Odwrócona osmoza tarczowa (DTRO) to najnowocześniejsza technologia separacji membranowej opracowana specjalnie dla złożonych, silnie zasolonych i silnie zanieczyszczonych ścieków, z którymi konwencjonalna odwrócona osmoza spiralna nie jest w stanie wytrzymać stabilnie. Dwustopniowy system DTRO, jako ulepszone zintegrowane rozwiązanie, łączy pierwotne odsalanie zgrubne i wtórne głębokie oczyszczanie, przełamując ograniczenia jednostopniowego DTRO w zakresie jakości ścieków i całkowitego współczynnika odzyskiwania wody. Szeroko stosowany w odciekach ze składowisk śmieci, odciekach ze spalarni, ściekach chemicznych o wysokiej zawartości soli, ściekach odsiarczających i projektach z zerowym zrzutem cieczy, stał się głównym standardowym sprzętem do oczyszczania ogniotrwałych ścieków przemysłowych i komunalnych na całym świecie.
Podstawowa zasada strukturalna modułu membranowego DTRO
W odróżnieniu od spiralnie zwiniętej RO z wąskimi kanałami przepływowymi, kolumna membranowa DTRO wykorzystuje ułożone w stos arkusze membran dyskowych i otwarte szerokie kanały przepływowe (3–4 mm, 6–10 razy szersze niż spiralna RO) oddzielone tacami przekierowania. Surowa woda wpływa do zbiornika ciśnieniowego i przepływa turbulentną ścieżką w kształcie litery S pomiędzy elementami dysku. Żebrowane tace dywersyjne generują silne turbulencje przepływu krzyżowego na powierzchni membrany, drastycznie osłabiając polaryzację stężenia i ryzyko zanieczyszczenia membrany, umożliwiając stabilną pracę nawet przy SDI wody zasilającej do 15.
Pod wysokim ciśnieniem (70–120 barów) cząsteczki wody przenikają przez membranę RO, tworząc czysty permeat, podczas gdy zanieczyszczenia organiczne, jony metali ciężkich, azot amonowy i rozpuszczone sole są przechwytywane, tworząc skoncentrowaną ciecz. Modułowa konstrukcja kolumny membranowej umożliwia niezależny demontaż, kontrolę i wymianę pojedynczych arkuszy membran, znacznie upraszczając codzienną konserwację.
Przebieg pracy dwustopniowego systemu DTRO
Kompletna dwustopniowa jednostka DTRO składa się z jednostki obróbki wstępnej, podstawowej jednostki DTRO, wtórnej jednostki DTRO, urządzenia do odzyskiwania energii, automatycznego systemu czyszczenia CIP i inteligentnej szafy sterowniczej PLC. Cały proces przebiega automatycznie w następujący sposób:
Etap wstępnego leczenia
Ścieki surowe poddawane są regulacji pH, filtracji piaskowej i filtracji zabezpieczającej na wkładach w celu usunięcia zawiesin, cząstek włókien i jonów tworzących kamień, chroniąc kolejne pompy wysokociśnieniowe i stosy membran przed ścieraniem i zatykaniem.
Pierwszy stopień DTRO (separacja pierwotna)
Wstępnie oczyszczona woda jest poddawana działaniu wysokociśnieniowych pomp nurnikowych i dostarczana do głównych kolumn membranowych. Większość czystego permeatu przepływa do wtórnego DTRO w celu zaawansowanego oczyszczania, podczas gdy koncentrat o wysokim zasoleniu jest przesyłany do zbiornika magazynującego koncentrat w celu dalszej redukcji lub spalenia. Stopień odzysku wody w pierwszym etapie jest kontrolowany na poziomie 50–60%. Wymiennik ciśnieniowy do odzyskiwania energii odzyskuje ciśnienie resztkowe z koncentratu, zmniejszając zużycie energii o 30–40%.
Drugi etap DTRO (głębokie oczyszczanie)
Permeat z pierwszego etapu nadal zawiera pozostałości soli śladowych i substancji organicznych. Po wtórnej filtracji pod wysokim ciśnieniem wytwarzany jest końcowy permeat zgodny z normami, który można usunąć lub ponownie wykorzystać w przemyśle. Koncentrat wytworzony w drugim etapie ma niskie zasolenie i jest zawracany z powrotem do wlotu pierwszego etapu, podnosząc ogólny stopień odzysku systemu do 65–85%.
