15 de noviembre de 2022     Publicado por :

Las aguas residuales son el drenaje de la unidad primaria de desalinización por ósmosis inversa. – salmuera concentrada. El proceso de ósmosis inversa produce agua concentrada, que contiene diversos contaminantes orgánicos e inorgánicos que pueden contaminar el suelo, el agua superficial y el océano si se descargan directamente; Si se vierten en el sistema de tratamiento de aguas residuales municipal, el exceso de sólidos disueltos totales también es muy perjudicial para el crecimiento de lodos activados.

El agua concentrada de RO altamente concentrada y los productos químicos introducidos por el agente de limpieza y el inhibidor de incrustaciones también tienen efectos adversos cuando se descargan directamente al medio ambiente.

Por lo tanto, es de gran importancia encontrar un método de tratamiento de agua concentrado por ósmosis inversa rentable para proteger el medio ambiente.

Descripción general

Tecnología de separación por membrana de ósmosis inversa, porque tiene las ventajas de no cambiar de fase de materiales, bajo consumo relativo de energía, buen efecto de desalinización, proceso de tratamiento maduro y confiable, equipo simple, alto grado de automatización, fácil operación y gestión, etc. ampliamente utilizado en muchas industrias en los últimos años.

Sin embargo, el rendimiento de diseño actual de la tecnología de ósmosis inversa es generalmente del 75%, y el rendimiento real es incluso menor, produciendo alrededor del 30% de salmuera concentrada.

Si el agua bruta es agua subterránea salobre o agua de mar de muy mala calidad, la cantidad de agua concentrada producida será aún mayor, posiblemente hasta un 50%.

Actualmente, muchos procesos de ósmosis inversa producen agua concentrada que se vierte directamente sin tratamiento, lo que provoca un desperdicio de agua y energía, además de la contaminación del medio ambiente circundante.

Para el agua concentrada por ósmosis inversa, la investigación actual se centra principalmente en tres propósitos:

Reducción – optimizar el diseño del proceso de ósmosis inversa para reducir la cantidad de agua concentrada;

Inofensivo – explorar métodos de tratamiento económicos y efectivos para reducir el daño causado por la descarga directa de agua concentrada por ósmosis inversa al medio ambiente.

Inofensivo – en vista de que la descarga directa de agua concentrada por ósmosis inversa puede causar daños al medio ambiente, explorar medios de tratamiento eficaces para reducir el daño;

Recurso – para explorar formas de reutilizar el agua concentrada de ósmosis inversa, convirtiendo los desechos en un tesoro.

De hecho, la reutilización del agua concentrada por ósmosis inversa debe considerar una variedad de factores; estos tres propósitos no están aislados sino que deben integrarse y complementarse entre sí.

A efectos de descarga

※ Alta por tratamiento separado

El principal problema del agua concentrada por ósmosis inversa es el alto contenido de plasma de calcio y magnesio y la alta dureza. En general, después de un simple tratamiento de ablandamiento, se puede alcanzar la descarga estándar.

El ablandamiento adopta principalmente el método de agregar sustancias alcalinas como cal y carbonato de sodio, usándolas para reaccionar con calcio y magnesio en el agua concentrada para generar precipitación de carbonato, que se elimina del cuerpo de agua para reducir la dureza del agua concentrada y reduce su daño al medio ambiente.

La siguiente es la ecuación de la reacción química.

Alta por tratamiento separado

Mezcla con otras aguas residuales para tratamiento conjunto.

Para la mayoría de las empresas manufactureras, además del agua concentrada de ósmosis inversa producida por la planta de producción de agua, se generan otras aguas residuales. Por ejemplo, las aguas residuales de producción vertidas desde la planta de producción y las aguas residuales domésticas de la planta.

A menudo no resulta económico tratar cada tipo de agua residual por separado. Por lo tanto, la mayoría de las empresas optan por desviar algunas aguas residuales especiales y mezclar todo tipo de aguas residuales para su tratamiento.

La condición de calidad del agua concentrada por ósmosis inversa es de alta dureza y alto contenido de sal, mientras que importantes índices de contaminación como turbidez y DQO ​​son bajos.

Mezclar agua concentrada de ósmosis inversa con otras aguas residuales puede desempeñar un cierto papel en el ajuste de la dilución y luego reducir la carga contaminante del agua de entrada del sistema de tratamiento de aguas residuales mixtas.

Y algunas empresas contienen muchas sustancias alcalinas como carbonato de sodio e hidróxido de sodio en las aguas residuales de producción, que pueden reaccionar con calcio y magnesio en agua concentrada por ósmosis inversa para generar precipitación de hidróxido o carbonato y reducir la dureza del agua.

Por ejemplo, una planta de cogeneración de la industria del aluminio ha modificado su sistema de tratamiento de agua concentrada por ósmosis inversa.

El agua alcalina residual producida en el proceso de producción se mezcló con el agua concentrada de ósmosis inversa para eliminar la dureza de calcio y magnesio y luego el agua concentrada se reutilizó para la producción, lo que redujo los costos del agua de producción en aproximadamente 280.000 dólares al año.

