Ekki losa beint RO þykkni og kvoða endurnýjunarvatn! Endurnotkun í flokki sparar milljónir í uppgufunarkostnaði

Þessi grein fjallar um að deila-sértækum innleiðingarlausnum iðnaðarins og raunverulegum-verkfræðitilvikum fyrir auðlinda-byggða endurnýtingu á öfugu himnuflæðisþykkni og jónaskiptavatni.

Hefur þú tekið eftir því að næstum allar verksmiðjur með innbyggðum hreinvatnsverksmiðjum framleiða tvenns konar vandræðalegt afrennslisvatn: RO-þykkni sem er stöðugt losað úr öfugu himnuflæðiskerfinu og sýru/basa endurnýjunarúrgangsvökvi sem myndast við endurnýjun katjóna/katjónabeðs/blandaðra beðkerfa? Fyrr á árum voru umhverfisreglur slakar og fyrirtæki gátu einfaldlega gert það hlutlaust og þynnt út fyrir beina losun. Nú, með strangara eftirliti með losun frárennslis og lögboðnu mati á endurnýtingarhlutfalli skólps, er bein losun nánast ómöguleg. Hins vegar gerir hár fjárfestingar- og viðhaldskostnaður við fullkomið uppgufunar- og kristöllunarkerfi erfitt fyrir flest fyrirtæki að halda uppi til lengri tíma litið.

Mörg fyrirtæki hafa tilhneigingu til að fara út í öfgar þegar þau fást við þessar tvær tegundir af vatni, annaðhvort að senda það allt í uppgufun eða skila því beint í-framendahimnukerfið án formeðferðar. Þetta leiðir til keðjuverkunar bilana innan aðeins tveggja eða þriggja mánaða, þar á meðal hækkandi himnuþrýstingsmunur, stór-skala í varmaskiptum og minnkandi skilvirkni hitaskipta í hringrásarvatni. Reyndar eru þessar tvær tegundir af skólpvatni ekki endilega ætlaðar til förgunar. Með réttri aðskildri söfnun, markvissri formeðferð og samsvörun endurnýtingarstaða geta þau dregið verulega úr gjöldum fyrir ferskvatnsinntöku og skólplosun, en jafnframt dregið úr umfangi-uppgufunar-röra og myndun hættulegra úrgangs. Þessi grein, sem notar opinberlega aðgengileg sýnikennsluverkefni frá fimm helstu atvinnugreinum-varmaorku, kolefna, hálfleiðara, kolanámu og stáli-skýrir skýrt vatnsgæðaáskoranir, mögulegar endurnýtingarleiðir, þroskað innleiðingarferli og lykilatriði til að forðast gildrur á{10}}staðnum.

1. Þykkni úr öfugu himnuhimnumeðferðarkerfi

Stöðugt samþjappað af hreinu vatni undirbúningskerfum og aðal/einni RO kerfum til endurnotkunar frárennslis, þetta vatn er venjulega 20%–30% af upprunalegu innflæðisrúmmáli.

Eiginleikar vatnsgæða: Mjög auðgað í kalsíum og magnesíum hörku, silíkati, súlfati og salti; TDS er yfirleitt á bilinu 5000–25000 mg/L. Kísil og hörku myndar auðveldlega-hvarfalög sem er erfitt- að þrífa. Hefðbundnir hleðsluhemlar geta aðeins bælt úrkomu til skamms tíma og geta ekki bælt hættuna á flögnun til lengri tíma litið. Algengur misskilningur iðnaðarins: Bein endurrás á hrávatni til endurnotkunar leiðir til lokaðrar-lykkjusöfnunar sölta og kísils, tvöfaldar tíðni himnukerfishreinsunar og krefst þess að efnahreinsun án nettengingar sé á 3-6 mánaða fresti, sem styttir líftíma himnuþátta verulega.

2. Ion Exchange Resin Regeneration Afrennslisvatn

Myndað úr ketilsfæðivatni, sýruþvotti með katjónaskiptabeði, basískum þvotti í anjónaskiptabeði og samstilltri endurnýjun í blönduðu rúmi í ofurhreinu vatnsstöðvum, þetta er afrennsli með hléum með afar sveiflukenndum vatnsgæðum.

