Missä sitä käytetään ja mitä se ratkaisee: Keraamisten kalvojen tyypilliset teolliset sovellukset öljyveden erottamiseen

1. Teknologiaa on sovellettava tiettyihin vesiolosuhteisiin

Kahdessa edellisessä artikkelissa selitettiin perusteellisesti "miksi valita keraamiset kalvot" ja "miten ne toimivat", mutta parhaallakin tekniikalla on arvoa vain, kun sitä sovelletaan tiettyihin vesiolosuhteisiin.Keraamiset kalvot öljyveden erottamiseeneivät ole parannuskeino-kaikkiin. Niiden sopivimmat sovellukset ovat öljyiset jätevesivirrat, joille on ominaista "pienet öljypisarat, voimakkaasti saastunut vesi ja ankarat käyttöolosuhteet". Sitä vastoin sovelluksissa, joissa öljypitoisuus on alhainen, vesiolosuhteet ovat miedot ja vaihtelut rajoitetusti, edullisemmat-orgaaniset kalvot tai perinteiset fysikaaliset-kemialliset käsittelymenetelmät voivat olla taloudellisempia. Tässä artikkelissa käydään läpi useita tyypillisiä teollisia skenaarioita selvittääkseen, mitä keraamiset kalvot todella ratkaisevat ja milloin niiden käyttöä tulisi harkita uudelleen.

2. Skenaario 1: Öljykentällä tuotettu vesi ja uudelleenruiskutus

Aloitetaanöljykentillä tuotettu vesi. Tämä on yksi klassisimmista keraamisten kalvojen käyttökohteista. Formaatiovettä tuodaan pintaan öljyntuotannon aikana, ja se kuljettaa mukanaan raakaöljyä, muodostushiekkaa, hilseileviä ioneja ja suuria määriä emulgoitua öljyä. Se säilyttää usein myös muodostumislämpötilan-suuri osa tuotetusta vedestä on lämmintä saavuttaessaan pinnan, ja jotkut virrat voivat olla jopa suhteellisen kuumia. Tilanteen haastavammaksi tekee sen "kaksoistehtävä": vesi voi jokoruiskutetaan uudelleen muodostelmaan paineen ylläpitämiseksi, joka asettaa vaatimuksia kiintoaine- ja öljypitoisuudelle, taikäsitelty uudelleenkäyttöä tai vaatimustenmukaista purkamista varten, mikä asettaa entistä korkeammat vaatimukset veden laadun stabiiliudelle. Perinteinen painovoimaerotus ja liuenneen ilman vaahdotus voivat usein kamppailla, kun emulgoitua öljyä ja suurta hiekkakuormitusta esiintyy yhdessä. Keraamiset kalvot sopivat hyvin näihin olosuhteisiin hydrofiilisten ja oleofobisten ominaisuuksiensa sekä lämpötila- ja hankauskestävyytensä vuoksi. Ristivirtaussuodatus lakaisee jatkuvasti pois hiekkaa ja öljyä, kun taas ultrasuodatus säilyttää emulgoituneen öljyn, tuottaa vakaan ja puhtaamman permeaatin, joka auttaa estämään muodostumien tukkeutumista uudelleenruiskutuksen aikana ja suojaa myöhempiä prosesseja uudelleenkäytön aikana. Vuonna insinööri kokemusTaihe Environmental Protection keraamisilla kalvojärjestelmillä öljyisille jätevesille, öljykentille{0}}on liittyvät sovellukset muodostavat merkittävän osan,juuri siksi, että niiden sekä "likaisen mutta vakaan" toiminnan tarve vastaa läheisesti keraamisten kalvojen vahvuuksia.

2.1 Uudelleenruiskutusveden laadun laadulliset vaatimukset

Uudelleeninjektoinnin osalta kannattaa lisätä huomio laadullisista vaatimuksista, koska ne ovat tärkeä perusta kalvon valinnassa öljykenttäsovelluksissa. Jos suspendoituneet kiintoaineet ja öljypitoisuus uudelleenruiskutusvedessä ovat liian korkeat, ne voivat tukkia huokosten kurkun ja vaurioittaa säiliötä ruiskutuksen jälkeen, mikä lisää ruiskutuspainetta ja heikentää öljyn talteenoton tehokkuutta. Siksi uudelleenruiskutusvesi keskittyy yleensä kolmeen näkökohtaan:suspendoituneen kiintoaineen pitoisuus ja hiukkaskokojakauma,{0}}öljypitoisuus ja yhteensopivuus muodostusveden kanssa,mukaan lukien hilseilyä tai saven turpoamista. Keraamisten kalvojen arvo piilee niiden kyvyssä samanaikaisesti vähentää suspendoituneita kiintoaineita ja emulgoitua öljyä stabiileille ja suhteellisen alhaisille tasoille säilyttäen samalla pienet vaihtelut permeaatin laadussa. Öljykentillä, jotka vaativat-pitkäaikaista vakaata ruiskutusta, tämä on mielekkäämpää kuin alhaisen arvon saavuttaminen vain tilapäisesti. Mitä tulee erityisiin rajoihin, ne vaihtelevat merkittävästi öljykenttien ja altaiden välillä, ja ne on määritettävä paikkakohtaisten standardien mukaan eikä yhtä yleistä arvoa soveltamalla.

