Odhalte, jak průmysl zpracovává vodu tak, aby byla efektivnější, efektivnější a udržitelnější
V posledních několika letech došlo v odvětví úpravy vody k posunu směrem k využívání materiálů, které jsou méně škodlivé jak pro lidi, tak pro naše životní prostředí. To lze široce připsat novým předpisům, technologiím a udržitelným inovacím.
Čtěte dále a odhalte čtyři způsoby, jak průmysl upravuje vodu tak, aby byla efektivnější, efektivnější a udržitelnější.
Reverzní osmóza při úpravě vody
Reverzní osmóza je proces použití tlaku k protlačení nefiltrované vody přes semipermeabilní membránu k odstranění kontaminantů a nakonec k vytvoření čisté vody. Ze všech přístupů k úpravě vody, mikrofiltrace, ultrafiltrace a nanofiltrace je reverzní osmóza nejúčinnější, blokuje 99,9% materiálů, včetně monovalentních iontů, multivalentních želez, virů, bakterií a suspendovaných půd.
Tento přístup je pro životní prostředí lepší ze tří důvodů:
- Spíše než spoléhat se na chemikálie k čištění vody, používá reverzní osmóza vysokotlakou vodu a elektřinu k výrobě proces.
- Ačkoli se chemikálie používají také v zařízeních pro reverzní osmózu, množství je nízké a produkty nejsou nebezpečný.
- Vyžaduje velmi malou údržbu, protože detergenty a dispergátory se používají k jeho samočištění, což v konečném důsledku prodlužuje životnost membrány.
- Životnost membrány je v průměru asi 3 až 5 let, ale to velmi závisí na správném použití.
S tímto přístupem jsou však spojeny problémy.
- Znečištění a usazování může snížit účinnost reverzní osmózy a vyžadovat častou výměnu membrány, vyžadující pečlivé sledování kvality vody a použití filtračních médií.
- Reverzní osmóza využívá osmotický tlak protlačit vodu membránou, což je energeticky náročný proces, který může zvýšit dopad na životní prostředí a provozní náklady.
- Tento proces produkuje koncentrovanou solanku z odpadních obalů a vysoce koncentrovaných solí, které se obtížně likvidují.
- Samotné membrány budou muset být také zlikvidovány, což nakonec vytvoří odpad.
Při reverzní osmóze je nutná počáteční investice do infrastruktury, ale pak je nutné zakoupit pouze membrány. A přestože náklady na membrány stále klesají a existuje stále více možností, často je stále dražší než použití chemického ošetření, zejména v aplikacích, jako jsou chladicí věže a uzavřené okruhy.
Iontoměničové pryskyřice při úpravě vody
Iontová výměna je proces změkčení a odstraňování nežádoucích iontů z vody jejich výměnou za jinou iontovou látku. Cílem tohoto procesu je čištění vody méně chemikálií než jiné přístupy a může probíhat nepřetržitě, což z něj činí efektivní a efektivní přístup k úpravě vody.
Tento přístup má jasné výhody, včetně:
- Iontoměničové pryskyřice jsou navrženy tak, aby selektivně odstraňovaly specifické ionty z vody na základě jejich chemických vlastností, což umožňuje cílení na konkrétní kontaminanty.
- Může být integrován do současných procesů úpravy vody jak jako předúpravu, tak jako krok k leštění zlepšit kvalitu vody.
- Je zde možnost regenerovat pryskyřice, obnovit kapacitu pryskyřice pro další použití a snížit provozní náklady a vznikající odpad.
- Jejich životnost může snadno dosáhnout 5 let a v některých případech až 7 nebo 8 let, v závislosti na jejich správném použití.
Kromě toho existuje několik výzev, které tento přístup přináší, včetně:
- Návrh iontoměničového systému vyžaduje analýzu hloubky pryskyřičného lože, průtoku a doby kontaktu a regenerační cykly a jejich rozšíření by vyžadovalo novou analýzu.
- Kolísání pH, teploty nebo přítomnosti různé kontaminanty mohou ovlivnit výkonnost pryskyřic a ovlivnit kvalitu vody.
