ממברנת לוח

תיאור מקרה

טיפול במים במכרה

 

ללמוד עוד

טיהור מי ברז בסטנדרט גבוה

 

ללמוד עוד

שימוש חוזר במים

 

ללמוד עוד

טיפול מקדים להתפלת מי ים

 

ללמוד עוד

הפרופסורות פז נתיב, ליאת בירנהק ואורי להב מבית הספר למדעי הסביבה והנדסת הסביבה בטכניון-המכון הטכנולוגי פרסמו לאחרונה בכתב העת מאמר שכותרתו A new pretreatment approach to application high-recoverying high-reversive osmosis desalting high-reversive osmosis in the clothing high-grade. התפלה (2023, 564, 116778). הכותב הראשון והמחבר המקביל של המאמר הוא פז נתיב.

תפיסה חדשה מוצעת לשיפור קצב ההחלמה (ערך RR, היחס בין זרימת המים הגולמיים לחלחל) של טיפול במים במפעלי BWRO (התפלת אוסמוזה הפוכה).
מושג זה חל על צמחים עם מי יונים דו ערכיים באזורים פנימיים.
ניתן למחזר שוב ושוב את תמיסת התחדשות חילופי היונים לאחר טיפול ב-NF.
הרעיון מוצדק מבחינה כלכלית, עם עלות נוספת של כ-0.4 $/m³.

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%). מטעמי עלות-תועלת, שפכים של התחדשות חילופי יונים עוברים תהליך ננו-פילטרציה כדי לשחזר NaCl במשך מחזורים מרובים. התהליך הודגם במי תהום היפר מלוחים במרכז הלאומי לחקר התפלה בניו מקסיקו. נבחנו שתי אפשרויות טיפול בשפכי התחדשות CIX, לרבות מספר תהליכי NF בסדרה עבור החירור (אופציה 1) וטיפול NF נוסף של הרטנטט (אופציה 2). שתי האפשרויות הודמו לפי זרימת התהליך המוצגת בתרשים 1, אך בשל אובדן המים הגדול של אפשרות 2, ההוצאה ההונית המשוערת, ובעיקר מורכבות הפעולה, רק אפשרות 1 נשקללה להערכה אמפירית נוספת. תוצאות ההפעלה מראות שעקומת הפריצה של חילופי הקטיונים אינה מתדרדרת כאשר הקשיות הכוללת בתמיסת ההתחדשות היא פחות מ-2% מסך ריכוז הקטיונים (eq/eq). כדי לשמור על תקן זה, יש להעביר את שפכי ההתחדשות ל-3-4 טיפולי NF רצופים לאחר כל מחזור התחדשות (איור 2). גישה זו מאפשרת למפעל BWRO לפעול ב-RR=81% בעלות נוספת (capex + opex) של כ-0.4 $/m3, מה שמכפיל את עלות ההתפלה הכוללת, אך גם מייצר יותר מים מותפלים ופחות רטנטאט. גישה זו תחרותית כאשר המים המליחים מכילים יונים דו ערכיים ועלות פריקת הרטנטאט גבוהה.

עבודה זו מורכבת משני חלקים, תיאורטי ואמפירי, כפי שמוצג באיור 1. השלב הראשון הוא ביצוע ניסויי ספיחה/ספיחה של CIX כדי לקבוע את הרכב שפכי ההתחדשות המשמשים לניתוח תיאורטי שלאחר מכן. השלב השני מתמקד בהערכת שתי אפשרויות באמצעות סימולציות באמצעות תוכנת Winflows®. לאחר מכן, ניתוח עלויות כדי לקבוע את האפשרות המשתלמת/הכדאית יותר. לאחר מכן, האפשרות שנבחרה נבדקת אמפירית, תחילה באמצעות ניסויים צדדיים של CIX ולאחר מכן באמצעות ניסויים במחזור מלא, כולל איטרציות מרובות של שלב ה-CIX, שלב ההתחדשות הכימית והטיפול בשפכי ההתחדשות, במטרה לקבוע את העלויות הנלוות רצף הפעולות הנדרשות להשגת מצב פסאודו-יציב תוך עמידה בפרמטרי איכות התהליך הדרושים.

שתי תוכניות לטיפול בשפכי ההתחדשות. תכנית 1: שני טיפולי NF; סכימה 2: טיפול ב-NF וטיפול ב-retentate מתהליך NF בשילוב של שלבי Dia-NF-RO/NF להפרדה נוספת של NaCl. Q=נפח של פתרון התחדשות CIX.

סכימה 1 בוצעה הדמיה במעבדה עם חמישה שלבי ספיחה-התחדשות-NF/RO עוקבים, כאשר שפכי ההתחדשות עברו שני טיפולי NF. איורים 3A ו-3B מתארים את עקומות פריצת הדרך המתקבלות בכל מחזור. מחזור 1 מתאר את התוצאות שהושגו כאשר תמיסת מים מליחים מדומה הועברה דרך השרף שהוטען מראש ב-Na+. עקומת פריצת הדרך במחזור 2 מתארת ​​את התוצאות שהתקבלו לאחר שהשרף ממחזור 1 התחדש עם תמיסת 1 eq/L NaCl. מחזור 3 מתאר את עקומת הפריצה שהתקבלה לאחר שהשרף שוחזר עם תמיסת ההתחדשות ממחזור 2, אשר הועברה לשני NFs להפחתת TH וכן הלאה. באיור 3C, למרות שחלק ה-TH (היחס בין הקשיות הכוללת לריכוז Na+ בתמיסת ההתחדשות, mN/mN) של תמיסת ההתחדשות עלה במהירות ליותר מ-3.0% לאחר המחזור הרביעי ונשאר יחסית יציב במחזורים הבאים, איור 3A מראה שעקומת הפריצה לא התדרדרה. ניסוי הצד של CIX הראה שבתנאי מצב יציב, שבר TH גדול מ-2% יוביל להידרדרות של עקומת הפריצה, ולכן היה צורך להגדיל את תהליך הטיפול ב-NF לפי 4 כדי להפחית את שבר ה-TH לפחות מ- 2%.

תגיות פופולריות: ממברנת צלחת, יצרני ממברנות צלחות בסין, ספקים, מפעל