Inledning: Drivet av både koldioxidutsläppsmål och stränga miljöbestämmelser har avloppsvattenrening och resursåteranvändning inom kolförgasnings- och kolkemisk industri för länge sedan förvandlats från en "valfri" till en "obligatorisk" fråga.
Kolkemiskt avloppsvatten är komplext-och innehåller höga halter av COD, ammoniakkväve, totalt kväve, cyanid, fenoler och andra motstridiga föroreningar. Kvaliteten på det renade avloppsvattnet fluktuerar avsevärt efter biologisk rening. Traditionella processer för "multi-mediafiltrering + organisk ultrafiltrering" lider av lågt flöde, lätt fiberbrott, frekvent rengöring och kort livslängd, vilket gör det svårt att uppfylla kraven på återanvändning. Finns det någon teknik som kan förenkla förbehandlingen, stå emot fluktuationer i vattenkvaliteten, fungera stabilt med högt flöde och bibehålla sin prestanda på lång sikt?
Svaret är: keramiska ultrafiltreringsmembran.
Data bevisar att keramiska ultrafiltreringsmembran kan fungera stabilt vid ett högt flöde på 150-180 LMH utan multimediafilter, med en CEB-cykel som överstiger 12 timmar och en CIP-cykel som överstiger 1 månad. Fluxet är 3-4 gånger större än traditionella organiska membran, vilket gör det utan tvekan den "ultimata lösningen" för återanvändning av avloppsvatten i kolkemisk industri.
I. Återanvändning av avloppsvatten i kolkemisk industri: tre oundvikliga smärtpunkter
Kolkemisk rening av avloppsvatten följer vanligtvis en väg av "homogenisering → biologisk rening → djupfiltrering → återanvändning." Även om biologiska enheter (modifierade SBR) avsevärt kan minska COD och ammoniakkväve, lider avloppsvattnet fortfarande av stora fluktuationer i grumlighet, kvarvarande suspenderade fasta ämnen (SS) och lätt penetrering av organiskt material. Direkt införande av omvänd osmos kommer att orsaka nedsmutsning av membranelement, frekvent rengöring och förkortad livslängd.
Traditionella avancerade processer för avloppsvattenrening använder multi-mediafilter + organisk hålfiber ultrafiltrering, vilket avslöjar tre stora brister i den faktiska driften:
* **Komplex förbehandling och stort fotavtryck:** Kräver multi-mediafiltrering och aktivt kolfiltrering, vilket resulterar i långa processer, höga investeringar och besvärligt underhåll.
* ** Organiska membran är benägna att fiberbrott och vattengenomträngning:** Plastmembranfibrer har låg hållfasthet och bryts lätt sönder, vilket leder till SS (suspenderade ämnen) och grumlighetspenetration, vilket förorenar efterföljande RO-system.
* **Lågt flöde och frekvent rengöring:** Driftflödet är endast 50-60 LMH, CEB-rengöring krävs var 1-2 timme och CIP-rengöring var 1-2 vecka, vilket resulterar i långa stillestånd och höga underhållskostnader.
De centrala smärtpunkterna för rening av avloppsvatten i kolkemisk industri är: stora fluktuationer i vattenkvalitet (COD 50-150 mg/L, grumlighet 2-10 NTU), komplex sammansättning av föroreningar och kravet på långsiktigt stabil återanvändning, som traditionella processer helt enkelt inte tål.
II. Keramiska ultrafiltreringsmembran: Varför överträffar de organiska membran?
Keramiska ultrafiltreringsmembran sintras från -aluminiumoxid vid höga temperaturer och har i sig "hårda egenskaper". Jämfört med organiska ultrafiltreringsmembran har de revolutionerande fördelar: keramiska membran är mer hållbara, mer robusta, har högre flöde och är enklare att underhålla, perfekt lämpade för de svåra förhållandena i kolkemiskt avloppsvatten.
III. Pilot-skala Kärnresultat: Data talar för sig själv
(1) Hög-stabil drift
Det keramiska ultrafiltreringsmembranet fungerade stabilt vid ett flöde av 157 LMH och nådde ett maximum av 180 LMH, vilket är 3-4 gånger så mycket som traditionella organiska membran (50-60 LMH). För samma vattenbehandlingsvolym reduceras antalet membranmoduler med 75 %, vilket avsevärt minskar rackinvesteringarna.