Apuntando a una reducción

La reducción es para el propio sistema de ósmosis inversa. Si el sistema de ósmosis inversa se diseña adecuadamente y la condición de calidad del agua de alimentación de la empresa es estable, la cantidad de agua concentrada producida por el sistema se puede controlar en una proporción óptima.

Al diseñar una máquina de ósmosis inversa, existen dos formas de mejorar la tasa de recuperación del sistema, es decir, reducir la producción de agua concentrada. Uno es aumentar la longitud del flujo de agua a través del módulo de membrana de ósmosis inversa y el otro es concentrar el retorno de agua.

Aumente la longitud del flujo de agua a través del elemento de membrana de ósmosis inversa.

A medida que el agua fluye a través del elemento de membrana de ósmosis inversa, el agua dulce pasa continuamente a través de la membrana, logrando la separación del agua concentrada y el agua dulce. En teoría, cuanto más largo sea el elemento de membrana a través del cual fluye el agua, mayor será el rendimiento de agua dulce y mayor será la tasa de recuperación.

Debido a cuestiones de conveniencia y estandarización, se han determinado las especificaciones de longitud de varios elementos de membrana en el mercado, pero se pueden conectar en serie para formar módulos de membrana de acuerdo con los requisitos del proceso.

Y debido a la disminución del flujo y la presión, los módulos de membrana no pueden ser demasiado largos y deben segmentarse, es decir, múltiples módulos de membrana en serie.

Por lo tanto, el número de segmentos se puede aumentar adecuadamente en el diseño de ósmosis inversa para reducir la cantidad de agua concentrada generada y aumentar la tasa de recuperación del sistema, al tiempo que se garantiza la calidad del efluente y la estabilidad del sistema.

Sin embargo, el alargamiento relativo del sistema de membrana requiere un aumento en la fuerza motriz de la membrana, es decir, es necesario aumentar la potencia de la bomba o aumentar el número de bombas. Por lo tanto, aumentarán los costos de entrada de la máquina y de energía para la operación del sistema.

Retorno de agua concentrada

Retorno de agua concentrada

El reflujo de agua concentrada consiste en devolver parte del agua concentrada producida por la máquina de ósmosis inversa al frente de la bomba de alta presión, mezclarla con el agua de alimentación y luego ingresar nuevamente al módulo de membrana para el tratamiento de ósmosis inversa.

Este también es un medio eficaz para mejorar la tasa de recuperación de las máquinas de ósmosis inversa. Es especialmente adecuado para sistemas con baja producción de agua, donde el flujo de agua no puede pasar a través del módulo de membrana de 12 m de largo.

Sin embargo, a medida que aumenta la concentración de contaminantes en el agua de alimentación debido al flujo de retorno de agua concentrada, el riesgo de incrustaciones en la máquina de ósmosis inversa aumenta aún más y, por lo tanto, se debe fortalecer el control operativo y la gestión de la máquina de ósmosis inversa.

Si la calidad del agua de alimentación de la máquina de ósmosis inversa utilizada por la empresa de producción es estable y mejor que el valor de diseño, y la capacidad de procesamiento de la máquina aún tiene capacidad adicional, el método también se puede considerar para la modificación del sistema.

Por ejemplo, el TDS del agua de alimentación de la máquina de ósmosis inversa de una empresa química era aproximadamente un 40 % menor que el valor de diseño. Para mejorar la tasa de recuperación, se modificó para que parte del agua concentrada de ósmosis inversa se devolviera y se mezclara con el agua cruda en proporción antes del tratamiento de ósmosis inversa.

En el funcionamiento real, mediante un control estricto del contenido de sal del agua de alimentación, la tasa de recuperación del sistema, la temperatura de funcionamiento y otros parámetros, la descarga de agua concentrada se reduce considerablemente y al mismo tiempo se garantiza un funcionamiento estable.

También hay algunas plantas con bajo contenido de sal de agua concentrada de ósmosis inversa, que pueden reutilizarse parcialmente para el retrolavado de filtros, lo que puede reducir en gran medida la descarga de agua concentrada y reducir los costos de producción.

Reutilizar como propósito

De acuerdo con el principio de ósmosis inversa y muchos casos de operación reales en el país y en el extranjero, incluso si la máquina de ósmosis inversa está razonablemente diseñada para lograr la mejor tasa de recuperación, la proporción de agua concentrada producida por el sistema debe representar al menos aproximadamente 25% del volumen de agua entrante.

Para los grandes usuarios de agua en industrias como la siderúrgica y la química, el agua concentrada producida por hora puede alcanzar cientos de toneladas. Si se vierten como aguas residuales, se desperdiciaría mucha energía y recursos hídricos.

Por lo tanto, es de gran importancia práctica y beneficios ambientales integrales encontrar una manera adecuada de reutilizar el agua concentrada y lograr la sustitución parcial del agua nueva por aguas residuales.

