Aujourd'hui, j'aimerais parler brièvement de la « technologie de traitement de l'eau intégrée par membrane », qui est une combinaison de processus de traitement de l'eau centrés sur les technologies membranaires telles que la microfiltration/MF, l'ultrafiltration/UF, la nanofiltration/NF, l'osmose inverse/RO et l'EDI/électrodéionisation.
(1) Qu’est-ce qu’un appareil ROR exactement ?
ROR signifie Reuse of (Reverse Osmosis) Reject, c'est-à-dire un dispositif permettant de réutiliser le concentré (osmose inverse).
Définition étroite : ROR équivaut à « osmose inverse secondaire ».
Dans des conditions admissibles (c'est-à-dire que la qualité du concentré RO n'est pas trop mauvaise), le concentré peut subir une « osmose inverse secondaire » après adoucissement ou ajout d'une forte dose d'inhibiteur de tartre pour maximiser l'utilisation des ressources en eau et le taux de récupération global du système.
Définition large : ROR fait référence à tous les processus et technologies qui peuvent améliorer l'utilisation du concentré.
À proprement parler, le concentré ici n’inclut pas seulement le concentré RO mais peut faire référence à différents types de concentrés. En prenant le concentré RO comme exemple, en raison des différences dans la qualité de l'eau brute et dans les processus de traitement initial, la composition et la concentration du concentré RO peuvent devenir excessivement complexes. Dans de tels cas, un simple prétraitement traditionnel, un adoucissement ou un simple ajout de produits chimiques sont insuffisants pour répondre aux exigences en eau d'alimentation pour « l'osmose inverse secondaire » (serpentin ordinaire/saumâtre/encrassé-résistant/enroulé).
Dans cette situation, des membranes spécialisées telles que l'osmose inverse à serpentin enroulé (STRO), l'osmose inverse à tube à disque (DTRO) et l'osmose inverse à tube à disque cyclone (CDRO), ainsi que des processus de traitement individuels ou synergiques tels que la séparation des sels par nanofiltration (NF) et les évaporateurs, peuvent toujours permettre la réutilisation des ressources en eau du concentré.
En bref : sauf indication contraire, ROR signifie « osmose inverse secondaire », les aides au prétraitement nécessaires doivent être sélectionnées et configurées en conséquence.
(2) Les effluents MBR peuvent-ils être directement introduits dans le système de membrane RO ?
En tant que combinaison parfaite de technologie biochimique et membranaire, la qualité des effluents du MBR dépend de la qualité de l'eau brute, de la précision du processus membranaire et de la stabilité opérationnelle globale du système MBR.
Pour les systèmes RO (se référant généralement spécifiquement aux membranes enroulées en spirale antisalissure conventionnelles pour eaux saumâtres), l'impact le plus probable de l'effluent MBR est une DCO élevée. Cela est principalement dû aux trois facteurs mentionnés ci-dessus, et un examen plus approfondi révèle la composition de la matière organique.
Du point de vue des fabricants de membranes, les systèmes RO ont des limites de DCO très strictes (DCO < 10 mg/L). Cependant, nous savons également qu’il serait extrêmement difficile de respecter strictement cette exigence.
Par conséquent, dans les applications pratiques, nous préférons généralement les normes autour de la classe A/B pour les stations d’épuration des eaux usées.
Bien entendu, l’adoption de telles normes nécessite souvent de prendre en compte davantage le sacrifice du flux de membrane, une fréquence de nettoyage chimique plus élevée et une durée de vie réduite de la membrane.
Compte tenu de la stabilité du fonctionnement du MBR, de l'exhaustivité de la conception du système, de la qualité des éléments de membrane et de l'absence ou de l'inaction totale des capacités complètes d'exploitation et de maintenance, la probabilité de problèmes avec ce type de processus MBR+RO est très élevée.
Cependant, contrairement au processus RO+EDI de classe I (qui provoque également souvent des problèmes de système en raison d'un fonctionnement et d'une maintenance inappropriés similaires), je recommanderais sans hésitation d'utiliser le processus RO+EDI de classe II comme alternative.
Les procédés MBR+RO sont souvent utilisés dans des scénarios impliquant de grands volumes d’eau. Si des procédés de connexion plus conservateurs, tels que l’ultrafiltration tubulaire, sont utilisés entre les deux, cela entraînera inévitablement une augmentation significative des coûts d’investissement et de maintenance des équipements, allant ainsi à l’encontre de l’objectif initial du procédé MBR.
Par conséquent, j'ai toujours maintenu une attitude neutre,-attendre et-voir l'alimentation directe des effluents MBR dans un système RO. En termes simples, il est crucial de distinguer strictement le type (composition) des eaux usées, d'analyser/prédire la qualité des effluents MBR et de réserver l'espace et le budget nécessaires pour connecter les processus.
Les clients et les fabricants sont comme un couple vivant ensemble ; avant la collaboration, il y a une tension mutuelle ; après la collaboration, si tout va bien, les choses sont harmonieuses (au moins paisibles) ; mais quand des problèmes surviennent, il y a toutes sortes de querelles.
En bref : le processus MBR+RO en lui-même est très bien ; la clé est de prêter attention à une analyse et à un contrôle détaillés pendant le processus.
Bien, après avoir discuté de ces deux questions détaillées concernant les processus ROR et MBR+RO, étendons notre discussion aux tendances plus larges des applications de la technologie membranaire dans le domaine du traitement de l'eau, en particulier l'application de processus de traitement de l'eau intégrés à la membrane.
Comme je l'ai mentionné à plusieurs reprises auparavant, les deux principaux objectifs actuels dans le domaine du traitement de l'eau sont la production d'eau ultrapure avec une pureté plus élevée et le traitement des eaux usées plus complexes (et difficiles). Le premier est le plus souvent illustré par la production d'eau ultrapure de qualité semi-conductrice-, tandis que le second est le plus souvent illustré par le traitement des rejets proches de-zéro dans les industries chimiques du charbon.
Quelques points supplémentaires :
① Sources d'eau polluées : eaux usées industrielles, eaux usées municipales, eaux usées domestiques, etc. ; Sources d’eau naturelles : eau du robinet municipal, eaux de surface, eaux souterraines, etc.
② Concernant le positionnement du processus de filtration sur sable de coagulation et d'ultrafiltration, pour les sources d'eau naturelles, je préfère personnellement la même étape ; pour les sources d'eau polluées, je préfère personnellement la même étape ou une étape avant/après.
③ Si le perméat du premier-étage RO des sources d'eau polluées doit être utilisé pour produire de l'eau ultra pure, je recommande personnellement qu'il soit envoyé vers la section RO d'origine du premier-étage du système. L'envoyer directement à la section RO du deuxième-étage imposerait une lourde charge au système (en tenant principalement compte de facteurs tels que la table des matières).
④ La sélection de membranes spéciales et le dessalement par nanofiltration doivent pleinement tenir compte du volume de traitement et de la qualité de l'eau, notamment en conjonction avec le choix de l'évaporateur et les coûts de maintenance. Les équipements à petite-échelle n'ont pas besoin de rechercher excessivement des ratios de concentration ; plus le processus du système est long, plus il y a de points de risque.
⑤ Rien n'est absolu ; laissez toujours une marge de manœuvre dans vos actions. Analysez spécifiquement des problèmes spécifiques et il est toujours bon de faire davantage de tests et de comparaisons.