Eiginleikar vatnsgæða: Mikil sýrustig og basastig á endurnýjunarstigi; súrt þvottaafrennsli hefur pH 1-3 og basískt þvottaafrennsli hefur pH 11-14. Jafnvel eftir hlutleysingu helst saltinnihaldið hátt og ber mikið magn af kalsíum- og magnesíumjónum, silíkötum og brotnu plastefnisrusli. Mörg verkefni framkvæma aðeins einfalda hlutleysingu og pH-stillingu, sleppa mýkingar- og kísilfjarlægingarferlinu og endurnýta vatnið beint. Þetta hefur í för með sér hraða útfellingu á hörðu kísilhúði á hringrásarvatnið og innri veggi brennisteinslosunarturnsins, sem erfitt er að fjarlægja með hefðbundnum sýruþvotti.

Báðar tegundir afrennslisvatns deila kjarnavandamálum: hár selta, miklar hreisturjónir og miklar sveiflur í gæðum vatns. Mikilvæg forsenda stöðugrar endurnotkunar er einsleitni, stuðpúða og formeðferð með mýkingu og kísilfjarlægingu. Að sleppa þessu formeðferðarskrefi gerir allar endurnýtingaráætlunir aðeins tímabundna lagfæringu.

Eins og er, hafa umhverfisverndar- og vatnsverndardeildir ströngustu reglur um skyldubundna endurnotkun og nær-núll losun á RO þykkni og plastefnisendurnýtingu frárennslisvatns. Þessar fimm atvinnugreinar hafa séð fjölmörg opinber sýnikennsluverkefni framkvæmd og tákna þau svæði þar sem mest eftirspurn er eftir tæknilegri uppfærslu á undanförnum tveimur árum:

1. Thermal Power Generation Industry

Varmaorkuver eru stórir iðnaðarvatnsneytendur. Núverandi reglugerðir krefjast almennt að endurnýtingarhlutfall vatns sé ekki minna en 95% innan verksmiðjusvæðisins, og stór-bein losun á brennisteinslosun afrennslisvatns, úrgangsvökva fyrir endurnýjun efnavatns og RO-þykkni er stranglega bönnuð. Virkjanir treysta á jónaskipti til að undirbúa ketilsfóðurvatn, sem framleiðir stöðugt sýru- og basa endurnýjunarvatn daglega; hringrásarvatn og ofursíun/öfug himnuflæði losa stöðugt óblandaða afrennsli, þar sem brennisteinsturn álversins, kolagarðsúði og kælivatn í hringrás þjóna sem náttúrulegir förgunarstöðvar.

Tilviksrannsókn í iðnaði: Vatnssparandi endurnýjunarverkefni fyrir 600MW-kolaorkueiningu í suðausturströnd Kína. Allri RO þykkni álversins og endurnýjunarvatni jónaskiptabeðsins er safnað sérstaklega í aðskildar laugar. Sýru- og basa endurnýjunarafrennsli fer fyrst inn í einsleitunartank fyrir sjálfvirka pH-stillingu og er síðan sent í kalk-magnesíumsaltmýkingar- og kísilfjarlægingarkerfið ásamt RO þykkni. Meðhöndluðu vatninu sem er með lágt-gruggt og lítið-salt er skipt í tvo strauma: annar er notaður sem áfyllingarvatn fyrir kælingu í hringrásinni og há-salt afturvatnið er sent í brennisteinshreinsunarkerfið sem vinnsluvatn. Verksmiðjan hefur algjörlega útrýmt beinni losun fyrir kjarnfóður og dregið úr kaupum á hundruðum þúsunda tonna af fersku vatni árlega. Viðkomandi ferli er innifalið í bókmenntum um fossnýtingartækni frárennslis í stóriðju.

