Bevezetés: Mind a szén-dioxid-kibocsátási célok, mind a szigorú környezetvédelmi előírások által vezérelve a szennyvízkezelés és az erőforrás-újrafelhasználás a szénelgázosításban és a szénkémiai iparban már régóta „nem kötelező” kérdéssé vált „kötelezővé”.
A szén kémiai szennyvíz összetett,{0}}nagy mennyiségű KOI-t, ammónia-nitrogént, összes nitrogént, cianidot, fenolokat és egyéb visszafogott szennyező anyagokat tartalmaz. A tisztított szennyvíz minősége a biológiai tisztítás után jelentősen ingadozik. A hagyományos „multi-media filter + organ ultrafiltration” eljárások alacsony áramlási sebességgel, könnyű száltöréssel, gyakori tisztítással és rövid élettartammal rendelkeznek, ami megnehezíti az újrahasználati követelmények teljesítését. Van-e olyan technológia, amely egyszerűsíti az előkezelést, ellenáll a vízminőség ingadozásainak, stabilan működik nagy fluxus mellett, és hosszú távon is megőrzi teljesítményét?
A válasz: kerámia ultraszűrő membránok.
Az adatok azt bizonyítják, hogy a kerámia ultraszűrő membránok stabilan működnek 150{1}}180 LMH nagy fluxus mellett multimédiás szűrők nélkül, a CEB ciklus meghaladja a 12 órát, a CIP ciklus pedig az 1 hónapot. A fluxus 3-4-szerese a hagyományos szerves membránokénak, így vitathatatlanul ez a "végső megoldás" a szennyvíz újrafelhasználására a szénkémiai iparban.
I. Szennyvíz újrafelhasználása a szénkémiai iparban: három elkerülhetetlen fájdalompont
A szén kémiai szennyvízkezelése általában a "homogenizálás → biológiai kezelés → mélyszűrés → újrafelhasználás" módszerét követi. Míg a biológiai egységek (módosított SBR-ek) jelentősen csökkenthetik a KOI-t és az ammónia-nitrogént, a szennyvíz továbbra is nagy zavarossági ingadozásokat, maradék lebegőanyagot (SS) és a szerves anyagok könnyű behatolását szenvedi. A fordított ozmózis közvetlen bevezetése a membránelem elszennyeződését, gyakori tisztítását és az élettartam lerövidülését okozza.
A hagyományos fejlett szennyvízkezelési eljárások multi-médiaszűrőket és szerves üreges szálas ultraszűrést alkalmaznak, ami három fő hiányosságot tár fel a tényleges működésben:
* **Bonyolult előkezelés és nagy helyigény:** Multi-média- és aktívszén-szűrést igényel, ami hosszú folyamatokat, nagy beruházásokat és nehézkes karbantartást eredményez.
* **A szerves membránok hajlamosak a szálak törésére és a víz behatolására:** A műanyag membránszálak alacsony szilárdságúak és könnyen törhetők, ami SS-hez (szuszpendált szilárd anyagok) és zavarosodáshoz vezet, ami szennyezi a következő RO rendszereket.
* **Alacsony fluxus és gyakori tisztítás:** Az üzemi fluxus mindössze 50-60 LMH, CEB-tisztítás 1-2 óránként, CIP-tisztítás pedig 1-2hetente szükséges, ami hosszú állásidőt és magas karbantartási költségeket eredményez.
A szennyvíztisztítás fő fájdalmai a szénkémiai iparban: a vízminőség nagy ingadozása (KOI 50-150 mg/L, zavarosság 2-10 NTU), összetett szennyezőanyag-összetétel, valamint a hosszú távú stabil újrafelhasználás követelménye, amit a hagyományos eljárások egyszerűen nem tudnak ellenállni.
II. Kerámia ultraszűrő membránok: miért jobbak a szerves membránoknál?
A kerámia ultraszűrő membránokat -alumínium-oxidból szinterezik magas hőmérsékleten, és eredendően „kemény tulajdonságokkal” rendelkeznek. A szerves ultraszűrő membránokhoz képest forradalmi előnyökkel bírnak: a kerámia membránok tartósabbak, robusztusabbak, nagyobb fluxusúak és egyszerűbb a karbantartásuk, tökéletesen illeszkednek a szén kémiai szennyvíz zord körülményeihez.
III. Kísérleti-léptékű alaperedmények: az adatok magukért beszélnek
(1) Magas -fluxusú, stabil működés
A kerámia ultraszűrő membrán 157 LMH fluxus mellett stabilan működött, maximálisan elérve a 180 LMH-t, ami 3-4-szerese a hagyományos szerves membránokénak (50-60 LMH). Ugyanazon vízkezelési mennyiség mellett a membránmodulok száma 75%-kal csökken, ami jelentősen csökkenti az állványos beruházást.