3. Skenaario 2: Jalostamo ja petrokemian öljyinen jätevesi

Seuraava onöljyinen jätevesi jalostamoista ja petrokemian laitoksista. Tämäntyyppinen vesi on monimutkaisempaa kuin öljykenttien vesi. Öljyn lisäksi se voi sisältää fenoleja, sulfideja, hienojakoista suspendoitunutta katalyyttiä ja monia muita epäpuhtauksia. Veden laatu voi vaihdella merkittävästi prosessiyksikön -vaihdon aikana, ja lämpötilat voivat myös olla suhteellisen korkeita. Tässä keraamisten kalvojen arvo ei ole pelkästään kaikkien epäpuhtauksien "ottamisessa", vaan vakaana "öljyn ja suspendoituneen kiintoaineen poistoesteenä": poistetaan ensin öljy ja hiukkaset, joilla on suurin vaikutus jatkoprosesseihin, jotta myöhempi biologinen tai edistynyt käsittely voi toimia vakaammin. Niiden kemiallisen puhdistuksen kestävyys on erityisen hyödyllinen tässä, koska jalostamon jätevesi on voimakkaasti saastunutta ja saattaa vaatia jatkuvaa puhdistusta. Orgaaniset kalvot voivat vaurioitua toistuvan puhdistuksen jälkeen, kun taas keraamiset kalvot kestävät toistuvia puhdistusjaksoja. Jalostamoiden jätevedellä on tietysti monimutkainen koostumus, joten keraamiset kalvot ovat yleensä yhdistetyn käsittelyprosessin "keskikomponentti" eikä "ainoa" käsittelytekniikka. Tämä ero on tunnustettava realistisesti.

(Kuva: Neljä tyypillistä öljyistä jätevesiskenaariota: öljykentillä tuotettu vesi, jalostamoiden ja petrokemian jätevesi, metallintyöstön leikkaus-nestemäinen jätevesi sekä elintarvike-jalostus- ja teurastamojätevesi, jotka kuvaavat vastaavia öljymuotoja ja suuria haasteita.)

4. Skenaario 3: Metallintyöstö ja leikkaus-Nestemäinen jätevesi

Kolmas luokka on koneistus- ja metallinleikkausnesteet.Kun emulsioita ja leikkausnesteitä on käytetty koneistuspajoissa pitkään, ne voivat muuttua "mustaksi liemeksi", joka sisältää sekä mineraaliöljyä että suuria määriä pinta-aktiivisia aineita ja prosessin -nestelisäaineita, joilla on erittäin vakaa emulgointi ja korkea COD. Tämän tyyppisen jäteveden tilavuus ei välttämättä ole suuri, mutta sen käsittelyn vaikeus ei ole mitenkään pieni. Perinteisellä koagulaatiolla ja liuenneen ilman vaahdotuksella ei usein saada aikaan täydellistä demulsifikaatiota, jolloin käsiteltyyn veteen jää jäännösöljyä. Keraamisen ultrasuodatuksen etuna on, että se on erityisen tehokas "emulsioiden käsittelyssä": se säilyttää vakaat öljypisarat, kun taas permeaatti voi sitten edetä haihduttamiseen, biologiseen käsittelyyn tai -demulsifikaatiokäsittelyyn. Koneistusyrityksille tämä voi tarkoittaa leikkaavan-nesteen käyttöiän pidentämistä, vaarallisen jätteen syntymisen vähentämistä ja uudelleenkäyttömahdollisuuksien lisäämistä. Yhä tiukentuvien ympäristösäädösten taustalla sen arvo ei ole pelkästään käsittelyn tehokkuus vaan myös säännösten noudattaminen.

