UHPRO Ultrahochdruck-Umkehrosmose
Das wichtigste moderne Mittel zur Entsalzung ist die Umkehrosmose-Demineralisierung. In den letzten Jahren wurde es an anspruchsvollere Anwendungen wie die Behandlung von industriellen Abwässern angepasst.
Die Hauptherausforderungen von Industrieabwässern für Membranprozesse sind a) Ablagerung / Verschmutzung von Antiscalants und b) Solemanagement.
- a) Eine mögliche Ablagerung der Membranen begrenzt die Wasserrückgewinnung, was ein erhöhtes Solevolumen und hohe Entsorgungskosten für letztere bedeutet. Skalierungspotentiale führen auch zu einer erhöhten Wartung und zum Austausch der Membran.
- b) Die Behandlung von Sole ist mit hohen Kosten verbunden. Die Behandlung von Sole kann zu einer ansonsten vielversprechenden Wasserressource führen, die nicht wiederverwendet werden kann.
Der Umkehrosmosevorgang besteht aus einem hohen Druck, der angelegt wird, um Wasser durch semipermeable Membranen zu treiben, die Salzionen zurückweisen. Eine höhere Systemrückgewinnung (mehr Wasser produziert, mehr Salze konzentriert) führt zu höheren Antriebsdrücken, die mit höheren Solekonzentrationen ansteigen und den Süßwasserpermeatfluss verringern, was eine größere Membranfläche erfordert.
Der maximale Betriebsdruck für eine Standard-Meerwasser-RO-Membran liegt typischerweise bei etwa 80 bar, um den osmotischen Retentatdruck von Meerwasser zu überwinden, das zu 50% zurückgewonnen wurde (~ 70.000 mg / l; π ≈ 59 bar). Aufgrund der hydraulischen Druckbeschränkungen von RO könnten hypersaline Sole (≥ 70000 mg / l) über thermische Prozesse weiter behandelt werden. Verdampfungskristallisation.
Mit den jüngsten Entwicklungen auf dem Markt für RO-Membranen wurden spiralförmig gewickelte Ultrahochdruck-Umkehrosmose-Membranen (UHPRO) entwickelt, die 120 bar (1800 psi) standhalten können. UHPRO-Membranen ermöglichen die Konzentration von Salzströmen bis zu 130.000 mg / l gelösten Feststoffen (TDS) für NaCl und 150.000 mg / l für Na2SO4, was eine 50% ige Verringerung des Solevolumens im Vergleich zu den Standardmembrantypen bedeutet.
Dies führt dazu, dass mehr Frischwasser produziert wird und weniger Sole entsorgt oder durch thermische Technologien weiterbehandelt werden muss.
Reject Brine TDS %(mg/L)
Reject Brine TDS %(mg/L)
| Eigenschaften signifikanter Solequellen und aktuelle Entsorgungspraktiken | ||
|---|---|---|
| Sole Abwasser | Typical TDS (mg/L) | Aktuelle Entsorgungspraxis |
| Öl & Gas produzierte Wasser | 13,000-210,000 | Direkte Ozeanentladung, Tiefbrunneninjektion, Wiederverwendung für hydraulisches Brechen, Verdunstungsteiche |
| Brackiges Grundwasser | 5,000-55,000 | Oberflächen- / Abwasserableitung, Tiefbrunneninjektion |
| Abwasser der Rauchgasentschwefelung (REA) | 16,000-50,000 | Absetzbecken, chemische Ausfällung und Oberflächenentladung, keine Flüssigkeitsentladung |
| Deponiesickerwasser | 0-50,000 | Landnutzung, Umwälzung auf Deponien |
| Abwasser aus Kohle zu Chemikalien | 2,000-16,000 | Keine Flüssigkeitsabgabe |
| Abwasser der Textilindustrie | 1,500-30,0000 | Keine Flüssigkeitsentladung, chemische und biologische Behandlung vor der Oberflächenentladung |
Die Kapitalkosten von UHPRO-Systemen sind höher als die Kosten von Brack- oder Meerwasser-RO-Systemen, jedoch viel niedriger als die von thermischen Verdampfern. UHPRO kann vor Verdampfern angewendet werden, um deren Größe zu reduzieren, was weniger CAPEX & OPEX für die thermischen Prozesse bedeutet. Typische Solekonzentrationsgrenzen und Volumenreduktionsverhältnisse sind nachstehend zusammengefasst.
| Technologie | TDS Solegrenze (mg/L) | Reduzierung des Solevolumens relativ zu SWRO |
|---|---|---|
| SWRO (1,200 psi) | 80,000 | 1.0x |
| UHPRO | 130,000 | 1.6x |
| Verdampfer (thermal/MVR) | 220,000 | 2.8x |
UHPRO wird zunehmend in industriellen Abwasserbehandlungsprozessen für Zero Liquid Discharge (ZLD) - und Minimal Liquid Discharge (MLD) -Anwendungen eingesetzt. Das Ergebnis: Es ist weitaus weniger thermische Entsalzung erforderlich, um die gleichen ZLD- und MLD-Behandlungsziele zu erreichen.
Lenntech bietet maßgeschneiderte Lösungen für die Solekonzentration unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Technologien und Strategien. Wir können Ihnen Hochdruck-RO mit spiralförmig gewickelten Membranen oder Scheibenfiltrations-RO für anspruchsvollere Anwendungen anbieten.
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