Giới thiệu
Nước thải công nghiệp tái sử dụng nước thường được bàn luận như một quyết định về công nghệ: liệu một nhà máy nên sử dụng siêu lọc, thẩm thấu ngược, trao đổi ion, bay hơi, hay một quá trình khác? Những công nghệ đó có thể quan trọng, nhưng quyết định đầu tiên nên là mục tiêu tái sử dụng.
Nước dùng để rửa sàn không cần kiểm soát giống như nước dùng cho một bước sản xuất nhạy cảm. Việc sử dụng liên quan đến làm mát có các mối quan tâm khác về cặn, ăn mòn và vi sinh so với việc làm sạch thiết bị. Một dự án nên bắt đầu với giá trị và rủi ro của điểm tái sử dụng cụ thể, sau đó chọn phương pháp xử lý phù hợp với nhu cầu đó.
Việc tái sử dụng trong công nghiệp thường được đánh giá cho các ứng dụng liên quan đến sản xuất và làm mát, nhưng chất lượng nước yêu cầu và các điều kiện áp dụng cụ thể theo mục đích cuối cùng và quy định địa phương. [Nguồn công nghiệp EPA tái sử dụng nước⟧ cũng xem việc tái sử dụng như một bài tập lập kế hoạch theo ứng dụng cụ thể thay vì tiêu chuẩn phổ quát.
Bắt đầu với mục tiêu tái sử dụng, không phải thiết bị
Trước khi đánh giá một dây chuyền xử lý, hãy hỏi:
- Nước đã xử lý sẽ được sử dụng ở đâu?
- Những chất gây ô nhiễm nào quan trọng tại điểm sử dụng đó?
- Nhu cầu tái sử dụng là liên tục hay gián đoạn?
- Điều gì sẽ xảy ra khi nhu cầu tái sử dụng thấp hơn công suất xử lý?
- Có nguồn nước ngọt dự phòng không?
- bùn thải, dung dịch cô đặc, chất thải làm sạch và nước không đạt tiêu chuẩn sẽ được quản lý như thế nào?
Mục tiêu tái sử dụng đầu tiên phù hợp nhất không phải lúc nào cũng là mục tiêu đòi hỏi cao nhất. Thường là điểm sử dụng nội bộ ổn định, có cơ hội tiết kiệm nước đáng kể, yêu cầu chất lượng rõ ràng và có phương án dự phòng thực tế.
Sáu Mục Tiêu Tái Sử Dụng Công Nghiệp Thường Gặp
1. Rửa thiết bị và sàn
Rửa trôi có thể là mục tiêu tái sử dụng ban đầu thực tế khi nước đã xử lý được kiểm soát về các chất rắn nhìn thấy, mùi, ăn mòn, đóng cặn và an toàn. Chất lượng chấp nhận được vẫn phụ thuộc vào cơ sở. Các hoạt động nhạy cảm như thực phẩm, dược phẩm, điện tử và các ngành khác có thể áp đặt những hạn chế mà các cơ sở công nghiệp thông thường không có.
2. Sử dụng hỗ trợ liên quan đến làm mát
Một số cơ sở đánh giá nước xử lý cho việc bổ sung tháp làm mát hoặc hỗ trợ làm mát phụ trợ. Nước nên được xem xét về độ cứng, độ kiềm, clorua, silica, chất rắn, kiểm soát sinh học, xu hướng đóng cặn, tiềm năng ăn mòn và khả năng tương thích với chương trình nước làm mát của nhà máy. Một con số TDS tự nó không đủ để phê duyệt việc sử dụng này.
3. Thiết bị rửa ướt và hỗ trợ kiểm soát ô nhiễm
Hỗ trợ thiết bị rửa khí có thể có yêu cầu chất lượng nước khác với ứng dụng độ tinh khiết cao, nhưng muối, chất rắn, chất tạo bọt và các chất ô nhiễm trong quá trình vẫn có thể ảnh hưởng đến vòi phun, độ ổn định tuần hoàn, hoặc dòng chất thải tiếp theo. Định nghĩa toàn bộ vòng khép kín, không chỉ nước đầu vào.