2. Coal Chemical and Coal Mine Water Treatment Industry

Upprunalega grunnvatnið á kolefna- og námusvæðum hefur hátt kísil- og hörkustig og endurheimt vatnskerfið framleiðir mikið magn af RO þykkni. Endurnýjunarafrennsli jónaskipta frá afsöltunareiningum katla hefur háan salt- og silíkatstyrk. Flest kolaframleiðslusvæði- eru staðsett á -vatnsskorti svæðum og staðbundið mat á vatnsauðlindum gerir ráð fyrir að-afrennsli sé nærri núll. Að treysta eingöngu á uppgufun og kristöllun er of kostnaðarsamt, sem gerir það að verkum að endurnýting er almennt í greininni. Tilviksrannsókn í iðnaði: Kolefnafyrirtæki í Norðvestur-orkustöðinni framleiðir daglega um það bil 1000 m³ af RO-þykkni og plastefnisendurnýjunarafrennsli. Upphaflega var allt þetta sent til MVR uppgufun, sem leiddi til beins rekstrarkostnaðar upp á yfir 18 Yuan á hvert tonn af þykkni eftir himnustyrk. Síðar var bætt við formeðferðareiningu sem samanstóð af einsleitniaðlögun, kalk-mýkingu magnesíumsalts og kísilfjarlægingu og ofsíun. Hreinsað lágt-saltvatnið er endurnýtt til að dreifa kælivatni og úða á gasunarverkstæðinu. Aðeins lítið magn af botnflæðisþykkni með mjög-miklu seltu er sent í uppgufun og kristöllun. Þetta minnkaði heildaruppgufunarálagið um 70% og sparaði milljónir júana í hvarfefni, rafmagni og viðhaldskostnaði árlega. Kerfið hefur starfað stöðugt í meira en 12 mánuði án stíflu í kísilskala. Svipuð ferli hafa verið stækkuð og kynnt í nokkrum kolefnaiðnaðargörðum í Ningdong og Ordos.

Stórt-verkefni til að meðhöndla vatnshreinsun námuvatns í Ordos sameinaði formeðferð á námuvatni, RO-þykkni og mýkjandi afrennslisvatni til endurnýjunar. Meðhöndlaða vatnið er endurnýtt til rykvarnarúða neðanjarðar og yfirborðs kælivatns í hringrás, sem dregur verulega úr notkun á keyptu iðnaðarvatni. Þetta verkefni var valið sem dæmigert dæmi um verndun vatns í iðnaði á staðnum.

3. Framleiðsluiðnaður fyrir ljós og hálfleiðara rafeindatækni

Kísilskífuskurður og flísaframleiðsla krefst stöðugs framboðs af stóru-ofurhreinu vatni, sem leiðir til mikillar-framleiðslu á frumefnaflæðisþykkni. Blandað -beðkerfi hreina vatnsstöðvarinnar gengur í gegnum tíða endurnýjun og magn sýru- og basa endurnýjunar afrennslisvatns er stöðugt. Samkvæmt "Photovoltaic Manufacturing Industry Standard Conditions (2024 Edition)," krefjast nýsmíðuð og stækkuð kísilskífa og rafhlaða framleiðslugeta yfir 40% nýtingarhlutfall endurnýjunarvatns og fjölkísilverkefni verða að hafa vatnsendurnýtingarhlutfall ekki minna en 98%. Kostnaðurinn við að kaupa kranavatn utan verksmiðjunnar er tiltölulega hár, sem veldur því að fyrirtæki hvetja til fyrirbyggjandi endurnýtingar á lokaðri-hringrás.

Iðnaðarmál: Ofurhreint vatnsstuðningsverkefni í samþættum hringrásarframleiðslugarði í Yangtze River Delta svæðinu framleiðir mikið magn af RO þykkni úr ofurhreinu vatni undirbúningi. Kvoðasýru- og basa endurnýjunarvatninu er safnað sérstaklega í laugar, hlutleyst, einsleitt og formeðhöndlað áður en það er endurnýtt í áföngum. Lítið-salt hreinsað vatn er skilað til formeðferðarferlis fyrir-framhlið hreina vatnsstöðvarinnar, en það sem eftir er af há-saltafrennsli er notað í verksmiðjugólfþvott og endurnýjun á útblástursskrúbbturni. Þetta dregur úr árlegum kranavatnskaupum um meira en 200.000 tonn, dregur úr tíðni hreinsunar á himnueiningum án nettengingar um 60% og kemur í raun í veg fyrir óhreinindi með ofsíun af völdum beina skila-mikils kísilþykkni. 5GW einkristallað kísilverksmiðja í Austur-Kína notar skólphreinsistöð þar sem RO þykkni úr kísilskífuhreinsun og mýkjandi endurnýjunarafrennsli er storknað til að fjarlægja kvoðakísil áður en það er endurnýtt í kælikerfi verkstæðisins. Heildarendurnýtingarhlutfall frárennslisvatns er yfir 75%, sem dregur samtímis úr heildarmagni hættulegrar förgunar. Þessi tækni hefur verið felld inn í staðlað viðmiðunarferli fyrir skólphreinsunarhóp fyrir ljósvaka.

