Otopljena organska tvar (DOM) može predstavljati značajne izazove kada se koriste NF RO membrane. Kao vodeći dobavljačNF RO membrana, razumijemo važnost efikasnog uklanjanja DOM prije membranske filtracije kako bismo osigurali optimalne performanse i dugovječnost membrana.
Razumijevanje otopljene organske materije
DOM je složena mješavina organskih jedinjenja koja su otopljena u vodi. Može poticati iz različitih izvora, uključujući prirodnu organsku materiju (NOM) kao što su huminske i fulvo kiseline, industrijske otpadne vode i poljoprivredne vode. DOM može imati negativan uticaj na performanse NF RO membrane na nekoliko načina. Prvo, može uzrokovati zaprljavanje membrane, što smanjuje propusnost membrane i povećava radni tlak potreban za filtraciju. Drugo, DOM može reagovati sa dezinfekcionim sredstvima, kao što je hlor, da bi formirao štetne nusproizvode dezinfekcije (DBP).
Metode prije tretmana za uklanjanje DOM-a
Koagulacija i flokulacija
Koagulacija i flokulacija su uobičajene metode pre tretmana za uklanjanje DOM-a. Koagulansi, kao što su aluminij sulfat ili željezni hlorid, dodaju se vodi da neutraliziraju negativne naboje na česticama DOM-a, uzrokujući njihovo agregiranje. Zatim se dodaju flokulanti kako bi se potaknulo stvaranje većih flokula, koje se mogu lakše ukloniti taloženjem ili filtracijom.
Koagulacija i flokulacija mogu efikasno ukloniti značajan dio DOM-a, posebno veće i hidrofobnije frakcije. Međutim, efikasnost ovih metoda zavisi od nekoliko faktora, uključujući vrstu i dozu koagulanta, pH vode i vreme kontakta između koagulansa i vode.
Adsorpcija aktivnog ugljena
Aktivni ugljen je visoko porozan materijal sa velikom površinom, što ga čini efikasnim adsorbentom za uklanjanje DOM. Može da adsorbuje širok spektar organskih jedinjenja, uključujući i hidrofobne i hidrofilne DOM frakcije.
Postoje dvije glavne vrste aktivnog ugljena koje se koristi za tretman vode: granulirani aktivni ugljen (GAC) i aktivni ugljen u prahu (PAC). GAC se obično koristi u adsorberima s fiksnim slojem, gdje voda teče kroz sloj aktivnog uglja. PAC se dodaje direktno u vodu, a proces adsorpcije se odvija u vodenoj fazi. Nakon adsorpcije, PAC se može ukloniti filtracijom ili sedimentacijom.
Adsorpcija aktivnog uglja je efikasna u uklanjanju DOM male molekularne težine, a takođe može ukloniti i neke prekursore DBP. Međutim, kapacitet adsorpcije aktivnog ugljena je ograničen i potrebno ga je periodično mijenjati ili regenerirati.
Oksidacija
Oksidacija je još jedna metoda pre tretmana za uklanjanje DOM-a. Oksidanti, kao što su ozon, vodikov peroksid i hlor, mogu reagovati sa DOM kako bi razbili organska jedinjenja na manje i biorazgradivije fragmente.
Ozon je moćan oksidans koji može efikasno oksidirati DOM i poboljšati kvalitet vode prije membranske filtracije. Takođe može smanjiti stvaranje DBP-a. Vodikov peroksid se može koristiti u kombinaciji s drugim oksidansima ili katalizatorima kako bi se poboljšao proces oksidacije. Klor je uobičajeno korišćeno dezinfekciono sredstvo, ali može reagovati sa DOM-om i formirati DBP. Stoga, kada se koristi hlor za oksidaciju, potrebna je pažljiva kontrola doziranja i vremena kontakta.
Biološki tretman
Biološki tretman se može koristiti za uklanjanje DOM-a korištenjem mikroorganizama za razgradnju organskih jedinjenja. Anaerobni i aerobni biološki procesi su dva glavna tipa biološkog tretmana.
U anaerobnom biološkom tretmanu, mikroorganizmi razgrađuju DOM u nedostatku kisika, proizvodeći metan i ugljični dioksid. Aerobni biološki tretman, s druge strane, koristi mikroorganizme koji troše kiseonik za razgradnju DOM. Biološki tretman je efikasan u uklanjanju biorazgradivog DOM-a, ali možda nije prikladan za uklanjanje biorazgradivog ili neposlušnog DOM-a.
Važnost uklanjanja DOM-a za NF RO membrane
Efikasno uklanjanje DOM-a prije upotrebeNanofiltracija reverzne osmozemembrane su ključne iz nekoliko razloga. Prvo, pomaže u sprečavanju zaprljanja membrane. Onečišćenje membrane može dovesti do smanjenja protoka membrane, povećanja radnog tlaka i kraćeg vijeka trajanja membrane. Uklanjanjem DOM-a, učestalost čišćenja i zamjene membrane može se smanjiti, što rezultira uštedom troškova.