4. Xả rửa không quan trọng và sử dụng trong quy trình
Một số cơ sở xem xét tái sử dụng cho các giai đoạn rửa chọn lọc hoặc nhiệm vụ quy trình không quan trọng. Điều này đòi hỏi xem xét kỹ lưỡng các muối còn dư, chất hữu cơ, hạt, kim loại và nguy cơ sinh học. Sản xuất nhạy cảm có thể cần đánh bóng bổ sung, giám sát và một đường vòng đáng tin cậy đến nguồn cấp nước ngọt.
5. Chuẩn bị nước cấp cho nồi hơi hoặc độ tinh khiết cao
Việc tái sử dụng có độ tinh khiết cao có thể khả thi trong một số dự án được chọn, nhưng không nên giả định sau khi xử lý nước thải thông thường. Các ứng dụng nồi hơi và độ tinh khiết cao đòi hỏi kiểm soát các chất rắn hòa tan, độ cứng, silica, chất hữu cơ, khí và các thông số khác được xác định bởi thiết bị và thực hành vận hành phía sau.
6. Phục hồi cao hơn và giảm lượng chất lỏng thoát ra
Khi sự khan hiếm nước hoặc hạn chế xả thải biện minh cho việc thu hồi cao hơn, việc tái sử dụng có thể được kết hợp với nồng độ, bay hơi, kết tinh hoặc xử lý ngoài hiện trường. Các dự án này đòi hỏi cân bằng khối lượng cho muối, năng lượng, tiền xử lý, xử lý cô đặc và khả năng bảo trì công trường. Chúng không chỉ đơn thuần là "tái sử dụng và làm máy bay hơi."
Quy trình làm việc khả thi tái sử dụng thực tiễn
Lập bản đồ cân bằng nước
Tạo một cân bằng nước cơ bản cho nhà máy, bao gồm các nguồn nước ngọt đầu vào, nguồn nước thải, điểm xả, nhu cầu tái sử dụng tiềm năng, khả năng lưu trữ và sự mở rộng dự kiến. Điều này thường tiết lộ một mục tiêu tái sử dụng thực tế hơn so với một mục tiêu rộng rãi là "tái sử dụng mọi thứ".
Tách riêng các dòng nước thải khi có thể
Nước thải kết hợp có thể khó tái sử dụng hơn so với dòng nguồn tách riêng. Một dòng rửa tương đối sạch có thể phù hợp để hồi phục, trong khi một dòng làm sạch tập trung có thể cần xử lý hoặc xử lý riêng. Kế hoạch tách đúng đắn phụ thuộc vào bố trí quy trình, hoạt động và kinh tế của hệ thống ống thu gom.
Đặc trưng hóa chất lượng và biến động
Sử dụng phân tích phòng thí nghiệm đại diện từ sản xuất bình thường, chu kỳ tải cao, chu trình làm sạch và thay đổi hóa học khi cần thiết. Xem xét các chất ô nhiễm quan trọng tại điểm tái sử dụng dự kiến thay vì chỉ dựa vào các thông số tiêu chuẩn của nước thải.
Ghi lại các mẫu dòng chảy nữa. Một mức trung bình hàng ngày khiêm tốn có thể che giấu một lô hàng tải cao quyết định thể tích cân bằng, công suất xử lý và yêu cầu lưu trữ nước đã xử lý.
Định nghĩa đặc tả nước tái sử dụng
Viết một đặc tả cho điểm đến thực tế. Nó có thể bao gồm các giới hạn vật lý, hóa học, vi sinh và đặc thù quy trình. Xác định điểm lấy mẫu, tần suất giám sát, điều kiện lưu trữ và hành động thực hiện nếu nước nằm ngoài phạm vi dự kiến.
Bước này biến mục tiêu tái sử dụng chung thành mục tiêu kỹ thuật có thể đo lường được.
Chọn phương pháp xử lý dựa trên các rủi ro đã biết
Một hệ thống tái sử dụng có thể kết hợp sàng lọc, tách dầu, cân bằng, điều chỉnh pH, lắng, làm trong, lọc, than hoạt tính, siêu lọc, thẩm thấu ngược, trao đổi ion, EDI, khử trùng, oxy hóa, hoặc cô đặc. Không phải dự án nào cũng cần mọi giai đoạn. Mỗi thiết bị nên có mục đích được nêu rõ liên quan đến chất gây ô nhiễm, rủi ro chất lượng nước, hoặc yêu cầu hạ nguồn.
