Увод: Вођени и циљевима емисије угљеника и строгим еколошким прописима, третман отпадних вода и поновна употреба ресурса у гасификацији угља и хемијској индустрији угља одавно су се трансформисали из "опционог" у "обавезно" питање.
Хемијска отпадна вода угља је сложена-која садржи високе нивое КПК, амонијачног азота, укупног азота, цијанида, фенола и других непослушних загађивача. Квалитет пречишћене отпадне воде значајно варира након биолошког третмана. Традиционални процеси „мулти-филтрације медија + органска ултрафилтрација“ пате од малог протока, лаког ломљења влакана, честог чишћења и кратког века трајања, што отежава испуњавање захтева за поновну употребу. Да ли постоји технологија која може да поједностави предтретман, издржи флуктуације квалитета воде, стабилно ради са високим флуксом и задржи своје перформансе на дужи рок?
Одговор је: керамичке ултрафилтрационе мембране.
Подаци доказују да керамичке ултрафилтрационе мембране могу стабилно да раде при високом флуксу од 150-180 ЛМХ без мултимедијалних филтера, са ЦЕБ циклусом дужим од 12 сати и ЦИП циклусом дужим од 1 месеца. Флукс је 3-4 пута већи од традиционалних органских мембрана, што га чини „крајњим решењем“ за поновну употребу отпадних вода у хемијској индустрији угља.
И. Поновно коришћење отпадних вода у хемијској индустрији угља: три неизбежне болне тачке
Хемијски третман отпадних вода од угља обично следи пут „хомогенизације → биолошког третмана → дубинске филтрације → поновне употребе“. Док биолошке јединице (модификовани СБР) могу значајно да смање ЦОД и амонијачни азот, ефлуент још увек пати од великих флуктуација замућења, заосталих суспендованих чврстих материја (СС) и лаког продирања органске материје. Директно увођење реверзне осмозе ће узроковати запрљање мембранских елемената, често чишћење и скраћени животни век.
Традиционални напредни процеси пречишћавања отпадних вода користе мулти-филтере медија + ултрафилтрацију органских шупљих влакана, што открива три главна недостатка у стварном раду:
* **Сложена предтретман и велики отисак:** Захтева мулти-филтрацију медија и филтрацију са активним угљем, што резултира дугим процесима, великим улагањем и гломазним одржавањем.
* **Органске мембране су склоне ломљењу влакана и продирању воде:** Пластична мембранска влакна имају малу чврстоћу и лако се ломе, што доводи до СС (суспендованих чврстих материја) и продирања замућења, контаминирајући накнадне РО системе.
* **Мали проток и често чишћење:** Радни флукс је само 50-60 ЛМХ, ЦЕБ чишћење је потребно сваких 1-2 сата, а ЦИП чишћење сваке 1-2 недеље, што резултира дугим застојима и високим трошковима одржавања.
Кључне тачке бола третмана отпадних вода у хемијској индустрији угља су: велике флуктуације квалитета воде (ЦОД 50-150 мг/Л, замућеност 2-10 НТУ), сложен састав загађивача и захтев за дуготрајном стабилном поновном употребом, што традиционални процеси једноставно не могу да издрже.
ИИ. Керамичке ултрафилтрационе мембране: Зашто надмашују органске мембране?
Керамичке ултрафилтрационе мембране су синтероване од - глинице на високим температурама, саме по себи поседујући „тврда својства“. У поређењу са органским ултрафилтрацијским мембранама, оне имају револуционарне предности: керамичке мембране су издржљивије, робусније, имају већи проток и једноставније су за одржавање, савршено прилагођене тешким условима отпадних вода хемијских угља.
ИИИ. Основни резултати пилот{1}}скале: подаци говоре сами за себе
(1) Стабилан рад високог{1}}тока
Керамичка ултрафилтрациона мембрана је радила стабилно при флуксу од 157 ЛМХ, достижући максимум од 180 ЛМХ, што је 3-4 пута више од традиционалних органских мембрана (50-60 ЛМХ). За исту запремину за пречишћавање воде, број мембранских модула је смањен за 75%, што значајно смањује улагање у сталак.