4. Stáliðnaður

Stálframleiðslustöðvar framleiða stöðugt tvo strauma af há-seltu afrennslisvatni frá hringrásarvatni og jarðefnahreinsunarstöðvum. Iðnaðar- og upplýsingatækniráðuneytið birtir árlega dæmigerð dæmi um endurvinnslu skólps frá iðnaði. Mörg stálfyrirtæki treysta á flokkaða og flokkaða endurnotkun kjarnfóðurs, ná yfir 98% endurnýtingarhlutfalli vatns og draga verulega úr umfangi-endrar-uppgufunarbyggingar röra.

Skolun háofnagjalls, rykbælingu efnisgeymslu og brennisteinshreinsunarkerfi á verksmiðjusvæðinu hafa mikla þol fyrir vatnsgæði, sem gerir þau að kjörnum stöðum til að vinna úr þykkni og endurnýjun frárennslisvatns.

5. Efnaiðnaðargarðar

Efnaiðnaðargarðar einkennast af mikilli samþjöppun fyrirtækja og ströngu eftirliti með heildarlosun skólps. Margir staðir hafa innleitt miðlægar endurvinnslustöðvar fyrir skólp til að safna og meðhöndla RO þykkni og kvoða endurnýjun frárennslis frá ýmsum fyrirtækjum í garðinum. Hreinsaða vatninu er síðan dreift í hringrásarvatns- og rykhreinsunarúðakerfi fyrirtækjanna. Þessi miðstýrða meðferð dregur úr kostnaði við uppfærslu einstakra verksmiðja og er innifalin í ráðlagðri tæknivegaáætlun iðnaðar- og upplýsingatækniráðuneytisins fyrir árið 2025 fyrir verndun vatns í iðnaði.

(I) Lítill-kostnaður, mikil endurnotkun: Forgangsraðað fyrir uppfærslur á gömlum plöntum, lágmarksfjárfesting í formeðferð

1. Kolagarðar, hráefnisgarðar og rykvarnarúðun á vegum: Lágmarkskröfur um vatnsgæðavísa; aðeins þarf hlutleysingu, einsleitni og fjarlægingu stórra svifryks. Stór-förgun á miklu-söltu frárennslisvatni er möguleg án þess að hætta sé á kölmyndun á hitaskiptabúnaði.

2. Brennisteinshreinsunarkerfi fyrir afbrennslukerfi fyrir ketils: Brennisteinshreinsunin sjálf þolir mikið-salt og mikið-kísilvatn, sem gerir það að ákjósanlegu rás fyrir varmaorku- og kolefnaverksmiðjur til að melta óblandaðan afrennslisvatn og endurnýja úrgangsvökva.

3. Gólfþvottur á plöntum og áveitu á grænni: Aðeins þarf að stjórna heildarmagni salts og þungmálma til að uppfylla staðla; lágt álag og einföld aðgerð og viðhald.

(II) Há-stöðluð endurnotkun á hreinsuðu vatni krefst algjörrar mýkingar og formeðferðar sem fjarlægir kísil.

1. Aukavatn í hringrás kælivatnskerfis: Þetta býður upp á mesta vatns-sparnaðarávinninginn, sem dregur verulega úr heildarmagni ferskvatns sem dregið er. Samkvæmt GB/T 50050-2017 "Hönnunarkóði fyrir kælivatnsmeðferð með iðnrásum" verður hörku og heildarmagn kísils að vera stranglega stjórnað til að koma í veg fyrir að kæliturna og varmaskipta tærist.

2. Aukavatn á formeðferðarstigi grávatns- og hreinvatnsstöðva: Aðeins formeðhöndlað lágt-salt hreint vatn er heimilt að endurvinna; bein endurnotkun óhreinsaðs óhreinsaðs vatns er stranglega bönnuð.

3. Framleiðsluvatn fyrir kælihringrás í ljósvaka- og efnaverkstæðum: Strangt eftirlit með kísilkvoða og sviflausnum er krafist; setja þarf upp síunareiningu í framendanum til að stöðva flokka.

