Upptäck hur industrin behandlar vatten för att vara mer effektivt, effektivt och hållbart
Läs vidare för att avslöja fyra sätt industrin behandlar vatten för att vara mer effektivt, effektivt och hållbart.
Omvänd osmos vid vattenbehandling
Omvänd osmos är processen att använda tryck för att driva ofiltrerat vatten genom ett semipermeabelt membran för att avlägsna föroreningar och i slutändan skapa rent vatten. Av alla vattenbehandlingsfiltreringsmetoder, mikrofiltrering, ultrafiltrering och nanofiltrering är omvänd osmos den mest effektiva och blockerar 99,9% av materialen, inklusive monovalenta joner, multivalenta järn, virus, bakterier och suspenderade jordar.
Detta tillvägagångssätt är bättre för miljön av tre skäl:
- I stället för att förlita sig på kemikalier för att rengöra vattnet använder omvänd osmos högtrycksvatten och elektricitet för att göra processen.
- Även om kemikalier också används i utrustning för omvänd osmos är mängderna låga och produkterna är det inte farligt.
- Det kräver mycket lite underhåll eftersom rengöringsmedel och dispergeringsmedel används för att stödja självrengöring, vilket i slutändan förlänger dess livslängd.
- I genomsnitt är livslängden på ett membran cirka 3 till 5 år, men det beror mycket på dess korrekta användning.
Det finns dock utmaningar i samband med detta tillvägagångssätt.
- Nedsmutsning och skalning kan minska effektiviteten av omvänd osmos och kräva ofta membranbyte, kräver noggrann övervakning av vattenkvaliteten och användningen av filtermedia.
- Omvänd osmos använder osmotiskt tryck för att driva vatten genom membranet, vilket är en energikrävande process som kan öka miljöpåverkan och driftskostnader.
- Denna process producerar en koncentrerad saltlösning av avvisade inneslutningar och högkoncentrerade salter som är svåra att bortskaffa.
- Membranen måste också kasseras, vilket i slutändan genererar avfall.
Vid omvänd osmos krävs en initial infrastrukturinvestering, men då måste endast membranen köpas. Och även om kostnaden för membran fortsätter att sjunka och det finns fler och fler alternativ, är det ofta fortfarande dyrare än att använda kemisk behandling, särskilt i applikationer som kyltorn och slutna kretsar.
Jonbytarhartser i vattenbehandling
Jonbyte är processen att mjukgöra och ta bort oönskade joner från vatten genom att byta ut dem med en annan jonisk substans. Denna process syftar till att rena vattnet med färre kemikalier än andra metoder och kan köras kontinuerligt, vilket gör det till en effektiv metod för vattenrening.
Detta tillvägagångssätt har tydliga fördelar, inklusive:
- Jonbytarhartser är utformade för att selektivt avlägsna specifika joner från vatten baserat på deras kemiska egenskaper, vilket möjliggör riktning av specifika föroreningar.
- Det kan integreras med nuvarande vattenbehandlingsprocesser både som en förbehandling och som ett steg till polering förbättra vattenkvaliteten.
- Det finns en möjlighet att regenerera hartserna, återställa hartsens kapacitet för vidare användning och minska driftskostnaderna och avfallet som genereras.
- Deras livslängd kan lätt nå 5 år, och i vissa fall upp till 7 eller 8 år, beroende på deras korrekta användning.
Bortsett från dessa finns det några utmaningar som detta tillvägagångssätt medför, inklusive:
- Utformningen av jonbytessystemet kräver en analys av hartsbäddens djup, flödeshastighet, kontakttid och regenereringscykler, och att skala upp detta skulle kräva en ny analys.
- Fluktuationer i pH, temperatur eller närvaron av olika föroreningar kan påverka hartsernas prestanda och påverka vattenkvaliteten.
- Hartserna måste övervakas kontinuerligt, och vattenreningspersonal måste vara redo att snabbt vidta korrigerande åtgärder för att inte äventyra hartserna.
