براي استفاده مجدد از پساب دستگاه اسمز معكوس ZLD تعيين روش بهينه فرآيند

Determine the Optimal ZLD Process for Reuse of Reverse Osmosis Effluent

در مناطق وسيعي از ايران آب شور وجود دارد كه با استفاده از روش­هاي مناسب تصفيه مانند اسمز معكوس (RO) تصفيه مي­گردد ولي پساب بسيار شور و غليظ RO كه دفع آن به صورت روزافزوني دشوار شده است، بايد مديريت شود. پساب سيستم­هاي RO به تدريج در حين تصفيه آب، غليظ و از املاح كربنات كلسيم، سولفات كلسيم، سولفات باريم و سيليكا فوق اشباع مي­شود. بنابر اين براي استفاده مجدد از اين پساب بايد به دنبال فرآيندهايي براي ممانعت از رسوب اين املاح روي سطح غشاء و در نتيجه كاهش نفوذپذيري آن بود. يكي از پيشرفته­ترين روش­هاي مديريت پساب شور سيستم­هاي RO، فرايند تخليه مايع به ميزان صفر (ZLD) است. هدف اين تحقيق، ارزيابي فرآيندهاي چند مرحله­اي ZLD براي رسيدن به حداكثر بازده ترسيب نمك­هاي محلول در پساب و استفاده مجدد از آن در RO مي­باشد. اين تحقيق بر روي پساب اسمز معكوس منطقه ويژه اقتصادي خليج فارس در شهر بندرعباس انجام شد. براي حذف كلسيم و منيزيم از ترسيب شيميايي با آلوم و بستر سيال كريستالي و براي حذف سيليكا و باريم از بستر سيال كريستالي (جذب سطحي) با آلوم و آلوميناي فعال استفاده شد. از بين فرآيندهاي فوق فرآيند بهينه ZLD شامل بستر سيال كريستالي با آلوميناي فعال (g/L 1) همراه با آلوم (mg/L 100) بود كه مقادير كلسيم، منيزيم، سختي كل، سيليسيم و باريم را به ترتيب 75/76، 14/84، 26/87، 12/78 و 0/52 درصد كاهش داد. كاهش مقدار سيليسيم در همه آزمايشات نسبت به يكديگر و نسبت به پساب خام در سطح 5% معني­دار بود به جز آزمايش­هاي بستر سيال كريستالي همراه با آلوميناي فعال با و بدون ماده منعقد كننده كه نسبت به يكديگر معني­دار نبودند. مقدار كاهش باريم در كليه آزمايش­ها نسبت به پساب خام در سطح 5% معني­دار بود. بنابر اين با اين روش مي­توان برخي پارامترهاي مضر براي سيستم اسمز معكوس (سيليسيم و باريم) را به حد قابل توجهي كاهش داد به گونه اي كه بتوان اين پساب را مجدداً به سيستم اسمز معكوس بدون آن كه براي سيستم مشكلي ايجاد كند برگشت داد.

Need for urban water supply in many parts of the world has become a crisis. The need for affordable inland desalination has become critical in many regions of the world where communities strive to meet rapidly growing water demands with limited freshwater supplies [1]. Among various desalination technologies, reverse osmosis (RO) membranes currently have wide acceptance [2]. In ZLD, concentrated water is treated to produce desalinated water and essentially dry salts. Consequently, there is no discharge of liquid waste from the process [3]. There are a variety of process options that can be considered for the intermediate concentrate step including adsorption processes, chemical precipitation, and ion exchange, or even combinations of these processes [4]. Water that passes through the membrane is recovered as product water. As recovery of product water in RO is pushed to its sustainable limit, water on the feed side of the membrane becomes increasingly concentrated and supersaturated, with respect to sparingly soluble salts such as calcium carbonate (CaCO3), calcium sulfate (CaSO4), barium sulfate (BaSO4), and silica (SiO2) [5, 6, 7]. If the feed solution becomes sufficiently supersaturated, these salts precipitate and form deposits on the membrane surface. Deposition of these inorganic precipitates on the membrane surface, referred to as scaling, reduces the permeability of the membrane [8, 9]. Therefore, recovery in RO systems is limited by the precipitation potential of sparingly soluble salts [10].