5. Skenaario 4: Elintarvikkeiden jalostus- ja teurastamojätevesi, joka sisältää eläin- ja kasviöljyjä

Neljäs luokka on elintarvikejalostuksen, teurastamojen ja vastaavien teollisuudenalojen eläin- ja kasviöljyjä sisältävät jätevedet.Tämän tyyppisen jäteveden öljy on pääasiassa eläin- ja kasvirasvoja ja -öljyjä. Lämpötila on usein suhteellisen korkea, etenkin kuumassa-käsittelyjätevedessä, ja vesi sisältää myös kiintoaineita, proteiineja ja orgaanista ainetta. Toisin kuin mineraaliöljyt, eläin- ja kasviöljyt jähmettyvät todennäköisemmin alhaisissa lämpötiloissa ja tarttuvat kalvon pintaan, mikä johtaa korkeampiin puhdistusvaatimuksiin. Keraamisten kalvojen korkea-lämmönkesto ja voimakas puhdistuskyky ovat erityisen hyödyllisiä tässä: lämmin vesi tai emäksinen puhdistus voi sulattaa jähmettyneen öljyn ja poistaa kiinnittyneen orgaanisen aineksen, mikä mahdollistaa hyvän juoksun talteenoton. Keraamisia kalvoja käytetään usein hienojakoisena-suodatuksen esteenä öljyn erotuksen jälkeenliuenneen ilman vaahdotus, mikä vähentää edelleen emulgoituneen öljyn jäännösmäärää ja sallii permeaatin päästä biologiseen käsittelyyn tai täyttää poistovaatimukset johdonmukaisemmin.

6. Muut huomion arvoiset sovellukset

Edellä olevien neljän suuren sovellusalueen lisäksi useat muut skenaariot ovat myös huomion arvoisia.Kylmävalssauksessa ja metallinkäsittelyssä, emulsiojätevesi sisältää öljyn, rautajauheen ja pinta-aktiivisten aineiden seoksen, mikä tekee emulgoinnin poistamisesta vaikeaa ja rautapitoisuudet korkeat. Vaikkakoksausjätevesijolle on ominaista pääasiassa fenolit ja ammoniakki, se voi sisältää myös terva{0}}kaltaisia ​​öljyjakeita, mikä asettaa tiukat vaatimukset kalvon likaantumiskestävyydelle ja kemikaalien kestävyydelle.Toimita pilssivettäon tyypillinen "pieni{0}}tilavuus, korkea-öljypitoisuus-, erittäin vaihteleva" jätevesivirta. Sitä käsitellään usein liikkuvilla alustoilla kiinnittäen erityistä huomiota järjestelmän tiiviyteen ja hydraulisten ja kuormitusiskujen kestävyyteen. Näiden sovellusten yhteisiä ominaisuuksia ovat hienot öljypisarat, monimutkainen veden laatu ja epävarmat käyttöolosuhteet, jotka sattuvat osumaan keraamisten kalvojen mukavuusalueelle. On kuitenkin myös korostettava, että ennen kuin keraamiset kalvot otetaan käyttöön uusissa sovelluksissa, veden laatuanalyysi ja pilottitestaus tulee suorittaa materiaalien ja kemiallisten yhteensopivuuden varmistamiseksi ja puhdistusstrategian toteutettavuuden tarkistamiseksi ennen laajennusta. Keraamiset kalvot eivät ole "plug{8}}and-play" -yleiskomponentti.

Kun nämä sovellukset asetetaan vierekkäin, käy selväksi, että vaikka ne näyttävät erilaisilta, niiden taustalla olevat haasteet ovat erittäin johdonmukaisia-ne kaikki yhdistävät "hieno öljy + likainen vesi + vaihtelut". Seuraava taulukko tarjoaa laadullisen vertailun näistä yleisistä haasteista ja keraamisten kalvojen käyttölogiikasta.

7. Keraamiset kalvot toimivat harvoin yksin: yhdistetyt hoitoprosessit

Vielä yksi seikka on korostettava: keraamiset kalvot toimivat harvoin yksinään.Korkean -öljypitoisuuden-sovelluksissa käytetään yleisesti "öljyerotus/DAF + keraaminen kalvo". Kun tarvitaan edistynyttä veden uudelleenkäyttöä, käytetään usein "keraamikalvoa + käänteisosmoosia". Sovelluksissa, joissa on paljon liuennutta orgaanista ainetta, biologista käsittelyä tai edistynyttä hapetusta voidaan myös lisätä myötävirtaan.Tämäntyyppinen yhdistelmä ei tarkoita vain laitteiden pinoamista, vaan sitä, että kunkin käsittelyvaiheen annetaan tehdä parhaansa mukaan-fyysinen-kemiallinen käsittely poistaa suurimman osan öljystä, keraamiset kalvot poistavat emulgoituneen öljyn ja kiintoaineet, käänteisosmoosi poistaa liuenneet suolat ja biologinen käsittely hajottaa liuenneita orgaanisia aineita. Tämän "työnjaon" ymmärtäminen on välttämätöntä budjetin käyttämiseksi siellä, missä sillä on merkitystä järjestelmän valinnassa sen sijaan, että odotettaisiin yhden hoitovaiheen hoitavan kaikki.

