در حالي كه سيستم هاي RO در املاح زدايي فاضلاب تصفيه شده بيولوژيكي بسيار مؤثر هستند ، بايد با يك سيستم پيش تصفيه كارآمد همراه شوند تا از مشكلات رايج كه مي تواند منجر به خرابي سيستم شود ، از جمله گرفتگي و رسوب گذاري جلوگيري شود.
يكي از گزينه هاي پيش تصفيه پساب قبل از ورد به RO، تكنولوژي بيوراكتور غشايي MBR مي باشد كه در آن يك فرايند غشايي مانند اولترافيلتراسيون (UF) و يا ميكروفيلتراسيون (MF) با يك بيوراكتور لجن فعال تركيب مي شود. تكنولوژي MBR محصول تصفيه شده با كيفيت بالا جهت ورود به RO تامين مي كند و در عين حال با به حداقل رساندن فضاي مورد نياز و هزينه هاي ساختماني و كاهش زمان توقف و تعمير تصفيه خانه، منجر به كاهش هزينه هاي بهره برداري مي شود.
تكنولوژي بيوراكتور غشايي مستغرق به عنوان گزينه پيش تصفيه سيستمهاي RO براي بازيافت آب از فاضلاب هاي صنعتي و بهداشتي چالش برانگيز به صورت موفق آميزي مورد استفاده قرار گرفته است و مي تواند گزينه اي اقتصادي باشد.
اسمز مكعوسRO به عنوان يك چالش در استحصال آب:
زماني كه سيستم هاي RO طراحي مي شوند، روش هاي پيش تصفيه بسيار حياتي هستند. به عنوان مثال، غشاهاي اسمز معكوس به كار رفته براي اغلب كاربري هاي استحصال، شامل يك شبكه فاصله دهنده بين غشاي هستند كه معمولا از يك توري مشبك پلي اتيلن با دانسيته پايين ساخته شده است. در صورتي كه سطح بالايي از مواد معلق جامد در خوراك ورودي وجود داشته باشد، اين فاصله دهنده مي تواند جرم گرفته شود.
مشكل ديگر، سطح بالاي غلظت مواد آلي در اغلب پساب هاي تصفيه شده بيولوژيكي است كه اين مواد توسط غشاهاي اسمز معكوس پس زده مي شود و در طول فرايند همانطور كه جريان آب در عرض غشا جريان دارد، تغليظ مي شود. تغليظ مواد آلي به ويژه در سمت خروجي سيستم RO مي تواند منجر به گرفتگي و فولينگ غشا شود. همچنين به دليل اينكه مواد آلي موجود در پساب غذاي مناسبي براي ميكروارگانيسم ها هستند، بيوفولينگ مي تواند رخ دهد و از آنجا كه اغلب پساب هاي تصفيه شده حاوي سطوح بالايي از باكتري هستند، بنابراين حتي با وجود گندزدايي خوراك ورودي، رشد بيولوژيكي ممكن است به سرعت اتفاق افتد.
در نهايت، رسوب گذاري مربوط به فسفات كلسيم نيز مي تواند مشكلاتي را در بهره برداري واحد هاي RO در برخي از انواع پساب ، ايجاد كند. اين نوع رسوب گذاري مي تواند با بهره برداري در بازده هاي كمتر، استفاده از اسيد و ساير آنتي اسكالانت ها (ضد رسوب ها) براي به حداقل رساندن رسوب گذاري، و يا اصلاح شرايط بهره برداري از واحد تصفيه خانه به منظور كاهش مقدار فسفات در خوراك RO، كاهش يابد.
مشكلات گرفتگي، فولينگ و رسوب گذاري به معناي اين است كه سيستم اسمز معكوس نيازمند عملكرد در فشارهاي بالاتري است، كه اين امر منجر به افزايش مصرف انرژي، هزينه هاي بالاتر مواد شيميايي براي شستشو و كاهش عمر غشا مي شود.
اما سوال مهم اين است كه چگونه چالش هاي مذكور مي توانند به حداقل برسد و هزينه هاي كلي چرخه زندگي (عمر) واحد هاي استحصال پساب كاهش يابد؟
پاسخ به اين سوال، استفاده از روش هاي موثر پيش تصفيه آب خوراك RO قبل از ورود به آن است. به شرطي كه مراحل پيش تصفيه با دقت انتخاب شوند، عملكرد سيستم RO مطابق برنامه ريزي مي تواند تضمين شود.
گزينه هاي پيش تصفيه RO:
انتخاب هاي بسيار متفاوتي به عنوان پيش تصفيه RO وجود دارد. اما انتخاب بهترين روش براي يك فرايند خاص، وابسته به هزينه هاي انرژي، مواد شيميايي، نيروي كار و زمين، منبع پساب و سيستم هاي موجود تصفيه پساب است.
روش هاي پيش تصفيه سنتي:
فرايند نرم سازي با استفاده از آهك در حفاظت از غشا بسيار موفق تر بوده است اما اين روش هزينه هاي بهره برداري را افزايش مي دهد و به طور كامل نمي تواند از فولينگ غشاي RO حفاظت كند.
