Beginnen wir damit, was Reverse-Osmose-Konzentrat ist? Einfach ausgedrückt, es bezieht sich auf das Wasser, das die Membran nicht passiert hat und beim Filtern durch eine Umkehrosmoseanlage "abgefangen" wurde. Dieses Wasser ist nicht sauber und enthält Salz, organische Stoffe, Schwermetalle und andere Substanzen, die um ein Vielfaches konzentrierter sind als das ursprüngliche Wasser. Wenn es direkt abgeleitet wird, sei es in den Fluss oder ins Grundwasser, verursacht es Umweltverschmutzung, und der Umweltschutz wird dem definitiv nicht zustimmen. Daher ist die Behandlung dieses Umkehrosmose-Konzentratwassers ein Problem, das unbedingt gelöst werden muss. Heute wollen wir uns mit allen ausführlich darüber unterhalten, welche zuverlässigen Methoden zur Behandlung von Konzentratwasser zur Verfügung stehen.
Zunächst einmal geht es bei der Behandlung von Umkehrosmose-Konzentrat nicht nur darum, eine Lösung zu finden. Sie müssen sich zunächst den Zustand des Konzentrats selbst ansehen. Wie hoch ist beispielsweise der Salzgehalt im Inneren? Gibt es besonders schwer zu handhabende Schadstoffe? Und wie wollen Sie das Wasser nach der Aufbereitung verwenden? Wollen Sie es zur Wiederverwendung weiterverwenden oder einfach direkt ableiten, um die Emissionsstandards zu erfüllen? Für unterschiedliche Bedürfnisse werden erhebliche Unterschiede bei den gewählten Aufbereitungsverfahren festgestellt.
Lassen Sie uns zunächst über die übliche "Reduktions"-Behandlung sprechen, d. h. die Reduzierung der Konzentratwassermenge, um Aufwand bei der anschließenden Aufbereitung zu sparen. Die gebräuchlichste Methode ist die "Umkehrosmose-Konzentratwasser-Rekonzentration", was einfach bedeutet, dass das Konzentratwasser aus der ersten Umkehrosmose in eine neue Umkehrosmoseanlage geleitet und erneut gefiltert wird. Auf diese Weise entsteht eine zusätzliche Menge an sauberem Wasser, und das verbleibende Konzentratwasser hat eine höhere Konzentration, aber die Menge ist viel geringer. Hier gibt es jedoch ein Problem. Wenn die Konzentration des Konzentratwassers hoch ist, neigt das Salz im Inneren dazu, zu kristallisieren und an der Umkehrosmosemembran zu haften. Mit der Zeit wird die Membran unbrauchbar. Daher müssen im Allgemeinen Vorbehandlungen hinzugefügt werden, z. B. die Zugabe von Inhibitoren zur Verhinderung von Salzablagerungen, und die Membran muss regelmäßig gereinigt werden, um sicherzustellen, dass die Anlage normal arbeiten kann.
Es gibt auch eine Reduktionsmethode namens "Verdampfungskonzentration", die, wie der Name schon sagt, auf Erhitzen beruht, um das Wasser im Konzentratwasser zu verdampfen und noch stärkeres Salzwasser oder feste Rückstände zurückzulassen. Diese Methode eignet sich zur Behandlung von Konzentratwasser mit besonders hohem Salzgehalt. Egal wie viel Salz darin enthalten ist, es kann auf eine sehr geringe Menge konzentriert werden. Aber es hat auch seine Nachteile, es ist zu energieaufwändig! Das Erhitzen erfordert eine große Menge an Strom oder Dampf, und die Kosten sind nicht niedrig. Und während der Verdampfung können sich einige organische Stoffe im Konzentratwasser zersetzen und schädliche Gase erzeugen, die behandelt werden müssen, da sie sonst Luftverschmutzung verursachen. Es gibt jetzt auch verbesserte Verdampfungstechnologien, wie z. B. Mehrfacheffektverdampfung und mechanische Dampfkompression (MVR), mit denen im Vergleich zu herkömmlichen Verdampfungsmethoden viel Energie gespart werden kann. Die Investition in die Ausrüstung ist jedoch relativ hoch und muss je nach tatsächlicher Situation abgewogen werden.