(2) Изузетно-дуг циклус чишћења
CEB (Online Chemical Cleaning) cycle: >12 сати/циклус (органске мембране 1-2 сата/циклус);
CIP (Offline Chemical Cleaning) cycle: >1 месец (органске мембране 1-2 недеље/циклус);
Стопа опоравка од чишћења: близу 100%, без деградације перформанси мембране.
(3) Изузетно стабилан квалитет воде пермеата
Замућеност пермеата:<0.04 NTU;
Пермеате СДИ:<2;
У потпуности испуњава захтеве за напојну воду реверзне осмозе и може се директно поново користити у системима за циркулацију воде и десалинизацији.
(4) Јака отпорност на флуктуације квалитета воде
Упркос високој-учесталости и значајним флуктуацијама у ЦОД-у и замућености напојне воде, квалитет пермеатне воде керамичке мембране остаје константно стабилан без ризика од продирања, решавајући индустријску болну тачку органских мембрана где „флуктуације у квалитету воде доводе до превисоких стандарда ефлуента“.
ИВ. Инжењерска вредност: Оптимално решење за поновну употребу хемијских отпадних вода угља
Овај пилот тест је темељно потврдио инжењерску изводљивост керамичких ултрафилтрационих мембрана за поновну употребу отпадних вода хемијских угља, доносећи четири кључне вредности:
1. Изузетно поједностављен ток процеса и значајно смањена улагања
Елиминација јединица за претходну обраду као што су бистрила, мулти-филтери и филтери са активним угљем скраћује ток процеса за 60%, смањује површину пода за 50% и смањује улагање у грађевинарство и опрему за више од 30%. 2. Смањени трошкови рада и одржавања, уштеда времена и напора
Век трајања мембране продужен за 2-5 пута, годишњи трошкови замене смањени за 80%;
Циклуси чишћења продужени за више од 10 пута, време застоја смањено за 90%;
Нема потребе за честим заменама филтерских медија или одржавањем опреме за предтретман, трошкови рада су смањени за 50%.
3. Повећана стопа поновне употребе, смањење воде и угљеника
Стопа поврата воде у систему повећана је за више од 2%, потрошња свеже воде је значајно смањена, испуштање отпадних вода је смањено, савршено у складу са захтевима политике хемијске индустрије угља о „очувању воде, смањењу емисије и поновној употреби ресурса“.
4. Заштита накнадних мембранских система, продужени животни век
Екстремно ниска замућеност и СДИ у произведеној води, без продирања загађивача, фреквенција чишћења мембране реверзне осмозе/нанофилтрације смањена за 70%, век трајања продужен за 3-5 година, додатно смањујући оперативне трошкове.
В. Закључак: Керамичке мембране ће преобликовати пејзаж хемијског третмана отпадних вода угља
Индустрија хемијског третмана отпадних вода угља уводи технолошку револуцију у којој керамичке мембране замењују органске мембране.
Подаци доказују да керамичке ултрафилтрационе мембране могу директно да третирају отпадну воду хемијских и биохемијских процеса угља, елиминишући потребу за мулти{0}}предтретманом у више медија. Они нуде високу пропусност, дуго време циклуса, отпорност на флуктуације и лакоћу рада и одржавања, свеобухватно надмашујући традиционалне органске процесе ултрафилтрације у свим аспектима.
За хемијска предузећа угља као што су гасификација угља, постројења за синтетички амонијак, метанол и кокс:
Нови пројекти: Директно усвајање технологије керамичке ултрафилтрације постиже поновну употребу отпадних вода у једном кораку;
Пројекти надоградње: Замена органске ултрафилтрације мулти-филтрацијом медија брзо побољшава стандарде и ефикасност.
Керамичке ултрафилтрационе мембране нису само "бонус" за хемијски третман отпадних вода угља, већ су суштинска опција за постизање стандардне поновне употребе, смањење трошкова и побољшање ефикасности!