Таъсири мембранаи осмоси баръакс ба таъсири муолиҷаи сифатҳои гуногуни об

Дар замимаҳои осмоси баръакс (RO), сифати оби ғизо ба кори мембрана, дикта кардани флюс, рад кардани намак, майли ифлосшавӣ, масрафи энергия ва басомади тозакунӣ таъсири аввалия мерасонад. Обҳои рӯизаминӣ, ки аз моддаҳои органикии заррачаҳо ва табиӣ бой мебошанд (NOM) боиси ифлосшавии органикӣ ва биологӣ мешаванд, дар ҳоле ки обҳои зеризаминӣ ё шӯр, ки бо сахтӣ, кремний ва ионҳои металлӣ хосанд, ифлосшавии ғайриорганикӣ ва миқёсро ба вуҷуд меоранд. Шӯрии баланди оби баҳр фишори баланди кориро талаб мекунад, ки миқёс ва ташаккули биофилмро шадидтар мекунад. Партовҳои об, ки бо органикҳои ҳалшуда ва микроифлоскунандаҳо пур шудаанд, метавонанд мембранаҳои зудро ифлос кунанд, ки коркарди қатъии пешакӣ ва протоколҳои тозакунии мустаҳкамро талаб мекунанд. Дар ин замина, коркарди пешакӣ, интихоби оқилонаи мембранаҳо ва назорати оптимизатсияшудаи амалиётӣ барои нигоҳ доштани самаранокии RO ва дарозумрӣ муҳиманд.

Муқаддима
Осмоси баръакс (RO) обро аз моддаҳои маҳлул тавассути истифодаи фишори гидравликӣ дар мембранаи нимноқир ҷудо мекунад. Ҳоло RO зиёда аз 65% иқтидори ҷаҳонии шӯршавиро ташкил медиҳад, ки нақши марказии онро дар коркард ва истифодаи дубораи об таъкид мекунад. Бо вуҷуди ин, иҷрои мембрана ба хусусиятҳои оби ғизо хеле ҳассос аст - сарбории органикӣ, таркиби ионӣ, моддаҳои заррача ва фаъолияти биологӣ - ҳамаи онҳо метавонанд ҷараёни гузарандаро коҳиш диҳанд, радкунии намакро коҳиш диҳанд, масрафи энергияро зиёд кунанд ва мӯҳлати хизмати мембранаро кӯтоҳ кунанд.

Намудҳои оби ғизо ва таъсири онҳо
Оби рӯизаминӣ
Сарчашмаҳои рӯизаминӣ (дарёҳо, кӯлҳо) аксар вақт дорои сатҳи баланди моддаҳои овезон, абрнокӣ ва NOM мебошанд, ки ба ифлосшавии босуръати мембранаҳо ва баста шудани спасер оварда мерасонанд, агар ба таври кофӣ коркард карда нашаванд. Тозакунии ҳадди ақали обҳои рӯизаминӣ кори RO-ро мӯътадил карда наметавонад, зеро зарраҳо ва моддаҳои органикӣ дар сатҳи мембрана ҷамъ мешаванд ва боиси поляризатсияи консентратсия ва ифлосшавӣ мешаванд.

Обҳои зеризаминӣ / Оби шӯр
Обҳои зеризаминии шӯр шурнокӣ ва сахтии мӯътадил доранд, фишори осмотикиро дар муқоиса бо оби баҳр коҳиш медиҳанд, аммо хатари карбонати калсий ва миқёси кремнийро зиёд мекунанд. Миқёси кремний, махсусан, бо антискалантҳои анъанавӣ пешгирӣ кардан душвор аст, ки стратегияҳои махсуси назоратро барои нигоҳ доштани ҷараён ва пешгирӣ кардани ифлосшавии бебозгашт талаб мекунад.

Оби баҳр
Оби баҳрӣ RO (SWRO) бо фишорҳои баланд (одатан 55–80 бар) барои бартараф кардани фишорҳои осмотикии ~ 25–30 бар кор мекунад, ки талабот ба энергияро зиёд мекунад ва фишурдани мембранаҳо ва ифлосшавии мембранаро таъкид мекунад. Миқёси ғайриорганикӣ (сульфати калсий, карбонат) ва биологӣ маъмуланд ва миқдори ҷиддии антискалант, назорати биофилм ва тозакунии зуд-зудро талаб мекунанд.

Оби партов
Тозакунии RO аз партовҳои партовҳои шаҳрӣ ё саноатӣ бо бори зиёди органикӣ, микроифлоскунандаҳо ва дезинфексияҳои боқимонда мубориза мебарад, ки боиси вайроншавии шадиди органикӣ ва биологӣ мегардад. Обҳои партовҳои WWTP дар беморхона, ки бо мембранаҳои полиамидӣ RO коркард шудаанд, коҳиши назарраси TDS ва COD-ро нишон медиҳанд, аммо бе филтратсияи пешакии RO ва шароити назоратшавандаи кор ба коҳиши босуръати ҷараён дучор мешаванд.

Таъсир ба иҷрои мембрана
Механизмҳои ифлосшавӣ
Пулшавии органикӣ аз адсорбсияи пайвастагиҳои органикии каммолекулярӣ (LMWOC) ба сатҳи мембрана ва дар дохили сӯрохҳо ба вуҷуд меояд, ки ба гузариши об халал мерасонад. Пулшавии ғайриорганикӣ дар рӯи мембрана боридани намакҳои камҳалшавандаро (масалан, карбонати калсий, сулфат) дар бар мегирад, ки тарозуҳои сахтеро ба вуҷуд меоранд, ки сӯрохҳоро баста ва қабати фаъолро вайрон мекунанд. Биофаулинг, ки тавассути замимаи микробҳо ва афзоиши биофилм ба амал меояд, ҷараёни ҷараёниро боз ҳам коҳиш медиҳад ва миқёси маҳаллиро ҳавасманд мекунад.