Nach der Reduktion wird die Menge an Konzentratwasser reduziert, aber die Schadstoffe im Inneren sind immer noch vorhanden. Der nächste Schritt ist die "unschädliche" Behandlung, entweder durch Entfernung der Schadstoffe oder durch Umwandlung in harmlose Substanzen. Die am häufigsten verwendete Methode ist die "fortgeschrittene Oxidationstechnologie", die hauptsächlich zur Behandlung von organischen Stoffen in Konzentratwasser eingesetzt wird. Ihr Prinzip ist die Erzeugung von etwas, das als "Hydroxylradikale" bezeichnet wird, die besonders aktiv sind und organische Stoffe in Kohlendioxid und Wasser oder in kleinere Moleküle zerlegen können, die leichter zu handhaben sind. Zu den gängigen fortgeschrittenen Oxidationstechnologien gehören Ozonoxidation, Fenton-Oxidation, photokatalytische Oxidation usw. Bei der Fenton-Oxidation werden beispielsweise Eisensulfat und Wasserstoffperoxid zum Konzentratwasser gegeben, um unter sauren Bedingungen Hydroxylradikale zu erzeugen, die besonders wirksam bei der Behandlung von schwer abbaubaren organischen Verbindungen sind. Bei der Anwendung dieser Methode ist es jedoch erforderlich, die Dosierung der Chemikalien und die Reaktionsbedingungen zu kontrollieren, da sonst entweder die Behandlung nicht gründlich ist oder die Chemikalien verschwendet werden und auch Schlamm entsteht. Die anschließende Behandlung von Schlamm ist eine andere Angelegenheit.
Wenn die Konzentration von Schwermetallen im Konzentratwasser hoch ist, ist die "chemische Fällungsmethode" nützlich. Dabei werden dem Konzentratwasser chemische Mittel wie Kalk, Natriumhydroxid und Natriumsulfid zugesetzt, wodurch die Mittel mit Schwermetallionen reagieren und unlösliche Niederschläge bilden. Anschließend können die Niederschläge durch Ausfällung und Filtration abgetrennt werden, wodurch die Menge an Schwermetallen im Wasser reduziert wird. Bei der Behandlung von Konzentratwasser, das Chrom enthält, kann beispielsweise durch Zugabe von Natriumsulfid ein Chromsulfid-Niederschlag erzeugt werden, und bei der Behandlung von Konzentratwasser, das Blei enthält, kann durch Zugabe von Kalk ein Bleihydroxid-Niederschlag erzeugt werden. Diese Methode erzeugt jedoch viel Schlamm, der Schwermetalle enthält und als gefährlicher Abfall eingestuft wird. Er muss an qualifizierte Stellen zur Behandlung übergeben werden und darf nicht achtlos weggeworfen werden, da er sonst eine Sekundärverschmutzung verursacht.
Es gibt eine weitere Methode zur Behandlung von Schwermetallen, die "Adsorptionsmethode", bei der Materialien mit Adsorptionsfähigkeit, wie z. B. Aktivkohle, Zeolith, Ionenaustauscherharz, Nanomaterialien usw., verwendet werden, um Schwermetallionen aus dem Konzentratwasser auf der Oberfläche des Materials "zu absorbieren" und so das Ziel der Entfernung zu erreichen. Aktivkohle hat beispielsweise eine besonders große Oberfläche und eine starke Adsorptionsfähigkeit. Zusätzlich zur Adsorption von Schwermetallen kann sie auch einige organische Stoffe adsorbieren. Ionenaustauscherharz ist präziser und in der Lage, bestimmte Schwermetallionen selektiv zu adsorbieren, und kann nach der Sättigung regeneriert und wiederverwendet werden, was es wirtschaftlicher macht. Adsorptionsmaterialien haben jedoch eine bestimmte Adsorptionskapazität. Sobald sie vollständig adsorbiert sind, sind sie unbrauchbar und müssen regelmäßig ausgetauscht oder regeneriert werden. Wenn die Konzentration von Schwermetallen im Konzentratwasser zu hoch ist, sättigt sich das Adsorptionsmaterial schnell, und die Verarbeitungskosten steigen.
