φίλτρου πολλαπλών μέσων επιτρέπουν στα σωματίδια άμμου να εισέλθουν στο περίβλημα της μεμβράνης και να καταστρέψουν τις ίνες της μεμβράνης, με αποτέλεσμα την ανώμαλη SDI στο διήθημα.

4. Η μακροχρόνια-απορία οπισθόπλυσης της δεξαμενής ενεργού άνθρακα οδηγεί στην ανάπτυξη μεγάλου αριθμού μικροοργανισμών, προκαλώντας συνεχή βιοαπόρριψη της μεμβράνης υπερδιήθησης.

5. Στη διαδικασία του όζοντος-BAC, το υπολειμματικό όζον δεν αφαιρείται πλήρως, οξειδώνοντας τη μεμβράνη PVDF και εξασθενίζοντας την αντοχή των ινών της μεμβράνης.

6. Η προσθήκη φίλτρων άμμου και ενεργού άνθρακα στο σύστημα MBR είναι μια περιττή επένδυση και αυξάνει τον κίνδυνο απόφραξης.

Ο στόχος της προεπεξεργασίας δεν είναι η επεξεργασία του νερού ώστε να πληροί το πρότυπο εισροής υπερδιήθησης, αλλά να το πληροί με συνέπεια και σταθερότητα. Η περιστασιακή συμμόρφωση δεν έχει νόημα. Η αξία της προεπεξεργασίας έγκειται στην ικανότητά της να αντέχει τις διακυμάνσεις της ποιότητας του νερού. Η υπερδιήθηση μπορεί να ανεχθεί μια ορισμένη ποσότητα ρύπων, αλλά δεν μπορεί να αντέξει την περιοδική αποτυχία της προεπεξεργασίας.

Η προεπεξεργασία είναι η πρώτη γραμμή άμυνας σε ένα σύστημα υπερδιήθησης. Διαφορετικές μεμβράνες υπερδιήθησης έχουν διαφορετικά επίπεδα ελαστικότητας: οι σωληνοειδείς και οι κεραμικές μεμβράνες είναι οι πιο ανθεκτικές σε κραδασμούς. Οι μεμβράνες με κοίλες ίνες με εξωτερική πίεση είναι οι επόμενες. και οι μεμβράνες κοίλων ινών με εσωτερική πίεση είναι οι πιο ευάλωτες.

Όταν επιλέγετε μια μεμβράνη, θα πρέπει πρώτα να προσδιορίσετε τον συνδυασμό προεπεξεργασίας με βάση την ποιότητα του ακατέργαστου νερού και, στη συνέχεια, να επιλέξετε τη διαμόρφωση της μεμβράνης υπερδιήθησης, αντί να επιλέξετε απλώς μια μεμβράνη υπερδιήθησης και στη συνέχεια να προσθέσετε ένα σύστημα προεπεξεργασίας.