Миқёскунӣ
Миқёси сулфати калсий ва карбонат одатан вақте рух медиҳад, ки ионҳои сахтӣ аз ҳадди ҳалшавандагӣ дар сатҳи мембрана зиёд мешаванд, ки тавассути поляризатсияи консентратсия суръат мегиранд. Кремний, ки ҳамчун намудҳои коллоидӣ ё гудохта мавҷуд аст, пасандозҳои сахт ва устуворро ташкил медиҳанд, ки ба антискалантҳои анъанавӣ муқовимат мекунанд, махсусан дар системаҳои оби шӯри RO.

Миқёскунӣ дар фосилаҳои мембранаи осмоси баръакс

Радди флюси пермеат ва намак
Ҷараёни пермеат бо фишори трансмембранӣ афзоиш меёбад, аммо платоҳо аз сабаби поляризатсияи консентратсия ва таъсири фишурдашавӣ. Фишори баландтар рад кардани намакро ба таври назаррас беҳтар мекунад, аммо берун аз диапазонҳои оптималӣ метавонад радкуниро аз ҳисоби зиёд шудани маҷбуркунии конвективии моддаҳои ҳалшаванда тавассути нуқсонҳо ва қабатҳои ифлосшавӣ коҳиш диҳад.

Истеъмоли энергия ва фишори корӣ
Пойдоршавӣ ва миқёс муқовимати гидравликиро афзоиш медиҳад, ки фишори баланди ғизоро барои нигоҳ доштани ҷараён тақозо мекунад ва ба ин васила масрафи мушаххаси энергия (SEC) ва хароҷоти амалиётиро афзоиш медиҳад. Давраҳои тозакунӣ зуд-зуд мешаванд ва минбаъд истифодаи кимиёвӣ ва вақти бекориро илова мекунанд.

Стратегияҳои кам кардани таъсир
Пеш аз табобат
Муолиҷаи самараноки пешакӣ - коагулятсия, филтратсияи медиа, ултрафилтратсия - зарраҳо ва NOM-ро нест мекунад, потенсиали ифлосшавиро ҷилавгирӣ мекунад ва кори RO-ро мӯътадил мегардонад. Барои обҳои рӯизаминӣ, филтрҳои дугонаи медиа ва адсорбсияи карбон фаъолшуда бори органикиро коҳиш медиҳанд ва модулҳои поёноби RO-ро муҳофизат мекунанд.

Тозакунӣ ва антискалантҳо
Протоколҳои тозакунии ҷисмонӣ (аз пасшӯйӣ, шустани пеш) ва кимиёвӣ (кислотаҳо, сілтҳо, оксидантҳо) ба намудҳои мушаххаси ифлоскунандаҳо - органикӣ, ғайриорганикӣ, биофилмҳо - барои барқарор кардани ҷараён ва радкунӣ нигаронида шудаанд. Микдори антискалант, танзими рН ва агентҳои зидди кафк ба пешгирии нуклеатсияи миқёс ва ташаккули биофилм кӯмак мекунанд.

Тағир додани сатҳи мембрана
Пешрафтҳои охирин дар пайвандсозии рӯизаминӣ (масалан, кислотаи полиакрилӣ, рӯйпӯшҳои графеноксид) мембранаҳои дорои сатҳи ҳамвортар, гидрофилӣ ва манфии заряднокро ба даст оварда, муқовимати ифлосшавӣ ва нигоҳдории ҷараёнро афзоиш доданд.

Омӯзишҳои мисол

• Тозакунии оби шӯр дар Тунис: Заводи мукаммал кори устувори дарозмуддатро бо тозакунии давравӣ нишон дод; тавсифи ифлосшавӣ қабатҳои омехтаи органикӣ-ғайриорганикиро ошкор карданд, ки режими тозакунии мувофиқро талаб мекунанд.
• Бозгашти партовҳои WWTP дар беморхона: Мембранаҳои полиамиди RO TDS-ро аз ~1 500 мг/л то 90% кам карданд, аммо ҷараёни гузаранда дар тӯли 30 рӯз бидуни коркарди пешрафта ва танзимоти оптимизатсияи фишор 25% коҳиш ёфт.

Хулосахо
Сифати оби ғизо омили асосии танзимкунандаи кори мембранаи RO мебошад. Обҳои рӯизаминӣ зарраҳои мустаҳкам ва хориҷ кардани НОМ-ро талаб мекунанд; манбаъҳои шӯрбо силикат ва назорати сахтиро талаб мекунанд; коркарди оби баҳр бояд амалиёти фишори баландро бо идоракунии миқёс мувозинат кунад; партовҳои об тозакунии пешакӣ ва тозакунии мувофиқро талаб мекунад. Навовариҳо дар маводи мембрана, усулҳои коркарди пешакӣ ва мониторинги ифлосшавӣ дар вақти воқеӣ барои баланд бардоштани устуворӣ ва самаранокии RO дар сифатҳои гуногуни об идома медиҳанд. Татбиқи пайвастаи ин стратегияҳо амалиёти устувори RO, мӯҳлати дарози мембрана ва истеҳсоли боэътимоди пермеати баландсифатро таъмин мекунад.