تنتج أنظمة التناضح العكسي للمياه المالحة تيارين للمياه: تتخلل المياه النقية ومياه الرفض المركزة. في مشاريع تحلية المياه الساحلية ، قد يتم تصريف التركيز في بعض الأحيان إلى البحر من خلال مصب مصمم بشكل صحيح ومسموح به. المشاريع الداخلية ليس لديها هذا الخيار ، مما يجعل التخلص من التركيز RO أحد أهم أجزاء تخطيط المشروع.

يمكن أن تؤدي طريقة التخلص غير المناسبة إلى زيادة تكاليف التشغيل أو تأخير الموافقة البيئية أو خلق مخاطر على التربة والمياه الجوفية. يعتمد أفضل حل على تدفق التركيز والملوحة والتركيب الكيميائي والمناخ المحلي والأراضي المتاحة واللوائح المعمول بها.

 

ما هو RO التركيز ؟

تركيز التناضح العكسي - يسمى أيضًا رفض التناضح العكسي أو المحلول الملحي أو المثبت - هو جزء ماء التغذية الذي لا يمر عبر الغشاء.

يحتوي على تركيزات أعلى من المواد المرفوضة من قبل نظام التناضح العكسي ، بما في ذلك:

• •الأملاح الذائبة
• •الكالسيوم والمغنيسيوم
• •كلوريد وكبريتات
• •سيليكا
• •بيكربونات
• •النترات أو الفلورايد
• •تتبع المعادن
• •أنتيسكالانت المتبقية
• •مواد التنظيف أو المعالجة المسبقة الكيميائية ، حيثما ينطبق ذلك

لا يتم تصنيف تركيز التناضح العكسي تلقائيًا على أنه نفايات خطرة. يعتمد تصنيفها وطريقة التخلص المسموح بها على تكوينها واللوائح البيئية المحلية.

 

ما مقدار التركيز الذي ينتجه نظام BWRO ؟

يعتمد حجم التركيز بشكل أساسي على معدل استرداد النظام.

العلاقة الأساسية هي:

تركيز التدفق = تدفق مياه التغذية − تتخلل التدفق

على سبيل المثال ، إذا تلقى مصنع RO للمياه قليلة الملوحة 20 m³ / h من مياه التغذية ويعمل باسترداد 70 ٪:

• •تتخلل التدفق: 14 m³ / h
• •تركيز التدفق: 6 متر مكعب / ساعة

تؤدي زيادة الاسترداد إلى تقليل حجم التركيز ، ولكنها تزيد أيضًا من تركيز الأملاح ومركبات التحجيم داخل نظام الغشاء.

لذلك يجب تحديد الاسترداد من خلال تحليل المياه وإسقاط الأغشية - وليس مجرد زيادتها لتقليل حجم المياه العادمة.

 

لماذا التخلص من التركيز الداخلي أمر صعب

قد تكون مشاريع المياه الداخلية قليلة الملوحة بعيدة عن المجاري البلدية أو الأنهار الكبيرة أو نقاط التصريف البحرية. قد يكون للتركيز أيضًا ملوحة أعلى بكثير من المياه الجوفية الأصلية.

سوء إدارة التركيز يمكن:

• •زيادة ملوحة التربة
• •تؤثر على المحاصيل والنباتات
• •تلوث المياه الجوفية الضحلة
• •إلحاق الضرر بالنظم الإيكولوجية للمياه العذبة
• •البنية التحتية للصرف Corrode
• •تسبب رواسب الملح المرئية
• •مخالفة تصاريح التسريح

وينبغي تقييم استراتيجية التخلص قبل الانتهاء من قدرة مصنع التناضح العكسي ومعدل الاسترجاع.

 

1. التفريغ إلى المجاري البلدية

في حالة توفر مجاري بلدية معتمدة ، قد يتم تصريف تركيز التناضح العكسي في نظام تجميع مياه الصرف الصحي.

