Otopljena organska tvar (DOM) može predstavljati značajne izazove pri korištenju NF RO membrana. Kao vodeći dobavljačNF RO membrana, razumijemo važnost učinkovitog uklanjanja DOM-a prije membranske filtracije kako bismo osigurali optimalnu izvedbu i dugovječnost membrana.
Razumijevanje otopljene organske tvari
DOM je složena smjesa organskih spojeva koji su otopljeni u vodi. Može potjecati iz različitih izvora, uključujući prirodnu organsku tvar (NOM) kao što su huminske i fulvinske kiseline, industrijske otpadne vode i poljoprivredni otpad. DOM može imati negativan utjecaj na performanse NF RO membrane na nekoliko načina. Prvo, može uzrokovati onečišćenje membrane, što smanjuje propusnost membrane i povećava radni tlak potreban za filtraciju. Drugo, DOM može reagirati s dezinficijensima, kao što je klor, i stvoriti štetne nusprodukte dezinfekcije (DBP).
Metode prethodne obrade za uklanjanje DOM-a
Koagulacija i flokulacija
Koagulacija i flokulacija često su korištene metode predtretmana za uklanjanje DOM-a. Koagulansi, poput aluminijeva sulfata ili željeznog klorida, dodaju se u vodu kako bi neutralizirali negativne naboje na DOM česticama, uzrokujući njihovu agregaciju. Zatim se dodaju flokulanti kako bi se pospješilo stvaranje većih flokula, koje se mogu lakše ukloniti taloženjem ili filtracijom.
Koagulacija i flokulacija mogu učinkovito ukloniti značajan dio DOM-a, posebno veće i hidrofobnije frakcije. Međutim, učinkovitost ovih metoda ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući vrstu i dozu koagulansa, pH vode i vrijeme kontakta između koagulansa i vode.
Adsorpcija aktivnog ugljena
Aktivni ugljen je vrlo porozan materijal s velikom površinom, što ga čini učinkovitim adsorbensom za uklanjanje DOM-a. Može adsorbirati širok raspon organskih spojeva, uključujući i hidrofobne i hidrofilne DOM frakcije.
Dvije su glavne vrste aktivnog ugljena koji se koriste za obradu 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 ugljena. PAC se dodaje izravno u vodu, a proces adsorpcije odvija se u vodenoj fazi. Nakon adsorpcije, PAC se može ukloniti filtracijom ili sedimentacijom.
Adsorpcija aktivnim ugljenom učinkovita je u uklanjanju DOM niske molekularne težine, a također može ukloniti i neke prekursore DBP-a. Međutim, adsorpcijski kapacitet aktivnog ugljena je ograničen i potrebno ga je povremeno zamijeniti ili regenerirati.
Oksidacija
Oksidacija je još jedna metoda predtretmana za uklanjanje DOM-a. Oksidanti, poput ozona, vodikovog peroksida i klora, mogu reagirati s DOM-om i razgraditi organske spojeve na manje i biorazgradljivije fragmente.
Ozon je snažan oksidans koji može učinkovito oksidirati DOM i poboljšati kvalitetu vode prije membranske filtracije. Također može smanjiti stvaranje DBP-a. Vodikov peroksid se može koristiti u kombinaciji s drugim oksidansima ili katalizatorima za poboljšanje procesa oksidacije. Klor je dezinficijens koji se često koristi, ali može reagirati s DOM-om stvarajući DBP. Stoga, kada se koristi klor za oksidaciju, potrebna je pažljiva kontrola doziranja i vremena kontakta.
Biološki tretman
Biološka obrada može se koristiti za uklanjanje DOM-a korištenjem mikroorganizama za razgradnju organskih spojeva. Anaerobni i aerobni biološki procesi dvije su glavne vrste 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 konzumiraju kisik za razgradnju DOM-a. Biološka obrada učinkovita je u uklanjanju biorazgradivog DOM-a, ali možda nije prikladna za uklanjanje biorazgradivog ili neposlušnog DOM-a.
Važnost uklanjanja DOM-a za NF RO membrane
Učinkovito uklanjanje DOM-a prije uporabeNanofiltracija reverznom osmozommembrane ključna je iz nekoliko razloga. Prvo, pomaže u sprječavanju zaprljanja membrane. Onečišćenje membrane može dovesti do smanjenja protoka membrane, povećanja radnog tlaka i kraćeg vijeka trajanja membrane. Uklanjanjem DOM-a može se smanjiti učestalost čišćenja i zamjene membrane, što rezultira uštedom troškova.