Según algunos casos de ingeniería nacionales y extranjeros, existen muchas formas de reutilizar el agua concentrada de ósmosis inversa. La mayoría de ellos deben basarse en las características de producción propias de la empresa.

El agua concentrada se puede reutilizar en otros talleres adecuados de la empresa. También puede reemplazar el agua del grifo utilizada originalmente y usarse para áreas de plantas como enjuague, limpieza, etc.

En los últimos años, en respuesta al llamado nacional para la conservación de energía y la reducción de emisiones, y para construir una economía circular, los proyectos de reutilización concentrada de agua por ósmosis inversa han florecido en China, y hay una gran cantidad de ejemplos de ingeniería de los cuales aprender.

Una fábrica utiliza la presión del agua concentrada por ósmosis inversa para almacenarla en un tanque de agua de alto nivel y luego usa el agua para lavar la condensación, lavar el piso, limpiar el exterior del barril y limpiar el taller, según sea necesario.

Tres meses para lograr ahorros de US$4000.00 en costos de agua, ahorros de carbón de $9500.00 y menos de un año para recuperar los costos de inversión.

Una planta siderúrgica utiliza tecnología de ósmosis inversa para tratar el agua de refrigeración y las aguas residuales domésticas del proceso de producción de acero en agua desalinizada y considera el agua concentrada para el retrolavado del filtro multimedia en el sistema de pretratamiento de ósmosis inversa.

La empresa invierte $8000,00 a la vez y puede ahorrar 500.000 m3 de agua al año, con importantes beneficios económicos.

Una central térmica utilizó agua concentrada de ósmosis inversa para el lavado de cenizas de la caldera, de modo que la escoria de cenizas obtuvo un mejor efecto de precipitación, el agua de reposición de agua circulante se redujo en 110 t/h y la dosis se redujo en un 10 %.

En una cervecería, el agua concentrada de ósmosis inversa, que originalmente necesitaba ser descargada después del tratamiento, se usó como agua para el colector de polvo de membrana de agua de la caldera, lo que podría lograr un ahorro anual de agua de 90.000 toneladas y ahorrar un total de $35.000/año en cargos de agua y alcantarillado.

En una empresa del grupo nacional, el agua concentrada descargada de los equipos de ósmosis inversa y ultrafiltración previa a la etapa en la producción de agua pura se recicló y se utilizó como agua de pulverización de dilución para la torre depuradora de gases de escape de la planta de proceso.

Tras la transformación, el sistema ahorra 25 m3/h de agua, lo que puede ahorrar 210.000 toneladas de agua del grifo al año, y la inversión se puede recuperar en medio año, por lo que los beneficios de ahorro de energía y reducción de emisiones son muy considerables.

En conclusión, una gran cantidad de ejemplos de ingeniería nos dicen que es un medio eficaz para tratar el agua concentrada por ósmosis inversa y hacer un uso razonable de los recursos hídricos considerando completamente la propia condición de la empresa y haciendo que el agua concentrada por ósmosis inversa sea digerida dentro de la empresa.

Reutilizar como propósito

La elección del proceso de tratamiento de agua es la clave para el éxito o el fracaso del proyecto de tratamiento de agua, si el proceso de tratamiento es razonable y está directamente relacionado con el efecto de tratamiento de las instalaciones de tratamiento de agua, la estabilidad de la operación, la inversión, los costos operativos y la gestión. nivel.

Por lo tanto, la elección del proceso de tratamiento de agua debe combinarse primero con la situación real de la planta, teniendo en cuenta los diversos factores que intervienen en la planta, seleccionar cuidadosamente el proceso de tratamiento de agua adecuado para la planta, con el fin de lograr el mejor tratamiento. efecto de las instalaciones de tratamiento de agua y los mejores beneficios económicos, sociales y ambientales.

Según la situación real de la planta, se debe seleccionar el proceso para cumplir con los requisitos de tratamiento adaptándose a las necesidades reales de la planta. En la actualidad, las aguas residuales descargadas en la planta son agua concentrada de primera clase, y el agua concentrada de primera clase pertenece al tipo de calidad del agua de incrustación;

Debido a su concentración 4 veces mayor, tiene un alto contenido de sal, alta dureza, calidad de agua estable, básicamente no presenta fluctuaciones significativas de pH y pertenece al agua salobre de alta mineralización.

De acuerdo con la experiencia de operación y gestión del proceso de RO existente, se determina que el proceso de recuperación de agua concentrada de RO primaria sigue siendo el proceso de RO, es decir, el proceso de ósmosis inversa de agua concentrada para tratar el programa de agua concentrada de descarga de ósmosis inversa primaria.

La temperatura del agua cruda de este proyecto fluctúa mucho según la estacionalidad, para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo de la unidad de ósmosis inversa de tratamiento de agua concentrada y el sistema de calentamiento de agua cruda. – El intercambiador de calor de placas está instalado delante de la unidad de ósmosis inversa. Fuente de calor: vapor a baja presión.

El proceso principal utiliza ósmosis inversa primaria de agua concentrada + ósmosis inversa de agua concentrada + proceso de evaporación de tres efectos (diseño separado).


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