(2) Ultra-hosszú tisztítási ciklus
CEB (Online Chemical Cleaning) cycle: >12 óra/ciklus (szerves membránok 1-2 óra/ciklus);
CIP (Offline Chemical Cleaning) cycle: >1 hónap (szerves membránok 1-2 hét/ciklus);
Tisztítási visszanyerési arány: közel 100%, a membrán teljesítménye nem romlik.
(3) Rendkívül stabil permeátum vízminőség
Permeátum zavarossága:<0.04 NTU;
Permeátum SDI:<2;
Teljes mértékben megfelel a fordított ozmózisos tápvíz követelményeinek, és közvetlenül újra felhasználható keringtető vízrendszerekben és sótalanító rendszerekben.
(4) Erős ellenállás a vízminőség-ingadozásokkal szemben
A tápvíz KOI-értékének és zavarosságának nagy gyakorisága és jelentős ingadozása ellenére a kerámia membrán permeátumvíz minősége állandóan stabil marad, és nincs behatolás veszélye, ami megoldja a szerves membránok ipari fájdalompontját, ahol "a vízminőség ingadozása túlzott kibocsátási szabványokhoz vezet".
IV. Mérnöki érték: Az optimális megoldás a szén-kémiai szennyvíz újrafelhasználására
Ez a kísérleti teszt alaposan ellenőrizte a kerámia ultraszűrő membránok mérnöki megvalósíthatóságát a szén kémiai szennyvíz újrafelhasználásához, és négy alapvető értéket hozott:
1. Rendkívül egyszerűsített folyamatfolyamat és jelentősen csökkentett beruházás
Az előkezelő egységek, például a derítők, a multi-médiaszűrők és az aktívszén-szűrők kiiktatása 60%-kal lerövidíti a folyamat áramlását, 50%-kal csökkenti az alapterületet, és több mint 30%-kal csökkenti a mélyépítési és berendezési beruházásokat. 2. Csökkentett üzemeltetési és karbantartási költségek, idő- és munkamegtakarítás
A membrán élettartama 2-5-szörösére nőtt, az éves csereköltségek 80%-kal csökkentek;
A tisztítási ciklusok több mint 10-szer hosszabbak, az állásidő 90%-kal csökkent;
Nincs szükség gyakori szűrőközeg cserére vagy előkezelő berendezés karbantartására, a munkaerőköltség 50%-kal csökken.
3. Megnövelt újrahasználati arány, víz- és szén-dioxid-csökkentés
A rendszer vízvisszanyerési aránya több mint 2%-kal nőtt, az édesvíz-fogyasztás jelentősen csökkent, a szennyvízkibocsátás csökkent, ami tökéletesen illeszkedik a szénkémiai ipar „vízmegőrzésre, kibocsátáscsökkentésre és erőforrás-újrafelhasználásra” vonatkozó politikai követelményeihez.
4. A későbbi membránrendszerek védelme, meghosszabbított élettartam
Rendkívül alacsony zavarosság és SDI a termelt vízben, nincs szennyeződés behatolás, fordított ozmózis/nanoszűrő membrán tisztítási gyakoriság 70%-kal csökkent, élettartama 3-5 évvel meghosszabbodik, tovább csökkentve az üzemeltetési költségeket.
V. Következtetés: A kerámia membránok átformálják a szénkémiai szennyvízkezelési tájat
A szénkémiai szennyvíztisztító ipar olyan technológiai forradalmat indít el, amelyben a kerámia membránok váltják fel a szerves membránokat.
Az adatok azt bizonyítják, hogy a kerámia ultraszűrő membránok közvetlenül képesek kezelni a szénkémiai és biokémiai folyamatokból származó szennyvizet, így nincs szükség multimédiás előkezelésre. Nagy áteresztőképességet, hosszú ciklusidőket, ingadozásokkal szembeni ellenállást, valamint könnyű kezelhetőséget és karbantartást kínálnak, minden tekintetben átfogóan felülmúlják a hagyományos szerves ultraszűrési eljárásokat.
Szén vegyipari vállalkozások számára, mint például szénelgázosítás, szintetikus ammónia, metanol és kokszoló üzemek:
Új projektek: A kerámia ultraszűrési technológia közvetlen átvétele lehetővé teszi a szennyvíz újrafelhasználását egy lépésben;
Frissítési projektek: Az organikus ultraszűrés felváltása multimédiás szűréssel gyorsan javítja a szabványokat és a hatékonyságot.
A kerámia ultraszűrő membránok nem pusztán "bónuszt" jelentenek a szén kémiai szennyvízkezeléséhez, hanem alapvető lehetőséget jelentenek a szabványos újrafelhasználás, a költségcsökkentés és a hatékonyság javítása érdekében!