Automatyczne czyszczenie online
System PLC regularnie uruchamia cykle czyszczenia kwasowego, zasadowego i specjalnego chemicznego, aby wyeliminować zanieczyszczenia organiczne i nieorganiczne osady na powierzchniach membran, przywracając płynność membrany i wydłużając żywotność ponad 5 lat przy stabilnej pracy.
Unikalne zalety dwustopniowego sprzętu DTRO
1. Bardzo silna odporność na zabrudzenia i wysokie ciśnienie
Otwarte kanały przepływu turbulentnego pozwalają uniknąć częstego blokowania; kolumna membranowa wytrzymuje maksymalne ciśnienie robocze 120 barów i jest w stanie oczyszczać ścieki o TDS do 80 000–120 000 mg/l i ChZT do kilkudziesięciu tysięcy mg/l, czego tradycyjna RO nie może dorównać.
2. Doskonałe odrzucanie zanieczyszczeń i stabilne ścieki
Dwustopniowa separacja seryjna zapewnia kompleksowy współczynnik odrzucenia wynoszący ponad 98% dla TDS, 99%–99,95% dla ChZT i 98%–99,98% dla azotu amonowego. Na jakość ścieków w niewielkim stopniu wpływają wahania jakości wody surowej, stale spełniając rygorystyczne lokalne normy dotyczące odprowadzania i ponownego wykorzystania.
3. Wyższy odzysk wody w systemie
Jednostopniowy DTRO generalnie charakteryzuje się ograniczonym odzyskiem, podczas gdy dwustopniowa konstrukcja umożliwia recykling wtórnego koncentratu do przodu, minimalizując objętość ścieków i obniżając koszty utylizacji koncentratu, co jest idealne w przypadku projektów o zerowym odprowadzaniu cieczy (ZLD).
4. Kompaktowa konstrukcja modułowa i kontenerowa
Wszystkie jednostki są fabrycznie wstępnie zmontowane i debugowane, charakteryzują się niewielkimi rozmiarami i konfiguracją z ruchomym kontenerem. Nie jest wymagana żadna skomplikowana konstrukcja cywilna; sprzęt może dotrzeć do standardowych ścieków w ciągu tygodnia od podłączenia prądu i wody na miejscu, co znacznie skraca cykl projektu.
5. Niskie koszty eksploatacji i konserwacji
W pełni automatyczne sterowanie PLC ogranicza pracę ręczną; pojedyncze arkusze membran można wymieniać osobno bez konieczności wymiany całej kolumny membranowej. Urządzenie do odzyskiwania energii zmniejsza długoterminowe wydatki na energię, a typowy okres zwrotu inwestycji wynosi 2–3 lata.
Główne scenariusze zastosowań
Przetwarzanie stałych odpadów komunalnych: odcieki ze składowisk, odcieki ze spalania odpadów, odpady kuchenne i oczyszczanie odcieków ze stacji przeładunkowej
Ciężkie ścieki przemysłowe: ścieki chemiczne z węgla, ścieki z odsiarczania elektrowni, ścieki galwaniczne, ścieki drukarskie i farbiarskie, woda kopalniana o wysokim zasoleniu
Odzyskiwanie zasobów i zerowy zrzut: Ponowne wykorzystanie przemysłowej wody produkcyjnej, zagęszczanie i odzysk wysokowartościowych surowców płynnych, redukcja stężonej wody z odwróconej osmozy
Awaryjna utylizacja ścieków: Mobilne, kontenerowe dwustopniowe jednostki DTRO do nagłych zanieczyszczeń i tymczasowych projektów oczyszczania ścieków
Wniosek
Jako dojrzała i niezawodna technologia oczyszczania membranowego, dwustopniowe urządzenia DTRO rozwiązują podstawowe problemy związane z oczyszczaniem ścieków o wysokim stężeniu: poważne zanieczyszczenie membran, niestabilne ścieki i niski odzysk wody. Jego solidne działanie zapobiegające zanieczyszczeniom, zautomatyzowane działanie i elastyczny układ modułowy sprawiają, że jest to preferowane rozwiązanie dla firm zajmujących się inżynierią środowiska i przedsiębiorstw przemysłowych na całym świecie. W obliczu coraz bardziej rygorystycznych światowych przepisów dotyczących odprowadzania ścieków, dwuetapowe DTRO będzie nadal odgrywać niezastąpioną rolę w redukcji odpadów, recyklingu zasobów wodnych i zrównoważonym zarządzaniu środowiskiem.