يمكن أن يوفر هذا الخيار:

• •عملية بسيطة
• •بنية تحتية محدودة في الموقع
• •إزالة التركيز المستمر
• •تكلفة رأسمالية أقل من المعالجة المتقدمة للمحلول الملحي

ومع ذلك ، يجب أن تؤكد الأداة المحلية ما إذا كان التركيز يفي بحدود القبول الخاصة به.

قد تشمل المعلمات المهمة:

• •معدل التدفق
• •TDS أو الموصلية
• •كلوريد
• •كبريتات
• •الرقم الهيدروجيني
• •درجة الحرارة
• •المعادن الثقيلة
• •الطلب على الأكسجين الكيميائي
• •المواد الكيميائية المعالجة المتبقية

لا ينبغي افتراض أن تصريف المجاري مقبول دون إذن كتابي.

 

2. برك التبخر

تستخدم أحواض التبخير الطاقة الشمسية والظروف المناخية الجافة لتقليل حجم التركيز. يتبخر الماء بينما تبقى الأملاح في البركة.

تعتبر هذه الطريقة شائعة في المناطق الداخلية الحارة والقاحلة ذات الأراضي الكافية.

 

مزايا

• •عملية بسيطة نسبيا
• •انخفاض استهلاك الطاقة
• •مناسبة للمواقع البعيدة
• •فعالية محتملة في المناخات الجافة

 

القيود

• •يتطلب مساحة كبيرة من الأرض
• •انخفاض الأداء خلال فترات الأمطار أو الرطوبة
• •يتطلب بطانة غير منفذة مناسبة
• •قد تجذب الحياة البرية
• •تتطلب بقايا الملح إدارة نهائية
• •قد يؤدي التسرب إلى تلويث التربة أو المياه الجوفية

يجب تحديد حجم البركة باستخدام بيانات التبخر المحلي وهطول الأمطار وتدفق التركيز. قد لا يكون المتوسط المناخي السنوي العام كافياً لأن هطول الأمطار الموسمية يمكن أن يؤثر بشكل كبير على سعة البركة.

 

3. حقن عميق جيدا

تتركز أماكن الحقن العميق في تكوين جيولوجي مناسب تحت الأرض معزول عن المياه الجوفية الصالحة للاستخدام.

قد يتعامل هذا الخيار مع التدفقات المستمرة دون الحاجة إلى مناطق تبخر كبيرة.

ومع ذلك ، فإنه يتطلب:

• •التحقيق الجيولوجي المفصل
• •تشكيلات تحت الأرض مناسبة
• •حقن جيدا البناء
• •مراقبة الضغط والنزاهة
• •الموافقة التنظيمية
• •حماية طبقات المياه الجوفية العذبة

يمكن أن تكون تكلفة رأس المال ومتطلبات التصاريح كبيرة. الحقن في الآبار العميقة مناسب فقط عندما تسمح الظروف الهيدروجيولوجية واللوائح المحلية بذلك.

 

4. تصريف المياه السطحية

قد لا يكون التصريف في نهر أو بحيرة أو أي جسم مائي سطحي آخر ممكنًا إلا عندما تأذن به السلطة البيئية ذات الصلة.

وينبغي أن يراعي التقييم ما يلي:

• •تركيز الملوحة
• •استقبال تدفق المياه
• •ظروف التدفق المنخفض الموسمية
• •الإيكولوجيا المائية
• •الخلط والتخفيف
• •درجة الحرارة
• •التركيب الكيميائي
• •تصميم نقطة التفريغ

التخفيف وحده لا يجعل التفريغ مقبولًا بيئيًا تلقائيًا. يجب أن يفي المركز بشروط تصريح التفريغ المعمول به.

مسطحات المياه العذبة الصغيرة حساسة بشكل خاص لزيادة الملوحة.

