UHPRO Ultra Yüksek Basınçlı Ters Ozmoz

Tuzdan arındırmanın ana modern yolu, Ters Ozmoz Demineralizasyon yöntemidir. Son yıllarda endüstriyel atık suların arıtılması gibi daha zorlu uygulamalara adapte edildi.

   

Membran prosesleri için endüstriyel atık suların başlıca zorlukları a) kireçlenme / kirlenme Antiskalantlar ve b) tuzlu su yönetimidir.

1. a) Membranların potansiyel olarak ölçeklenmesi, su geri kazanımını sınırlar, bu da artan tuzlu su hacimleri ve ikincisinin yüksek bertaraf maliyetleri anlamına gelir. Ölçeklendirme potansiyelleri ayrıca artan membran bakımı ve değişimine yol açar.
2. b) Tuzlu su arıtımı, yüksek maliyetlerle ilişkilidir, Tuzlu su arıtma, aksi takdirde ümit vaat eden su kaynaklarının yeniden kullanım için uygun olmayabileceği anlamına gelebilir.

Ters ozmoz işlemi, suyu tuz iyonlarını reddeden yarı geçirgen zarlardan geçirmek için uygulanan yüksek basınçtan oluşur. Daha yüksek sistem geri kazanımı (daha fazla su üretilir, daha fazla tuz konsantrasyonu), daha yüksek tuzlu su konsantrasyonları ile artan ve daha geniş membran alanı gerektiren tatlı su nüfuz etme akışını azaltan daha yüksek sürüş basınçlarına neden olur.

Standart bir deniz suyu RO membranı için maksimum çalışma basıncı,% 50 geri kazanıma (∼70.000 mg / L; π ≈ 59 bar) kadar işlenmiş deniz suyunun kalıcı ozmotik basıncının üstesinden gelmek için tipik olarak yaklaşık 80 bar'dır. RO'nun hidrolik basınç sınırlamalarından dolayı, hipersalin tuzlu sular (≥70000 mg / L), ısıl işlemlerle Buharlaşma Kristalizasyonu yoluyla daha fazla arıtılabilir.

Tuzlu su akışlarını yaklaşık 250.000 mg / L'ye (π≈290 bar) yoğunlaştırmak için termal teknolojiler kullanılır. Termal bazlı tuzlu su kristalizatörleri daha sonra atık akışını çözünürlük limitinin üzerinde (örneğin, NaCl için 357.000 mg L / 1) atılmak üzere katı tuzları ekstrakte etmek için konsantre eder. Bu teknolojiler tipik olarak yüksek CAPEX ve özellikle yüksek OPEX (proses için gereken yüksek enerji) sunar.

RO membran pazarındaki son gelişmelerle birlikte, 1800 psi'ye (120 bar) dayanabilen ultra yüksek basınçlı ters ozmoz (UHPRO) spiral sargılı membranlar geliştirilmiştir. UHPRO membranları, NaCl için 130.000 mg / L'ye kadar toplam çözünmüş katı (TDS) ve Na2SO4 için 150.000 mg / L'ye kadar salin akışlarının konsantrasyonunu sağlar, bu da standart membran türlerine kıyasla tuzlu su hacminde% 50 azalma anlamına gelir.

Bu, daha fazla tatlı su üretilmesi ve daha az tuzlu suyun atılması veya termal teknolojilerle daha fazla arıtılması ile sonuçlanır.

Reject Brine TDS %(mg/L)

Reject Brine TDS %(mg/L)

Önemli Tuzlu Su Kaynaklarının Özellikleri ve Mevcut Bertaraf Uygulamaları
Salamura Atıksu	Typical TDS (mg/L)	Mevcut Bertaraf Uygulaması
Petrol ve Gaz üretilen su	13,000-210,000	Doğrudan okyanus deşarjı, derin kuyu enjeksiyonu, hidrolik çatlatma için yeniden kullanım, buharlaşma havuzları
Acı yeraltı suyu	5,000-55,000	Yüzey / kanalizasyon deşarjı, derin kuyu enjeksiyonu
Baca gazı kükürt giderme (FGD) atıksu	16,000-50,000	Çökeltme havuzları, kimyasal çökeltme ve yüzey deşarjı, sıfır sıvı deşarjı
Çöp sızıntı suyu	0-50,000	Arazi uygulaması, çöp sahasına devridaim
Kömürden Kimyasallara Atıksu	2,000-16,000	Sıfır sıvı deşarjı
Tekstil endüstrisi atıksu	1,500-30,0000	Yüzey deşarjından önce sıfır sıvı deşarjı, kimyasal ve biyolojik arıtma

UHPRO sistemlerinin sermaye maliyeti, tuzlu su veya deniz suyu RO sistemlerinin maliyetinden daha yüksek ancak termal buharlaştırıcılardan çok daha düşüktür. UHPRO, buharlaştırıcıların yukarı akışına uygulanabilir, bu da buharlaştırıcıların boyutunu düşürür, bu da termal işlemler için daha az CAPEX ve OPEX anlamına gelir. Tipik tuzlu su konsantrasyon limitleri ve hacim azaltma oranları aşağıda özetlenmiştir.

Teknoloji	TDS tuzlu su limiti (mg/L)	Salamura Hacmi Azaltımı, SWRO
SWRO (1,200 psi)	80,000	1.0x
UHPRO	130,000	1.6x
Evaporatör (thermal/MVR)	220,000	2.8x

UHPRO, Sıfır Sıvı Deşarjı (ZLD) ve Minimal Sıvı Deşarjı (MLD) uygulamaları için endüstriyel atık arıtma proseslerinde giderek daha fazla kullanılmaktadır. Sonuç: Aynı ZLD ve MLD arıtma hedeflerine ulaşmak için çok daha az termal tuzdan arındırma gerekir.