Zusätzlich zur Reduktion und Unschädlichkeit befürworten wir jetzt die "Ressourcennutzung", d. h. die Gewinnung nützlicher Stoffe aus Konzentratwasser und die Umwandlung von Abfall in Schätze. Gibt es beispielsweise nicht viel Salz im Konzentratwasser? Salz kann mit Membrantrennung oder Verdampfungskristallisationsmethoden gewonnen werden, um Industriesalz herzustellen. Durch die Verdampfungskristallisationsmethode wird beispielsweise Konzentratwasser erhitzt und verdampft, um Salz zu kristallisieren, und dann gereinigt, um Natriumchlorid und Kaliumchlorid in Industriequalität zu erhalten, die in Industrien wie der Chemie- und Baustoffindustrie verwendet werden können. Bei der Salzgewinnung ist jedoch sicherzustellen, dass sich keine toxischen oder schädlichen Stoffe im Konzentratwasser befinden, da sonst das gewonnene Salz nicht verwendet werden kann. Darüber hinaus erfordert der Reinigungsprozess auch Technologie, um Verunreinigungen aus dem Salz zu entfernen, was nicht kostengünstig ist. Langfristig kann es jedoch Umweltprobleme lösen und Ressourcen zurückgewinnen, was es sehr kosteneffektiv macht.
Außerdem kann das behandelte Wasser wiederverwendet werden, wenn es die entsprechenden Standards erfüllt. So kann das behandelte Wasser beispielsweise zum Gießen von Pflanzen, zum Bepflanzen von Gras, zum Besprühen von Straßenoberflächen oder als Ergänzungswasser für industrielles Kreislaufwasser, wie z. B. Kühlwasser für Stahlwerke und Kraftwerke, verwendet werden. Auf diese Weise wird nicht nur die Menge an Frischwasser reduziert, sondern auch die Menge an Abwasser, das abgeleitet wird, wodurch zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen werden. Vor der Wiederverwendung muss die Wasserqualität jedoch entsprechend der beabsichtigten Verwendung getestet werden, um die Einhaltung der Anforderungen sicherzustellen. Bei der Verwendung als Kühlwasser müssen beispielsweise die Härte und die Chloridionenkonzentration des Wassers kontrolliert werden, um Korrosion oder Ablagerungen in der Anlage zu verhindern.
Abschließend, um mit allen zusammenzufassen: Es gibt keine Einheitslösung für die Behandlung von Umkehrosmose-Konzentratwasser. Es ist notwendig, mehrere Behandlungstechnologien auf der Grundlage der Wasserqualität, der Menge, der Behandlungsziele und des Kostenbudgets des Konzentratwassers zu kombinieren, was als "Kombinationsverfahren" bezeichnet wird. Beispielsweise zunächst eine Vorbehandlung zur Entfernung einiger Verunreinigungen, dann Umkehrosmose zur Konzentration und Reduzierung, dann fortgeschrittene Oxidationstechnologie zur Entfernung organischer Stoffe, chemische Fällung zur Entfernung von Schwermetallen und schließlich die Wiederverwendung des behandelten Wassers zur Salzgewinnung zur Ressourcennutzung. Und bei der Handhabung sollte auch auf Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung geachtet werden, um die Sekundärverschmutzung zu reduzieren, um sowohl umweltfreundlich als auch wirtschaftlich zu sein.
Heutzutage werden die Umweltschutzanforderungen immer strenger, und die Behandlung von Umkehrosmose-Konzentratwasser erhält ebenfalls immer mehr Aufmerksamkeit. Wir glauben, dass in Zukunft effizientere und wirtschaftlichere Behandlungstechnologien entstehen werden, die es ermöglichen, dass Konzentratwasser wirklich von "Abwasser" zu einer "Ressource" wird.