 

5. تطبيق الأراضي الخاضعة للرقابة

في حالات محدودة ، يمكن استخدام المركز لري النباتات التي تتحمل الملح أو تطبيقه على أرض مناسبة.

يتطلب هذا الخيار تقييمًا دقيقًا لما يلي:

• •تصريف التربة
• •نسبة امتصاص الصوديوم
• •تركيز الكلوريد
• •البورون
• •أيونات سامة محددة
• •التسامح الملح المحاصيل
• •عمق المياه الجوفية
• •تراكم الملح على المدى الطويل
• •الأمطار الموسمية

لا تستطيع TDS وحدها تحديد ما إذا كان التركيز مناسبًا لتطبيق الأرض.

يمكن أن يؤدي التطبيق غير السليم إلى إتلاف بنية التربة تدريجياً وتلويث المياه الجوفية. يجب على المتخصصين الزراعيين والبيئيين تقييم الموقع قبل استخدام هذه الطريقة.

 

6. إعادة الاستخدام داخل المنشأة

يمكن في بعض الأحيان إعادة استخدام تركيز RO في التطبيقات التي لا تتطلب مياه نقية.

وتشمل الاستخدامات المحتملة:

• •تنظيف المرحاض
• •الطابق أو ساحة التنظيف
• •قمع الغبار
• •تطبيقات تبريد مختارة
• •تصفية الغسيل العكسي
• •غسل الصناعي متوافق
• •مزج المياه الخام

تعتمد جدوى إعادة الاستخدام على تركيبة التركيز ومتطلبات جودة المياه لعملية الاستلام.

قد يؤدي استخدام التركيز في أبراج التبريد أو الغلايات أو المعدات الحساسة دون تقييم مناسب إلى زيادة التحجيم والتآكل.

إعادة الاستخدام لا تلغي التركيز. يقلل من استهلاك المياه العذبة وقد يؤجل التخلص النهائي.

 

7. مزج مع تيارات المياه المعتمدة الأخرى

يمكن مزج التركيز مع تيار مياه الصرف الصحي منخفض الملوحة قبل التصريف المسموح به.

يمكن أن يساعد المزج في استقرار:

• •الملوحة
• •الرقم الهيدروجيني
• •درجة الحرارة
• •تدفق التفريغ

ومع ذلك ، يجب عدم استخدام المزج ببساطة لتخفيف الملوثات لتجنب متطلبات المعالجة. يجب أن يتوافق التفريغ المشترك مع اللوائح البيئية والمرافق المحلية.

يجب أيضًا التحقق من التوافق الكيميائي لمنع هطول الأمطار أو تحجيم الأنابيب بعد الخلط.

 

8. الثانوية رو أو التركيز الانتعاش

يمكن لنظام الغشاء الثانوي استرداد مياه إضافية من أول مركز RO.

وتشمل التكوينات الممكنة:

• •مرحلتين RO
• •التركيز على مراحل RO
• •الثانوية عالية الانتعاش RO
• •دائرة مغلقة أو دفعة على غرار RO
• •الترشيح النانوي قبل RO إضافية

ويمكن لهذا النهج:

• •زيادة إجمالي استعادة المياه
• •تقليل حجم التفريغ السائل
• •إنتاج مياه إضافية صالحة للاستعمال
• •تقليل تكاليف التخلص حيث يكون التخلص مكلفًا

ومع ذلك ، سيحتوي تركيز المرحلة الثانية على تركيزات أعلى من الملح وتشكيل القشور. قد تكون هناك حاجة إلى مزيد من التليين أو هطول الأمطار أو التحكم في درجة الحموضة أو مضاد التسرب المتخصص.

لا يكون الاسترداد العالي دائمًا الحل الأقل تكلفة عند النظر في الطاقة والمواد الكيميائية والتنظيف واستبدال الأغشية.

 

9. التبخر الحراري والتبلور

عندما يكون تصريف السائل مقيدًا بشدة ، يمكن استخدام المعالجة الحرارية لتبخير الماء وتركيز الأملاح.

