היום, אני רוצה לשתף בקצרה על "טכנולוגיית טיפול משולבת בממברנה", שהיא שילוב של תהליכי טיפול במים שבמרכזם טכנולוגיות ממברנות כגון מיקרופילטרציה/MF, אולטרה סינון/UF, ננופילטרציה/NF, אוסמוזה הפוכה/RO ו-EDI/אלקטרודיוניזציה.
(1) מהו בעצם מכשיר ROR?
ROR ראשי תיבות של Reuse of (Reverse Osmosis) Reject, כלומר מכשיר לשימוש חוזר (אוסמוזה הפוכה) בתרכיז.
הגדרה צרה: ROR שווה ל"אוסמוזה הפוכה משנית".
בתנאים מותרים (כלומר, איכות תרכיז RO אינה ירודה מדי), התרכיז יכול לעבור "אוסמוזה הפוכה משנית" לאחר ריכוך או הוספת מנה גדולה של מעכב אבנית כדי למקסם את ניצול משאבי המים ואת קצב התאוששות המערכת הכולל.
הגדרה רחבה: ROR מתייחס לכל התהליכים והטכנולוגיות שיכולים לשפר את ניצול הריכוז.
באופן קפדני, התרכיז כאן לא כולל רק תרכיז RO אלא יכול להתייחס לסוגים שונים של תרכיז. אם ניקח לדוגמה את תרכיז RO, עקב הבדלים באיכות המים הגולמיים ותהליכי הטיפול הקדמיים, ההרכב והריכוז של תרכיז RO עלולים להפוך למורכבים מדי. במקרים כאלה, טיפול מקדים מסורתי פשוט, ריכוך או הוספה כימית פשוטה אינם מספיקים כדי לעמוד בדרישות מי ההזנה ל"אוסמוזה הפוכה משנית" (סליל רגיל/מלוח/עיכול-עמיד/פצוע).
במצב זה, ממברנות מיוחדות כגון אוסמוזה הפוכה של סליל פצע (STRO), אוסמוזה הפוכה של צינור דיסק (DTRO), ואוסמוזה הפוכה של צינור דיסק ציקלון (CDRO), כמו גם תהליכי טיפול אינדיבידואליים או סינרגטיים כגון הפרדת מלח בננופילטרציה (NF) ומאיידים, עדיין יכולים להשיג שימוש חוזר במשאב המים של התרכיז.
בקצרה: אלא אם צוין אחרת, ROR שווה ל"אוסמוזה הפוכה משנית", יש לבחור את העזרים הדרושים לטיפול מקדים ולהגדיר בהתאם.
(2) האם ניתן להזין שפכי MBR ישירות למערכת ממברנות RO?
כשילוב מושלם של טכנולוגיה ביוכימית וממברנה, איכות הקולחים של MBR תלויה באיכות המים הגולמיים, דיוק תהליך הממברנה והיציבות התפעולית הכוללת של מערכת MBR.
עבור מערכות RO (בדרך כלל מתייחסים ספציפית לממברנות פצעים ספירליות נוגדות ציפוי רגילות של מים מליחים), ההשפעה הסבירה ביותר של שפכי MBR היא COD גבוה. הדבר נובע בעיקר משלושת הגורמים שהוזכרו לעיל, ובדיקה מעמיקה יותר מגלה את הרכב החומר האורגני.
מנקודת המבט של יצרני הממברנות, למערכות RO יש מגבלות COD מחמירות מאוד (COD < 10 מ"ג/ליטר). עם זאת, אנו גם יודעים שעמידה קפדנית בדרישה זו תהיה קשה ביותר.
לכן, ביישומים מעשיים, אנו מעדיפים בדרך כלל תקנים סביב Class A/B עבור מתקני טיהור שפכים.
כמובן, אימוץ תקנים כאלה דורש לעתים קרובות שיקול נוסף של הקרבת שטף הממברנה, תדירות ניקוי כימית גבוהה יותר ותוחלת חיים מופחתת של הממברנה.
בהתחשב ביציבות פעולת MBR, שלמות תכנון המערכת, איכות רכיבי הממברנה והיעדר או חוסר פעולה מוחלט ביכולות תפעול ותחזוקה מקיפות, ההסתברות לבעיות בסוג זה של תהליך MBR+RO גבוהה מאוד.