- Liksom membran skadas hartser också av klor, som fortsätter att vara en av de mest använda industriella biociderna.
Liksom omvänd osmos kräver jonbytesprocessen en initial investering i infrastrukturen och sedan krävs endast hartserna måste köpas därifrån och ut. Sammantaget har jonbytet minskat i pris och det finns fler och fler alternativ på marknaden.
Kombinationen av de två
Både omvänd osmos och jonbyte är starka tillvägagångssätt individuellt, men när de kombineras är de extremt effektiva vid vattenbehandling.
När man börjar med jonbytet fungerar jonbytarhartserna som osmoskydd, rengöring och avlägsnande av föroreningar som kan förstöra eller skala omvänd osmos membran och gör det förbehandlade vattnet mer lämpligt för omvänd osmosprocess.
Efter vatten har behandlats, jonbytarhartserna kan sedan distribueras i den kvarvarande omvänd osmoskoncentratströmmen, avlägsna specifika joner, såsom metaller eller andra restföroreningar före ytterligare behandling eller bortskaffande. Hartserna kan också appliceras som ett poleringssteg, avlägsna de upplösta jonerna eller organiska föreningarna som omvänd osmos kanske inte har fångat.
I vissa fall kan speciella hartser regenereras med avstötning av osmos, vilket innebär en besparing i kemiska produkter. De kan också användas för att reducera kiseldioxid vid inflödet, vilket är svårt och dyrt att behandla med kemikalier, vilket resulterar i en ökning med upp till 50% i permeatåtervinning, en liknande procentandel i avfallsproduktion och mindre kiseldioxidnedsmutsning. Det är också möjligt att avsevärt minska membrannedsmutsning av kolloider och organiskt material, minska kostnaderna för kemisk applicering och arbeta med en högre flödeshastighet, vilket ökar produktionen av behandlat vatten.
Slutligen, eftersom omvänd osmos ofta sänker pH på grund av avlägsnande av alkaliska mineraler, kan jonbytarhartser tillsättas för att balansera pH och bibehålla önskat intervall för det behandlade vattnet.
Som du kan se, med hjälp av en kombination av joner hartsutbyte och omvänd osmos övervinner många av de utmaningar vi skisserade tidigare. När de kombineras kan de maximera avlägsnandet av föroreningar samtidigt som driftskostnaderna och energiförbrukningen minimeras.
Förbehandling av vatten
Förbehandling är processen att rengöra vattnet för att förbättra vattnets egenskaper från början. Genom att göra detta förlitar vi oss mindre på kemikalier under hela processen och kan bättre återanvända eller kassera avloppsvattnet efter användning.
Olika tekniker kan användas för förbehandling, inklusive omvänd osmos och jonbyte, antingen separat eller i kombination för att uppnå större effektivitet. Detta tillvägagångssätt används idag för processvatten som används i produkttillverkningsprocessen och för att förbättra kvaliteten på vattnet i pannor, där det är viktigt att använda vatten av hög kvalitet. Även om detta tillvägagångssätt är allmänt känt kommer det att bli mer och mer relevant när ämnena återanvändning och minskning av vattenförbrukningen skjuter i höjden till toppen av hållbarhetsagendorna runt om i världen.
Medan de fyra metoderna vi har diskuterat idag ses som framtiden för vattenrening, har industrin fortfarande en väg att gå innan detta är helt integrerat i vardagliga standarder. Dessutom är det viktigt att notera att användningen av kemikalier vid vattenbehandling är långt ifrån att försvinna. Snarare ser vi att branschen går mer mot användning av mer biologiskt nedbrytbara och hållbara lösningar.
Om författaren
Enrique Ramirez är försäljningschef på IMCD Mexiko för affärsenheten Industrial Solutions med fokus på vattenreningsverksamheten. Med mer än 11 års arbete inom vattenreningsindustrin har Enrique omfattande teknisk och kommersiell erfarenhet inom detta område som han tar med sig till var och en av sina kundrelationer.