Lausn 1: Einfölduð flokkuð endurnotkun (Fyrir núverandi endurbætur á verksmiðjum, takmarkaðar fjárveitingar og engin leit að fullri endurnotkun)

Ferlisflæði: RO þykknitankur + kvoða endurnýjun frárennslissöfnunartanks → Einsleitni og hlutleysandi aðlögunartankur (sjálfvirk hlutleysing á súru og basa afrennsli, stöðugt pH-svið 6–9) → Storknun, mýking og kísilfjarlæging (samtímis bætt við kalki og magnesíumoxíði til að fjarlægja kísil, kísilsand sem er uppleyst samtímis → kísil, uppleyst kísil) síun + ofursíun → Endurnýtingartankur fyrir hreint vatn

Flutningsrökfræði: Lítið-salt tært vatn eftir síun er veitt í hringrásarvatnið og brennisteinslosunarturninn; lítið magn af -hátt seltuþykkni er sent til uppgufunar og kristöllunar.

Viðeigandi sviðsmyndir: Varmaorkuver, kolanámur, hefðbundnar efnaverksmiðjur; núverandi vatnsgeymar geta verið endurnýjaðir, lítil fjárfesting og einföld dagleg rekstur og viðhald.

Kjarnastýringarfæribreytur: pH mýkingarhvarfs er stöðugt við 10,1–10,3; heildarkísil í meðhöndluðu frárennsli Minna en eða jafnt og 10mg/L, heildarhörka Minna en eða jafnt og 50mg/L, uppfyllir staðla fyrir stöðugan-tíma langtíma notkun vatns í hringrás.

Lausn 2: Há-hefðbundin full endurnotkun (núlllosun, verkefni um nýtingu kristallaðs salts)

Aðferðarflæði: Tveir skólpsstraumar safnað í einni laug → Stór-fjölafkastagetu fjöl-fjölmiðlunar- og jöfnunartankur → Kalk-mýking og setmyndun magnesíumsalts til að fjarlægja kísil → Innbyggð pípulaga himnusíun til að halda kísilflokkum → Tveir{3} vatnsþéttni í hreinu vatni → Tveir{3} kerfi; þykkni sent til MVR uppgufun og saltaðskilnað.

Viðeigandi sviðsmyndir: Ljósolíu-, hálfleiðara- og nýbyggðir kolefnaiðnaðargarðar sem þurfa nær-núll frárennslisvatn og kristallað salt sem uppfylla útflutningsstaðla iðnaðarsalts.

Kjarnakostir: Pípulaga himnur halda samtímis kvoðakvoða og hörkuflokkum, sem tryggir stöðuga stjórn á heildarkísil í frárennsli undir 5 mg/L, forðast niðurstreymis uppgufun, gulnun kristallaðs salts og ófullnægjandi hreinleika.

1. Hlutleysandi pH án þess að fjarlægja hörku og kísil áður en það fer beint aftur í hringrásarvatn og brennisteinslosunarturna

Endurheimt vatn og RO þykkni hafa háan styrk af kísil og hörku. Einfaldlega að stilla pH getur ekki fjarlægt kvarðajónir. Langtímaaðgerð leiðir til þess að þétt kísilhúð myndast á veggjum varmaskiptarörsins og innri veggjum brennisteinslosunarturns, sem erfitt er að fjarlægja með hefðbundnum sýruþvotti. Viðhaldskostnaður í miðbæ er langt umfram fjárfestingu í formeðferð.

2. Skila öllu blönduðu vatni í RO framenda án aðskilnaðar

Salt og kísil safnast upp óendanlega í kerfinu. Þrýstimunurinn tvöfaldast um það bil á þriggja mánaða fresti í notkun himnakerfisins, sem leiðir til tíðrar hreinsunar án nettengingar og verulega aukins kostnaðar við endurnýjun á himnueiningum.

3. Að treysta eingöngu á kalkhindra í stað formeðferðar til að fjarlægja kísil

Hreistahemlar geta aðeins tafið kísilútfellingu tímabundið. Hindrandi áhrif þeirra verða að mestu óvirk eftir styrkleikahlutfall sem er meira en þrisvar sinnum. Þeir geta ekki dregið úr kísilinnihaldi í vatninu við upptök þess; þeir draga aðeins tímabundið úr mælikvarða, leysa ekki vandamálið.