قد تشمل التقنيات:

• •مبخرات إعادة ضغط البخار الميكانيكية
• •مركزات المحلول الملحي
• •البلورات
• •مجففات الرذاذ
• •أنظمة التبخير بمساعدة الطاقة الشمسية

ويمكن لهذه العمليات أن تدعم استراتيجيات minimal-liquid-discharge أو zero-liquid-discharge.

 

مزايا

• •استرداد المياه عالية جدا
• •انخفاض كبير في النفايات السائلة
• •الإنتاج المحتمل لمخلفات الملح الصلبة

 

القيود

• •ارتفاع تكلفة رأس المال
• •ارتفاع استهلاك الطاقة
• •عملية معقدة
• •مخاطر التحجيم والتآكل
• •متطلبات التخلص من النفايات الصلبة

عادة ما يتم النظر في الأنظمة الحرارية عندما تكون المياه ذات قيمة ، أو يكون التخلص منها مقيدًا للغاية أو يبرر الامتثال البيئي التكلفة الإضافية.

 

10. النقل والتخلص خارج الموقع

بالنسبة لأحجام التركيز الصغيرة ، يمكن جمع المياه المرفوضة في خزان تخزين ونقلها إلى منشأة معالجة أو التخلص مرخصة.

يمكن لهذا النهج تجنب التكلفة الرأسمالية للبنية التحتية للتخلص في الموقع.

ومع ذلك ، فإنه ينطوي على:

• •متطلبات خزان التخزين
• •تكاليف النقل العادية
• •تدابير إدارة الانسكابات
• •وثائق النفايات
• •الاعتماد على المقاولين المرخصين

عادة ما يكون أكثر ملاءمة للأنظمة الصغيرة أو المتقطعة من محطات BWRO الكبيرة التي تعمل باستمرار.

 

مقارنة بين الداخلية رو التركيز خيارات التخلص

 

كيفية تقليل تركيز RO قبل التخلص منها

غالبًا ما تبدأ الإستراتيجية الأكثر اقتصادا بتقليل إنتاج التركيز مع الحفاظ على نظام التناضح العكسي ضمن حدود التشغيل الآمنة.

وتشمل التدابير الممكنة ما يلي:

تحسين معدل الاسترداد

استخدم برنامج تحليل المياه الأيوني الكامل وإسقاط الأغشية لتحديد أقصى قدر من الاسترداد المستدام.

تحسين المعالجة المسبقة

قد يسمح التليين أو إزالة الحديد أو التحكم في السيليكا أو إزالة المواد الصلبة العالقة بتشغيل أكثر استقرارًا بمعدل استرداد أعلى.

استخدام مراحل RO متعددة

يمكن لمجموعة الأغشية المصممة بشكل صحيح تحسين استعادة المياه دون تطبيق التدفق المفرط على عناصر الغشاء الفردية.

تثبيت مراقبة التدفق والتوصيل

تساعد الأدوات الدقيقة في تحديد تدفق التركيز غير الضروري واكتشاف التغيرات في جودة مياه التغذية.

الحفاظ على الأغشية رو

الأغشية الملطخة أو المتدرجة تقلل من الأداء وقد تزيد من فقد المياه. مراقبة التدفق الطبيعي وانخفاض الضغط ومرور الملح لتحديد وقت التنظيف الصحيح.

 

المعلومات المطلوبة لتحديد طريقة التخلص

قبل اختيار استراتيجية concentrate-management الداخلية ، وجمع:

1. RO تدفق المياه المغذية
2. تتخلل والتركيز تدفق
3. معدل استرداد التصميم
4. تغذية المياه والتركيز التحليلات
5. ساعات العمل اليومية
6. درجة الحرارة الموسمية وهطول الأمطار
7. مساحة الأرض المتاحة
8. المسافة إلى المجاري المعتمدة أو مرفق المعالجة
9. حدود التصريف البيئي المحلي
10. عمق المياه الجوفية والظروف الجيولوجية
11. تطبيقات إعادة الاستخدام الممكنة في الموقع
12. التوسع في المصنع في المستقبل

يعد التحليل المختبري للتركيز المتوقع أو الفعلي أكثر فائدة من الاعتماد فقط على TDS لمياه التغذية.