7.1 Mihin tiiviste menee? Suljetun -silmukan hävittäminen

Toinen usein huomiotta jätetty asia, joka vaikuttaa suoraan projektin toteutettavuuteen, on se, mihin keskittymä menee. Keraamiset kalvot tiivistävät öljyä ja suspendoituneita kiintoaineita tiivistepuolelle. Konsentraatissa on korkeampi öljypitoisuus ja pienempi tilavuus, mutta se on kuitenkin lopulta hävitettävä-tämä on juuri se, missä "tilavuuden vähentämisen" arvo tulee esiin.Kohtuullinen tapa on yleensä väkevöidä tai demulsoida ensin tiiviste ja ottaa talteen ja käyttää uudelleen talteenotettavaa öljyä. Jäljelle jäänyt raskas öljyinen liete ja emulgoidut jäännökset lähetetään sitten määräystenmukaisesti hävitettäväksi tai poltettavaksi vaarallisena jätteenä tai paikallisten vaatimusten mukaisesti.Konsentraatin kohde, hävitystapa ja kustannukset tulisi sisällyttää hankkeeseen jo valintavaiheessa sen sijaan, että odotettaisiin, kunnes järjestelmä on rakennettu ja havaitsee, ettei rikastetta ole minnekään lähettää. Koko öljyisen jäteveden käsittelyprojektin kohdalla se, mikä lopulta ratkaisee sen, voidaanko hanke toteuttaa, ei useinkaan ole itse kalvon suorituskyky, vaan se, onko koko ketju "vettä tulee sisään, öljy menee ulos, vesi käytetään uudelleen ja öljy hävitetään" kunnolla suljettu.

8. Sovelluksen valinta: useita huomioitavia laadullisia signaaleja

Askeleen syvemmälle, kun sinun on todella valittava hoitoratkaisu tiettyyn käyttötarkoitukseen, ei riitä pelkkä tarkastelu, onko vesi "sisältää öljyä". Sinun on otettava huomioon useita laadullisia ulottuvuuksia:kuinka paljon veden laatu vaihtelee, kuinka korkea käyttölämpötila on, kuinka suuri öljy- ja kiintoainekuormitus on ja kuinka tiukat veden{0}laatuvaatimukset ovat.Seuraava taulukko auttaa kohdistamaan keskeiset päätöksentekijät ja välttämään väärään suuntaan sijoittamisen.

9. Ollakseni rehellinen: Keraamisten kalvojen rajoitukset

On rehellisesti myönnettävä, että keraamisilla kalvoilla on myös rajoituksia näissä sovelluksissa: ne vaativat suurempaa alkuinvestointia, ovat suhteellisen hauraita ja niillä on vaativammat asennus- ja esikäsittelyvaatimukset. Kun öljypitoisuus on erittäin korkea ja öljy on pääasiassa vapaana öljynä, "bulkkiöljyn" poistaminen ensin öljynerotuksella ja liuenneen ilman vaahdotuksella on usein taloudellisempaa kuin kalvon levittäminen suoraan. Kun kohdataan vahvoja orgaanisia liuottimia tai äärimmäisiä pH-olosuhteita, materiaalien yhteensopivuus on myös varmistettava etukäteen. Toisin sanoen keraamiset kalvot ovat "optimaalinen ratkaisu vaikeasti--käsiteltävälle öljyiselle jätevedelle", eivät "optimaalinen ratkaisu kaikille öljyisille jätevesille".

10. Johtopäätös: Arvioi ensin vesi ja päätä sitten, käytätkö kalvoa

Kun sovellusskenaarioita ja metodologiaa tarkastellaan yhdessä, johtopäätös käy selväksi:Kun päätät, pitäisikö tietyssä sovelluksessa käyttää keraamisia kalvoja, älä kiirehdi vertailemaan hintoja. Palaa sen sijaan kolmeen vaiheeseen, jotka ovat toistuvasti osoittautuneet tärkeiksi-ensin, suorita vesitasapaino selvittääksesi vesimäärän, mistä öljy tulee ja minne tiiviste menee. Luokittele seuraavaksi veden laatu määrittääksesi öljyn ensisijaisen muodon ja alajuoksun veden laadun kynnysarvon; Lopuksi laske takaisinmaksuaika ja kokonaiskustannukset selvittääksesi, voivatko vaihto-, seisonta- ja vaatimustenmukaisuuskustannusten säästöt pitkällä aikavälillä kattaa alkuinvestoinnin.Kun nämä kolme vaihetta on suoritettu oikein, käy luonnollisesti selväksi, missä keraamisia kalvoja tulisi käyttää ja mitä ne voivat ratkaista.