Drugo, uklanjanje DOM-a može poboljšati kvalitet permeata vode. DOM može sadržavati različite zagađivače, kao što su teški metali i organski zagađivači, koji se mogu ukloniti zajedno sa DOM-om. Time se osigurava da pročišćena voda ispunjava tražene standarde kvaliteta.
Konačno, uklanjanje DOM-a može smanjiti formiranje DBP-a. Kao što je ranije spomenuto, DOM može reagirati s dezinficijensima i formirati DBP, koji su potencijalno štetni po ljudsko zdravlje. Smanjenjem sadržaja DOM-a u vodi, stvaranje DBP-a može se minimizirati.
Procjena metoda prije tretmana za vaš sistem
Prilikom odabira metoda prije tretmana za uklanjanje DOM-a, potrebno je uzeti u obzir nekoliko faktora. To uključuje karakteristike napojne vode, kao što su koncentracija DOM, distribucija molekulske težine i biorazgradivost. Trošak i dostupnost metoda prethodnog tretmana također treba uzeti u obzir.
Na primjer, ako napojna voda ima visoku koncentraciju biorazgradivog DOM-a, biološki tretman može biti isplativa opcija. Ako se DOM uglavnom sastoji od hidrofobnih i jedinjenja visoke molekularne težine, koagulacija i flokulacija mogu biti prikladnije.
Takođe je važno razmotriti kompatibilnost metoda predtretmana sa NF RO membranama. Neke hemikalije za prethodnu obradu, kao što je hlor, mogu oštetiti membrane ako se ne kontrolišu pravilno. Stoga je potrebno odabrati metode prije tretmana koje nemaju negativan utjecaj na performanse membrane.
Studije slučaja
Pogledajmo nekoliko studija slučaja kako bismo ilustrirali efikasnost metoda prije tretmana za uklanjanje DOM-a. U postrojenju za prečišćavanje vode koje opskrbljuje vodu za piće, napojna voda je sadržavala visoku koncentraciju NOM. Postrojenje je u početku koristilo samo jednostavnu filtraciju kao predtretman, a NF RO membrane su brzo postale onečišćene. Postrojenje je zatim implementiralo proces pre tretmana koagulacija - flokulacija - sedimentacija nakon čega je uslijedila adsorpcija aktivnog uglja. Nakon implementacije novog procesa predtretmana, stopa zarastanja membrane je značajno smanjena, a protok membrane je održan na stabilnom nivou.
U drugoj industrijskoj primjeni koristila se hemijska tvornicaNanofiltracija vodeza prečišćavanje svojih otpadnih voda. Otpadne vode su sadržavale veliku količinu industrijskog DOM-a, koji je bio teško razgradiv. Fabrika je usvojila oksidacioni predtretman korišćenjem ozona, a zatim biološki tretman. Ova kombinacija metoda prethodnog tretmana uspjela je efikasno ukloniti DOM, a performanse membrane su poboljšane, što je rezultiralo boljim kvalitetom vode i smanjenim operativnim troškovima.
Zaključak
U zaključku, uklanjanje otopljene organske materije prije upotrebe NF RO membrana je od suštinskog značaja za osiguravanje optimalnih performansi membrane, poboljšanje kvaliteta vode i smanjenje operativnih troškova. Za uklanjanje DOM-a dostupne su različite metode prethodnog tretmana, uključujući koagulaciju i flokulaciju, adsorpciju aktivnog uglja, oksidaciju i biološki tretman. Svaka metoda ima svoje prednosti i ograničenja, a izbor metode prethodnog tretmana treba da se zasniva na specifičnim karakteristikama napojne vode i zahtevima sistema za filtriranje.
Kao pouzdani dobavljač NF RO membrana, posvećeni smo pružanju naših kupaca visokokvalitetnim membranama i sveobuhvatnoj tehničkoj podršci. Ako ste zainteresovani da saznate više o našim NF RO membranama ili vam je potreban savet o prethodnom tretmanu uklanjanja DOM-a za vašu specifičnu aplikaciju, preporučujemo vam da nas kontaktirate za detaljne konsultacije. Naš tim stručnjaka spreman je da vam pomogne u pronalaženju najprikladnijih rješenja za vaše potrebe tretmana vode.
Reference
- Crittenden, JC, Trussell, RR, Hand, DW, Howe, KJ, & Tchobanoglous, G. (2012). MWH-ov tretman vode: principi i dizajn. John Wiley & Sons.
- Amy, G., & Drewes, JE (2013). Membranska tehnologija i primjena. John Wiley & Sons.
- Le-Clech, P., Chen, V., & Fane, AG (2006). Prljanje u membranskim bioreaktorima koji se koriste u tretmanu otpadnih voda. Journal of Membrane Science, 284(1 - 2), 17 - 53.