 

أخطاء التخطيط الشائعة

تجنب الأخطاء التالية:

• تصميم مصنع التناضح العكسي قبل تأكيد التخلص من التركيز
• اختيار الاسترداد على أساس حجم التركيز فقط
• بافتراض أن مياه الرفض مناسبة للري
• استخدام بركة تبخر غير مبطنة
• تجاهل معدلات هطول الأمطار والتبخر الموسمية
• تصريف التركيز إلى التربة أو المياه السطحية دون موافقة
• التركيز فقط على تس مع تجاهل كلوريد ، كبريتات ، السيليكا والمعادن
• إضافة مرحلة RO ثانوية بدون قياس الحسابات
• عدم إدراج تكاليف التخلص في الميزانية الإجمالية للمشروع
• بافتراض أن التفريغ الصفري السائل لا ينتج أي نفايات صلبة

 

أسئلة مكررة

هل تركيز RO خطير ؟

ليس بالضرورة. يعتمد تصنيفها على مصدر المياه والملوثات المركزة والمواد الكيميائية للمعالجة واللوائح المحلية.

 

هل يمكن إعادة تركيز التناضح العكسي إلى البئر ؟

بشكل عام ، لا ينبغي إعادة التركيز إلى بئر المصدر دون نظام حقن مسموح به وتقييم هيدروجيولوجي. قد يزيد من ملوحة المياه الجوفية أو يلوث تكوينات المياه العذبة.

 

هل يمكن استخدام التركيز في الري ؟

فقط بعد تقييم التربة وتحمل المحاصيل والصوديوم والكلوريد والبورون والمعادن ومخاطر المياه الجوفية طويلة الأجل. التركيز العالي TDS غير مناسب للعديد من المحاصيل.

 

يمكن أعلى رو الانتعاش القضاء على التركيز ؟

لا. يقلل الاسترداد العالي من حجم التركيز ولكنه يزيد من ملوحته. حتى نظام الاسترداد العالي لا يزال ينتج مجرى نفايات أو بقايا صلبة تتطلب الإدارة.

 

ما هو الخيار الأفضل لموقع داخلي بعيد ؟

في المناطق الجافة ذات الأراضي الكافية ، قد تكون بركة التبخر المصممة هندسيًا عملية. عندما تكون الأرض محدودة أو تكون قواعد التفريغ صارمة ، قد يكون من الضروري استرداد إضافي أو التخلص خارج الموقع. يجب أن يكون القرار خاصًا بالموقع.

 

استنتاج

يجب التخطيط للتخلص من مركزات التناضح العكسي في بداية كل مشروع للمياه الداخلية قليلة الملوحة. قد يشمل الحل المناسب تصريف المجاري أو أحواض التبخر أو إعادة الاستخدام المعتمدة أو التناضح العكسي الثانوي أو حقن الآبار العميقة أو النقل خارج الموقع أو التركيز الحراري.

يجب أن يستند القرار إلى كمية التركيز وتكوينه ، وليس TDS لمياه التغذية وحدها. اللوائح المحلية والمناخ وتوافر الأراضي وتكاليف التشغيل طويلة الأجل لها نفس القدر من الأهمية.

 

يركز Zhongnuo على تصميم وتصنيع معدات المياه النقية وتحلية المياه الصناعية. بالنسبة للمشاريع التي تتطلب التخلص من النفايات المتخصصة أو الحقن الجيولوجي أو معالجة zero-liquid-discharge ، يجب تنسيق قسم concentrate-management مع مزود هندسة بيئية مؤهل.