غشاء اللوحة

دراسة الحالة

معالجة المياه الألغام

 

يتعلم أكثر

تنقية مياه الصنبور بمعايير عالية

 

يتعلم أكثر

إعادة استخدام المياه المستصلحة

 

يتعلم أكثر

المعالجة المسبقة لتحلية مياه البحر

 

يتعلم أكثر

نشر الأساتذة باز ناتيف وليات بيرنهاك وأوري لاهاف من كلية العلوم والهندسة البيئية في معهد التخنيون-إسرائيل للتكنولوجيا مؤخرًا مقالًا بعنوان "نهج معالجة مسبق جديد لتطبيق تحلية المياه بالتناضح العكسي عالي الاسترداد على المياه الجوفية شديدة الملوحة" في المجلة تحلية المياه (2023، 564، 116778). المؤلف الأول والمؤلف المقابل للمقال هو باز ناتيف.

تم اقتراح مفهوم جديد لتحسين معدل الاسترداد (قيمة RR، النسبة بين تدفق المياه المتخللة وتدفق المياه الخام) لمعالجة المياه في محطات تحلية المياه بالتناضح العكسي (BWRO) الداخلية.
ينطبق هذا المفهوم على النباتات ذات الماء الأيوني ثنائي التكافؤ في المناطق الداخلية.
يمكن إعادة تدوير محلول تجديد التبادل الأيوني بشكل متكرر بعد علاج NF.
إن هذا المفهوم له ما يبرره اقتصاديًا، مع تكلفة إضافية تبلغ حوالي 0.4 دولار/م³.

This paper proposes a novel method for pre-treatment of brackish water containing divalent ions for reverse osmosis desalination at reasonable recoveries and competitive costs. The method involves a cation exchange (CIX) step of the raw water to reduce the divalent cation concentration in the raw water and avoid chemical scaling, thereby allowing the entire process to operate at high recoveries (>80%)). ولأسباب تتعلق بالفعالية من حيث التكلفة، يتم إخضاع النفايات السائلة الناتجة عن تجديد التبادل الأيوني لعملية الترشيح النانوي لاستعادة كلوريد الصوديوم لدورات متعددة. وقد تم عرض هذه العملية في المياه الجوفية شديدة الملوحة في المركز الوطني لأبحاث تحلية المياه في نيو مكسيكو. تم النظر في خيارين لمعالجة التدفق السائل المتجدد CIX، بما في ذلك العديد من عمليات NF المتسلسلة للمادة المتخللة (الخيار 1) ومعالجة NF الإضافية للشبكية (الخيار 2). تمت محاكاة كلا الخيارين وفقًا لتدفق العملية الموضح في الشكل 1، ولكن نظرًا لفقد المياه الكبير في الخيار 2، والنفقات الرأسمالية المقدرة، وخاصة تعقيد العملية، تم النظر في الخيار 1 فقط لمزيد من التقييم التجريبي. تظهر نتائج التشغيل أن منحنى اختراق التبادل الكاتيوني لا يتدهور عندما تكون الصلابة الكلية في محلول التجديد أقل من 2% من إجمالي تركيز الكاتيون (مكافئ/مكافئ). للحفاظ على هذا المعيار، يجب أن تخضع النفايات السائلة المتجددة إلى 3-4 معالجات NF متتالية بعد كل دورة تجديد (الشكل 2). يمكّن هذا النهج محطة BWRO من العمل بمعدل RR=81% بتكلفة إضافية (النفقات الرأسمالية + النفقات التشغيلية) تبلغ حوالي 0.4 دولار/م3، وهو ما يضاعف إجمالي تكلفة تحلية المياه، ولكنه ينتج أيضًا المزيد من المياه المحلاة واحتجاز أقل. يعتبر هذا النهج تنافسيًا عندما تحتوي المياه قليلة الملوحة على أيونات ثنائية التكافؤ وتكون تكلفة تصريف المشبك مرتفعة.

يتكون هذا العمل من جزأين، نظري وتجريبي، كما هو مبين في الشكل 1. الخطوة الأولى هي إجراء تجارب الامتزاز/الامتزاز CIX لتحديد تكوين النفايات السائلة المتجددة المستخدمة للتحليل النظري اللاحق. تركز الخطوة الثانية على تقييم الخيارين من خلال عمليات المحاكاة باستخدام برنامج Winflows®. ويتبع ذلك تحليل التكلفة لتحديد الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة/المجدي. يتم بعد ذلك اختبار الخيار المحدد تجريبيًا، أولاً من خلال التجارب الجانبية لـ CIX ثم من خلال تجارب الدورة الكاملة، بما في ذلك التكرارات المتعددة لخطوة CIX، وخطوة التجديد الكيميائي ومعالجة النفايات السائلة المتجددة، بهدف تحديد التكاليف المرتبطة والتكاليف المرتبطة بها. تسلسل العمليات المطلوبة لتحقيق حالة شبه ثابتة مع تلبية معايير جودة العملية الضرورية.

خطتان لمعالجة مياه الصرف الصحي المتجددة. المخطط 1: علاجين NF؛ المخطط 2: علاج NF وعلاج الشبكية من عملية NF مع مزيج من خطوات Dia-NF-RO/NF لمزيد من فصل كلوريد الصوديوم. س=حجم حل تجديد CIX.

تمت محاكاة المخطط 1 في المختبر بخمس خطوات متتالية لامتصاص وتجديد NF/RO، حيث تم إخضاع مياه الصرف الصحي المتجددة لمعالجتين NF. ويصور الشكلان 3A و3B منحنيات الاختراق التي تم الحصول عليها في كل دورة. الدورة 1 تصور النتائج التي تم الحصول عليها عندما تم تمرير محلول الماء قليل الملوحة المحاكى من خلال الراتنج المحمل مسبقًا بـ Na+. يصور منحنى الاختراق في الدورة 2 النتائج التي تم الحصول عليها بعد أن تم تجديد الراتنج من الدورة 1 بمحلول NaCl 1 مكافئ/لتر. الدورة 3 تصور منحنى الاختراق الذي تم الحصول عليه بعد تجديد الراتنج بمحلول التجديد من الدورة 2، والذي تعرض لاثنين من NFs لتقليل TH، وما إلى ذلك. في الشكل 3C، على الرغم من أن جزء TH (نسبة الصلابة الكلية إلى تركيز Na+ في محلول التجديد، mN/mN) من محلول التجديد زاد بسرعة إلى أكثر من 3.0% بعد الدورة الرابعة وظل نسبيًا مستقرة في الدورات اللاحقة، ويبين الشكل 3A أن منحنى الاختراق لم يتدهور. أظهرت تجربة CIX الجانبية أنه في ظل ظروف الحالة المستقرة، فإن جزء TH أكبر من 2٪ سيؤدي إلى تدهور منحنى الاختراق، لذلك كان من الضروري زيادة عملية معالجة NF إلى 4 مرات لتقليل جزء TH إلى أقل من 2%.

الوسم : غشاء اللوحة، الصين مصنعي غشاء اللوحة، الموردين، المصنع