(2) Ultra-lång rengöringscykel
CEB (Online Chemical Cleaning) cycle: >12 timmar/cykel (organiska membran 1-2 timmar/cykel);
CIP (Offline Chemical Cleaning) cycle: >1 månad (organiska membran 1-2 veckor/cykel);
Rengöringsåtervinningsgrad: nära 100 %, utan försämring av membranets prestanda.
(3) Extremt stabil permeatvattenkvalitet
Permeat grumlighet:<0.04 NTU;
Permeat SDI:<2;
Uppfyller helt kraven för omvänd osmos matarvatten och kan direkt återanvändas i cirkulerande vattensystem och avsaltningssystem.
(4) Stark motståndskraft mot fluktuationer i vattenkvaliteten
Trots hög-frekvens och betydande fluktuationer i matarvattnets COD och grumlighet förblir permeatvattenkvaliteten i det keramiska membranet konsekvent stabil utan risk för penetration, vilket löser industrins smärtpunkt för organiska membran där "fluktuationer i vattenkvalitet leder till överdrivna avloppsstandarder."
IV. Tekniskt värde: Den optimala lösningen för återanvändning av kolkemiskt avloppsvatten
Detta pilottest verifierade noggrant den tekniska genomförbarheten av keramiska ultrafiltreringsmembran för återanvändning av kolkemiskt avloppsvatten, vilket gav fyra kärnvärden:
1. Extremt förenklat processflöde och avsevärt minskade investeringar
Elimineringen av förbehandlingsenheter som klarare, multi-mediafilter och aktivt kolfilter förkortar processflödet med 60 %, minskar golvytan med 50 % och minskar investeringar i anläggning och utrustning med mer än 30 %. 2. Minskade drift- och underhållskostnader, sparar tid och ansträngning
Membranens livslängd förlängs med 2-5 gånger, årliga ersättningskostnader minskade med 80 %;
Rengöringscyklerna förlängs med mer än 10 gånger, stilleståndstiden minskad med 90 %;
Inget behov av frekventa byten av filtermedia eller underhåll av förbehandlingsutrustning, arbetskostnaderna minskade med 50 %.
3. Ökad återanvändningshastighet, vatten- och kolreduktion
Systemets vattenåtervinningsgrad ökade med mer än 2 %, färskvattenförbrukningen minskade avsevärt, avloppsvattenutsläppet minskade, vilket perfekt överensstämmer med den kolkemiska industrins policykrav om "vattenbesparing, minskning av utsläpp och återanvändning av resurser."
4. Skydd av efterföljande membransystem, förlängd livslängd
Extremt låg grumlighet och SDI i det producerade vattnet, ingen föroreningspenetrering, omvänd osmos/nanofiltreringsmembranrengöringsfrekvens reducerad med 70 %, livslängd förlängd med 3-5 år, vilket ytterligare minskar driftskostnaderna.
V. Slutsats: Keramiska membran kommer att omforma landskapet för rening av kolkemiskt avloppsvatten
Den kolkemiska reningsindustrin för avloppsvatten inleder en teknisk revolution där keramiska membran ersätter organiska membran.
Data bevisar att keramiska ultrafiltreringsmembran kan direkt behandla avloppsvatten från kolkemiska och biokemiska processer, vilket eliminerar behovet av multi-media förbehandling. De erbjuder hög genomströmning, långa cykeltider, motståndskraft mot fluktuationer och enkel drift och underhåll, och överträffar i alla avseenden traditionella organiska ultrafiltreringsprocesser.
För kolkemiska företag som kolförgasning, syntetisk ammoniak, metanol och koksverk:
Nya projekt: Direkt antagande av keramisk ultrafiltreringsteknik uppnår återanvändning av avloppsvatten i ett steg;
Uppgraderingsprojekt: Genom att ersätta organisk ultrafiltrering med multi-mediafiltrering förbättras snabbt standarder och effektivitet.
Keramiska ultrafiltreringsmembran är inte bara en "bonus" för kolkemisk avloppsvattenrening, utan ett viktigt alternativ för att uppnå standardåteranvändning, kostnadsreduktion och effektivitetsförbättring!