Drugo, uklanjanje DOM-a može poboljšati kvalitetu propusne vode. DOM može sadržavati različite kontaminante, kao što su teški metali i organski zagađivači, koji se mogu ukloniti zajedno s DOM-om. Time se osigurava da pročišćena voda zadovoljava potrebne standarde kvalitete.
Konačno, uklanjanje DOM-a može smanjiti stvaranje DBP-a. Kao što je ranije spomenuto, DOM može reagirati s dezinficijensima i stvoriti DBP, koji su potencijalno štetni za ljudsko zdravlje. Smanjenjem sadržaja DOM-a u vodi, stvaranje DBP-a može se svesti na minimum.
Procjena metoda predliječenja za vaš sustav
Prilikom odabira metoda predtretmana za uklanjanje DOM-a potrebno je uzeti u obzir nekoliko čimbenika. To uključuje karakteristike napojne vode, kao što su koncentracija DOM-a, raspodjela molekularne težine i biorazgradivost. Također treba uzeti u obzir cijenu i dostupnost metoda prethodne obrade.
Na primjer, ako napojna voda ima visoku koncentraciju biorazgradivog DOM-a, biološka obrada može biti isplativa opcija. Ako se DOM uglavnom sastoji od hidrofobnih i visokomolekularnih spojeva, koagulacija i flokulacija mogu biti prikladniji.
Također je važno uzeti u obzir kompatibilnost metoda prethodne obrade s NF RO membranama. Neke kemikalije prije obrade, poput klora, mogu oštetiti membrane ako nisu pravilno kontrolirane. Stoga je potrebno odabrati metode predtretmana koje nemaju negativan utjecaj na performanse membrane.
Studije slučaja
Pogledajmo nekoliko studija slučaja kako bismo ilustrirali učinkovitost metoda prije tretmana uklanjanja DOM-a. U postrojenju za pročišćavanje vode koje opskrbljuje pitkom vodom, napojna voda sadržavala je visoku koncentraciju NOM. Postrojenje je u početku koristilo samo jednostavnu filtraciju kao prethodnu obradu, a NF RO membrane su se brzo zaprljale. Postrojenje je zatim implementiralo proces predtretmana koagulacije - flokulacije - sedimentacije nakon čega je uslijedila adsorpcija aktivnim ugljenom. Nakon implementacije novog procesa predtretmana, stopa onečišćenja membrane značajno je smanjena, a protok membrane je održan na stabilnoj razini.
U drugoj industrijskoj primjeni koristila se tvornica kemikalijaNanofiltracija vodeza obradu svojih otpadnih voda. Otpadne vode sadržavale su veliku količinu industrijskog MOM-a koji se teško razgradio. Tvornica je usvojila metodu predobrade oksidacijom uz korištenje ozona, nakon čega slijedi biološka obrada. Ova kombinacija metoda predtretmana uspjela je učinkovito ukloniti DOM, a učinak membrane je poboljšan, što je rezultiralo boljom kvalitetom vode i smanjenim operativnim troškovima.
Zaključak
Zaključno, uklanjanje otopljene organske tvari prije uporabe NF RO membrana bitno je za osiguravanje optimalne učinkovitosti membrane, poboljšanje kvalitete vode i smanjenje operativnih troškova. Razne metode prethodne obrade, uključujući koagulaciju i flokulaciju, adsorpciju aktivnog ugljena, oksidaciju i biološku obradu, dostupne su za uklanjanje DOM-a. Svaka metoda ima svoje prednosti i ograničenja, a odabir metode predtretmana trebao bi se temeljiti na specifičnim karakteristikama napojne vode i zahtjevima sustava za filtriranje.
Kao pouzdani dobavljač NF RO membrana, predani smo pružanju visokokvalitetnih membrana i opsežne tehničke podrške našim kupcima. Ako ste zainteresirani saznati više o našim NF RO membranama ili trebate savjet o prethodnoj obradi uklanjanja DOM-a za vašu specifičnu primjenu, potičemo vas da nas kontaktirate za detaljne konzultacije. Naš tim stručnjaka spreman je pomoći vam u pronalaženju najprikladnijih rješenja za vaše potrebe obrade vode.
Reference
- Crittenden, JC, Trussell, RR, Hand, DW, Howe, KJ i Tchobanoglous, G. (2012.). MWH obrada vode: principi i dizajn. John Wiley & sinovi.
- Amy, G. i Drewes, JE (2013). Membranska tehnologija i primjena. John Wiley & sinovi.
- Le-Clech, P., Chen, V. i Fane, AG (2006.). Obraštaj u membranskim bioreaktorima koji se koriste u pročišćavanju otpadnih voda. Journal of Membrane Science, 284 (1 - 2), 17 - 53.