- Pryskyřice musí být průběžně sledována a odborníci na úpravu vody musí být připraveni rychle přijmout nápravná opatření, aby nedošlo k ohrožení pryskyřic.
- Stejně jako membrány jsou pryskyřice poškozeny také chlórem, který je i nadále jedním z nejpoužívanějších průmyslových biocidů.
Stejně jako reverzní osmóza vyžaduje proces iontové výměny počáteční investice do infrastruktury. odtamtud musí být zakoupeny pouze pryskyřice. Celkově se cena iontové výměny snížila a na trh přichází stále více možností.
Kombinace obou
Reverzní osmóza i iontová výměna jsou silné přístupy jednotlivě, ale v kombinaci jsou extrémně účinné při úpravě vody.
Při zahájení iontoměničové pryskyřice slouží iontoměničové pryskyřice jako ochrana proti osmóze, čištění a odstraňování kontaminantů, které mohou znečistit nebo škálovat reverzní osmózu membrány a činí předem upravenou vodu vhodnější pro proces reverzní osmózy.
Po voda byla upravena, iontoměničové pryskyřice mohou být poté nasazeny do zbylého proudu koncentrátu reverzní osmózy, čímž se před dalším zpracováním nebo likvidací odstraní specifické ionty, jako jsou kovy nebo jiné zbytkové kontaminanty. Pryskyřice lze také aplikovat jako krok leštění, čímž se odstraní rozpuštěné ionty nebo organické sloučeniny, které reverzní osmóza možná nezachytila.
V některých případech lze speciální pryskyřice regenerovat odmítnutím osmózy, což znamená úsporu chemických produktů. Mohou být také použity k redukci oxidu křemičitého při přítoku, který je obtížné a nákladné ošetřit chemickými látkami, což má za následek zvýšení výtěžnosti permeátu až o 50%, podobné procento produkce rejektu a menší znečištění oxidu křemičitým. Je také možné výrazně snížit znečištění membrány koloidy a organickými látkami, snížit náklady na aplikaci chemikálií a pracovat s vyšším průtokem, čímž se zvyšuje produkce upravené vody.
A konečně, protože reverzní osmóza často snižuje pH kvůli odstranění alkalických minerálů, lze přidat iontoměničové pryskyřice, které vyrovnávají pH a udržují požadovaný rozsah pro upravené vody.
Jak vidíte, pomocí kombinace iontů výměna pryskyřice a reverzní osmóza překonávají mnoho výzev, které jsme nastínili dříve. Když jsou kombinovány, mohou maximalizovat odstraňování kontaminantů a zároveň minimalizovat provozní náklady a spotřebu energie.
Předúprava vody
Předúprava vody je proces čištění vody za účelem zlepšení vlastností vody od začátku. Tímto způsobem se méně spoléháme na chemikálie během celého procesu a můžeme po jejím použití lépe znovu použít nebo likvidovat odpadní vodu.
Pro předúpravu lze použít různé technologie, včetně reverzní osmózy a iontové výměny, a to buď samostatně nebo v kombinaci, aby se dosáhlo vyšší účinnosti. Tento přístup se dnes používá pro procesní vodu používanou v procesu výroby produktu a ke zlepšení kvality vody v kotlích, kde je nezbytné používat vysoce kvalitní vodu. I když je tento přístup všeobecně známý, bude stále více relevantní, protože témata opětovného použití a snižování spotřeby vody stoupají na vrchol agend udržitelnosti po celém světě.
Zatímco čtyři metody, o kterých jsme dnes diskutovali, jsou považovány za budoucnost úpravy vody, průmysl má před sebou ještě cestu, než bude plně integrován do každodenních standardů. Kromě toho je důležité si uvědomit, že používání chemikálií při úpravě vody zdaleka nezmizí. Spíše vidíme, jak se průmysl více přibližuje k využívání biologicky rozložitelnějších a udržitelnějších řešení.
O autorovi
Enrique Ramirez je manažerem prodeje v IMCD Mexiko pro obchodní jednotku Industrial Solutions se zaměřením na oblast úpravy vody. S více než 11 lety práce v oboru úpravy vody má Enrique rozsáhlé technické a obchodní zkušenosti v této oblasti, které přináší do každého ze svých vztahů se zákazníky.