4. Tafarlaus miðstýrð losun á afrennsli úr plastefnisendurnýjun án jöfnunartanks.

Endurnýjun plastefnis felur í sér losun frárennslis með hléum. Skammtíma-sýra/basa og selta hneykslast á formeðferðarkerfinu, sem veldur ójafnvægi í skömmtum hvarfefna og verulegum sveiflum í skilvirkni kísils og hörku, sem leiðir til ósamræmis frárennslisgæða.

5. Að smíða í blindni uppgufunarkerfi með fullri-afkastagetu en vanrækja flokkaða endurnotkun til að draga úr álagi.

Bein fóðrun á öllu óblandaða afrennslisvatni og endurnýjunarafrennsli inn í uppgufunareininguna leiðir til mikils kostnaðar fyrir rafmagn, hvarfefni og losun seyru. Flest verkefni geta endurnýtt 60%–70% af frárennslisvatni sínu með litlum tilkostnaði í þrepaskiptum hætti, þar sem aðeins lítið magn af mjög-seltuþéttu afrennsli þarfnast uppgufunarmeðferðar.

Allar færibreytur eru í samræmi við gildandi landsstaðla og tækniforskriftir iðnaðarins og hægt er að innleiða þær beint á-síðuna:

1. Endurnotkun fyrir kælivatn í hringrás (GB/T 50050-2017): Heildarkísill Minna en eða jafnt og 20 mg/L, heildar hörku Minna en eða jafnt og 80 mg/L (reiknað sem CaCO₃), TDS Minna en eða jafnt og 3000 mg/L;

2. Endurnotkun fyrir brennisteinsúðun og rykbælingu í geymslugörðum: Heildarkísill Minna en eða jafnt og 50 mg/L, engin ströng hörkumörk;

3. Framhlið formeðferðarstöðvar fyrir endurunnið hreint vatn: Heildarkísill Minna en eða jafnt og 5 mg/L, sviflausn < 1 mg/L;

4. Reglubundin eftirlitskröfur: Dagleg prófun á heildarkísil, heildar hörku og leiðni endurunnar hreins vatns; vikuleg sýnataka af hráefnisþykkni og endurnýjuðu frárennslisvatni fyrir allar vatnsgæðabreytur; viðvörunartæki á netinu eru sett upp; sjálfvirkt skipt yfir í uppgufunarkerfið þegar vatnsgæði fara yfir staðla; endurnotkun á óhæfu vatni í framleiðslueiningum er bönnuð.

Öfluga himnuflæðisþykkni og jónaskipta endurnýjun frárennslisvatns eru aldrei umhverfisbyrði, heldur endurheimt vatnslindir með endurvinnslugildi. Fimm helstu atvinnugreinar varmaorku, kolefna, hálfleiðara ljósa, kolanáma og stáls, sem eru takmarkaðar af bæði mati á vatnsvernd og vatnsneyslukostnaði, hafa séð mestan fjölda endurnýtingartækni uppfærsla verkefna á þykkni á undanförnum tveimur árum. Fjölmörg opinber sýningarverkefni hafa staðfest ákjósanlega nálgun: að forgangsraða þrepaskiptri og víðtækri endurnýtingu meirihluta vatnsrúmmálsins, ásamt mýkingu og kísilfjarlægingu formeðferð til að koma í veg fyrir hættu á kölmyndun, og senda aðeins lítið magn af ofur-mikilli seltuleifum til uppgufunar og kristöllunar, sem dregur úr umhverfiskostnaði og viðhaldi, sem dregur úr umhverfiskostnaði og viðhaldi myndun hættulegra úrgangs-þrenfaldur ávinningur.

Í-iðkun á staðnum, mundu tvær meginreglur: Í fyrsta lagi er líflínan fyrir stöðuga endurnýtingu að fjarlægja kísil og hörku snemma; að hlutleysa pH jafngildir því að skapa langtíma-skalaáhættu. Í öðru lagi, endurnotaðu á lægri stöðlum þegar mögulegt er, og sendu aldrei allt í uppgufun. Að draga úr magni há-kostnaðar-af-rörameðferð frá upptökum er ákjósanlega lausnin sem jafnvægir ávinning fyrirtækja og umhverfiskröfur.