עם זאת, בניגוד לתהליך Class I RO+EDI (שגם לעתים קרובות גורם לבעיות מערכת עקב תפעול ותחזוקה לא תקינים דומים), הייתי ממליץ ללא היסוס להשתמש בתהליך Class II RO+EDI כחלופה.
תהליכי MBR+RO משמשים לעתים קרובות בתרחישים הכוללים כמויות גדולות של מים. אם בין לבין נעשה שימוש בתהליכי חיבור שמרניים יותר, כמו סינון צינורי, זה יוביל בהכרח לעלייה משמעותית בהשקעה בציוד ובעלויות התחזוקה, ובכך יביס את המטרה המקורית של תהליך MBR.
לכן, תמיד שמרתי על גישה ניטרלית, המתן-ו-ראה להזנה ישירה של שפכי MBR למערכת RO. במילים פשוטות, זה חיוני להבחין בקפדנות בין סוג השפכים (הרכב), לנתח/לחזות את איכות קולחי MBR ולשמור את המקום והתקציב הדרושים לחיבור תהליכים.
לקוחות ויצרנים הם כמו זוג שחי יחד; לפני שיתוף הפעולה, יש מתח הדדי; לאחר שיתוף הפעולה, אם שום דבר לא משתבש, הדברים הם הרמוניים (לפחות שלווים); אבל כשצצות בעיות, יש כל מיני מריבות.
בקיצור: תהליך MBR+RO עצמו בסדר; המפתח הוא לשים לב לניתוח ובקרה מפורטים במהלך התהליך.
אוקיי, לאחר שדנו בשתי הסוגיות המפורטות הללו בנוגע לתהליכי ROR ו-MBR+RO, בואו נרחיב את הדיון שלנו למגמות הרחבות יותר ביישומי טכנולוגיית ממברנות בתחום הטיפול במים, במיוחד היישום של תהליכי טיפול משולבים בממברנה-.
כפי שכבר ציינתי פעמים רבות בעבר, שני המוקדים העיקריים בתחום הטיפול במים כיום הם ייצור מים אולטרה טהורים בעלי טוהר גבוה יותר וטיפול בשפכים מורכבים (ומאתגרים) יותר. הראשון מודגם בדרך כלל על ידי ייצור מים טהורים בדרגת מוליכים למחצה-, בעוד שהאחרון מודגם בדרך כלל על ידי טיפול כמעט אפס- בפריקה בתעשיות כימיות פחם.
כמה נקודות נוספות:
① מקורות מים מזוהמים: שפכים תעשייתיים, שפכים עירוניים, ביוב ביתי וכו'; מקורות מים טבעיים: מי ברז עירוניים, מים עיליים, מי תהום וכו'.
② לגבי מיקום התהליך של סינון חול קרישה ואולטרה סינון, עבור מקורות מים טבעיים, אני אישית מעדיף את אותו שלב; למקורות מים מזוהמים, אני אישית מעדיף את אותו שלב או שלב לפני/אחרי.
③ אם החדיר מהשלב הראשון RO של מקורות מים מזוהמים מיועד לשמש לייצור מים טהורים במיוחד, אני אישית ממליץ לשלוח אותו לחלק ה-RO- הראשון המקורי של המערכת. שליחתו ישירות לקטע -שלב RO השני תטיל עומס כבד על המערכת (בעיקר בהתחשב בגורמים כגון TOC).
④ הבחירה של ממברנות מיוחדות והתפלת ננו-סינון חייבת לשקול באופן מלא את נפח הטיפול ואיכות המים, במיוחד בשילוב עם בחירת מאייד ועלויות תחזוקה. ציוד בקנה מידה קטן- אינו צריך לחתור יתר על המידה על יחסי ריכוז; ככל שתהליך המערכת ארוך יותר, כך יש יותר נקודות סיכון.
⑤ שום דבר אינו מוחלט; תמיד תשאיר מרחב תמרון במעשיך. נתח בעיות ספציפיות באופן ספציפי, ותמיד טוב לעשות יותר בדיקות והשוואות.