غشاهاي اولترافيلتراسيون (UF):
غشاهاي اولترافيلتراسيون UF حذف TSS را بهبود مي بخشند. امروزه در بسياري از سيستم هاي استحصال پساب، از غشاهاي اولترافيلتراسيون معلق به عنوان واحد پيش تصفيه به منظور حذف ذرات معلق استفاده مي شود. اين سيستم ها معمولا غشاهاي UF از نوع هالوفايبر را به كار مي برند كه عملكرد بسيار خوبي در تامين آب با مقادير كم ذرات معلق براي ورود به RO دارد. البته سيستم UF يك مرحله تصفيه اضافي است كه نيازمند فضاي اضافي دارد و هزينه هاي بهره برداري نيز به مجموعه اضافه مي گردد. سيستم UF ممكن است در معرض مشكلاتي از سيستم تصفيه فاضلاب سنتي باشد كه مي تواند هزينه هاي عملياتي و بهره برداري را افزايش دهد.
بيوراكتور غشايي MBR به عنوان پيش تصفيه RO:
در سيستم بيوراكتور غشايي MBR، غشاهاي UF به صورت مستغرق در لجن فعال هستند كه مرحله ي بيولوژيكي و جداسازي جامد – مايع در يك فرايند واحد صورت مي گيرد. در اين فرايند غشا به عنوان يك سد عمل مي كند كه كيفيت پساب تصفيه شده را بهبود مي بخشد. همچنين در سيستم MBR، ته نشيني ثانويه حذف مي گردد و به منظور جداسازي جامد – مايع نيازي به تكيه به نيروي جاذبه نيست كه اين امر به لجن فعال اجازه مي دهد تا با غلظت بالاتري از مواد جامد معلق مايع مخلوط ( MLSS ) عمل كند. افزايش غلظت MLSS حجم تانك بيو راكتور را كاهش داده و در نتيجه با كاهش فضاي مورد نياز، هزينه هاي سرمايه گذاري كاهش مي يابد. به طور كلي، فرايند MBR در مقايسه با تركيب روش هاي لجن فعال مرسوم و در ادامه استفاده از فيلتر شني و يا UF، فضاي مورد نياز را به طور چشمگيري كاهش مي دهد. صرفه جويي در فضا تنها به دليل واحد تصفيه فاضلاب، مي تواند به ميزان 50 درصد باشد كه صرفه جويي در فضا از حذف ساير مراحل فيلتراسيون نيز به اين مقدار اضافه مي گردد. با استفاده از تكنولوژي MBR همچنين مي توان واحد تصفيه خانه را ساده تر و تعداد واحد هاي در حال بهره برداري را به حداقل رساند.
مسائل مربوط به هزينه و فضا:
فضاي مورد نياز براي بهره برداري يكي از اولين ملاحظات در توسعه بهترين سيستم تصفيه قبل از RO است. با توجه به اينكه مدول هاي MBR، از يك سو حجم تانك بيولوژيكي را كاهش مي دهند و از سوي ديگر تانك ته نشيني ثانويه را حذف مي كنند، فضاي مورد نياز براي اين سيستم بسيار كمتر از فضاي مورد نياز براي واحدهاي فيلتراسيون UF و فيلتر شني است. بنابراين، در صورت وجود محدوديت در فضا، MBR مي تواند تنها انتخاب پيش تصفيه RO باشد.
ساير ملاحظات شامل هزينه هاي زمين، كارهاي ساختماني، تجهيزات، انرژي، مواد شيميايي و نيروي كاراست. هزينه هاي بالاي زمين و كارهاي ساختماني نيز موافق با استفاده از MBR است. براي واحد هاي بزرگ تصفيه پساب شهري كه به منظور تصفيه نهايي نيازمند سيستم RO هستند، سيستم MBR بايد با سيستم تصفيه سنتي مقايسه گردد. در يك تحليل 20 ساله، بايد صرفه جويي در تعويض غشاهاي RO و همچنين انرژي را به عنوان نتيجه اي از استفاده از پيش تصفيه با MBR بررسي كرد. براي يك واحد صنعتي كه به دنبال بازپرداخت كوتاه مدت است، اولويت براي استفاده از MBR و يا سيستم سنتي، وابسته به هزينه هاي نسبي كارهاي عمراني و زمين در مقابل هزينه تجهيزات است.
نتيجه گيري:
به كار بردن سيستم اسمز معكوس براي استحصال و بازچرخاني پساب، به سرعت در حال رشد است و در حال حاضر تكنولوژي بيوراكتور غشايي به عنوان يكي از انتخاب ها جهت پيش تصفيه اسمز معكوس براي افزايش تعداد كاربردهاي استحصال پساب شهري و صنعتي، قلمداد مي شود. اين مدول هاي غشايي مستغرق، خوراك RO با كيفيت بالا را تامين ميكنند و در عين حال فضاي مورد نياز و هزينه هاي ساختماني را به حداقل رسانده و حساسيت واحد هاي RO در برابر مشكلات را كاهش مي دهند.
- چهارشنبه ۲۰ فروردین ۹۹ ۱۴:۲۱
- ۶ بازديد
- ۰ نظر