Lập kế hoạch cho chất thải còn lại và thời gian ngừng hoạt động
Khả năng tái sử dụng nên bao gồm bùn thải, chất thải làm sạch màng, cô đặc RO, hóa chất đã sử dụng, nước không đạt tiêu chuẩn, thời gian ngừng bảo dưỡng, và các tuyến xả hoặc xử lý dự phòng. Xử lý di chuyển hoặc cô đặc các chất gây ô nhiễm; nó không làm câu hỏi về chất thải còn lại biến mất.
Kiểm tra tại nhà máy, kiểm tra trước vận chuyển và chuẩn bị tại chỗ
Đối với hệ thống tái sử dụng đóng gói, kiểm tra tại nhà máy nên xác minh những gì có thể kiểm tra hợp lý trước khi giao hàng: cấu hình thiết bị, linh kiện, chức năng điện, trình tự điều khiển, báo động, thiết bị đo lường và kiểm tra chức năng nước sạch khi thích hợp.
Nếu hiệu suất nước đã xử lý cuối cùng phụ thuộc vào nước thải thực tế tại khu vực, điều kiện đó cần được nêu rõ ràng. Nước thật có thể thay đổi theo những cách mà không thể tái tạo hoàn toàn trong quá trình chạy nước của nhà máy. Một kế hoạch kiểm thử đáng tin cậy tách biệt xác minh chức năng với xác thực hiệu suất tại địa điểm.
Trước khi gửi hàng, hãy kiểm tra kích thước vận chuyển, điểm nâng, danh sách đóng gói, sách hướng dẫn, phụ tùng thay thế và bản vẽ kết nối. Trước khi lắp đặt, hãy xác nhận nguồn cung cấp tiện ích, thoát nước, lưu trữ hóa chất, thông gió, lưu trữ nước xử lý và đường ống phân phối. Những kiểm tra này biến việc chuẩn bị lắp đặt thành một hoạt động có kế hoạch thay vì phản ứng vào phút chót.
Câu hỏi thường gặp
Tất cả nước thải công nghiệp có thể tái sử dụng không?
Không tự động. Nhiều dòng nước có thể được xử lý để tái sử dụng cho các ứng dụng được chọn, nhưng khả năng thực hiện phụ thuộc vào chất lượng nguồn, độ biến động, mục tiêu tái sử dụng, yêu cầu xử lý, quản lý chất thải còn lại và điều kiện địa phương.
Liệu thẩm thấu ngược có luôn luôn cần thiết không?
Không. RO có thể hữu ích khi cần giảm các chất ô nhiễm hòa tan, nhưng các mục tiêu tái sử dụng khác có thể yêu cầu một phương pháp xử lý khác. Chọn công nghệ sau khi xác định yêu cầu chất lượng nước cuối cùng.
Bước đầu tiên trong một dự án tái sử dụng là gì?
Lập sơ đồ cân bằng nước của cơ sở và xác định một điểm tái sử dụng thực tế. Sau đó xem xét dữ liệu nước đại diện và độ biến động vận hành trước khi quyết định về thiết bị.
Nước tái sử dụng có thể được dùng trong quá trình sản xuất không?
Trong một số ứng dụng thì có. Quy trình hạ nguồn phải xác định các giới hạn chất lượng và rủi ro chấp nhận được. Các hoạt động nhạy cảm có thể đòi hỏi việc đánh bóng kỹ lưỡng, giám sát và một nguồn nước ngọt dự phòng đáng tin cậy.
Kết luận
Tái sử dụng công nghiệp hiệu quả nhất khi bắt đầu từ một điểm đến rõ ràng cho nước thu hồi. Xác định điểm tái sử dụng, đặc trưng nguồn gốc, xác định các rủi ro chất lượng nghiêm trọng và lập kế hoạch cho dòng chảy dư trước khi chọn thiết bị. Điều này tạo ra một lộ trình dự án dễ kiểm thử, cài đặt, vận hành và mở rộng hơn.
