Küresel su arıtma talebindeki büyümenin devam etmesiyle, ters ozmoz (RO) membranları deniz suyu tuzdan arındırma ve endüstriyel atık su arıtmasında yeri doldurulamaz bir rol oynamaktadır. Bununla birlikte, hizmet ömrü arttıkça, membran kirlenmesi ve kimyasal temizlik performans düşüşüne yol açarak, çevreye ve kaynakların geri kazanımında önemli zorluklar yaratan büyük miktarda atık RO membranlarına neden olur. 2025 yılına kadar atılan 8- inç RO membran elemanlarının 2 milyonu aşacağı küresel sayısının. Yeniden kullanımlarını sağlamak için, atık RO membranları, dört ana yaklaşıma sınıflandırılabilen oksidatif rejenerasyon teknolojileri kullanılarak tedavi edilebilir.
1. doğrudan oksidasyon
Atık RO membranları, poliamid (PA) seçici tabakasının bozulduğu ve nanofiltrasyon (NF) veya ultrafiltrasyon (UF) membranlarına dönüştürüldüğü bir oksitleyici çözeltiye doğrudan daldırılır.
Yaygın oksitleyici ajanlar: sodyum hipoklorit (naklo), potasyum permanganat (kmno₄), hidrojen peroksit (H₂O₂).
Temel Bulgular:
NaClO achieves efficient degradation through amide bond cleavage under alkaline conditions (pH>10) ve oksidasyon yoğunluğu (ppm · h) tedavi süresi ile pozitif korelasyon gösterir.
KMNO₄ asidik koşullar altında daha iyi oksidasyon performansı gösterir, ancak reaksiyon mekanizması daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyar.
H₂o₂, PA katmanına saldıran ve demir iyon katalizini gerektiren serbest radikaller (OH ·) üretmek için Fenton reaksiyonuna dayanır.
2. PRETREDMENT + oksidasyon
Membran yüzey kirleticilerini (örn., Organikler, kolloidler, inorganik ölçeklendirme) ele almak için, oksidasyon tedavisinden önce membran performansını geri kazanmak için asit-baz temizliği veya çözücü ön takımı kullanılır.
Asit-baz temizliği: AL³⁺ ve SI gibi kirleticileri giderir ve oksidasyon sırasında aşırı ayrılmayı önler.
Önceden yapım: etanol veya izopropanolde ıslanmak, kurutma nedeniyle çöken membran gözeneklerinin geri kazanılmasına yardımcı olur, sonraki oksidasyon verimliliğini arttırır.
3. sinerjik oksidasyon
Oksidasyon verimliliğini arttırmak için fiziksel veya kimyasal yöntemlerin birleştirilmesi:
Ultrason destekli: KMNO₄ ile birlikte 40 kHz ultrason, tedavi süresini 165 saatten 15 dakikaya düşürebilir ve akıda on kat artış olabilir.
Metal iyonu kataliz: Ca²⁺, Fe²⁺, vb. Naklo'nun oksidasyon reaksiyonunu hızlandırabilir ve gerekli oksidasyon yoğunluğunu düşürebilir.
Foto-fenton işlemi: UV ışığı Naclo ile birleştirildiğinde, serbest radikal saldırı yoluyla PA katmanını hızla bozar.
4. Oksidasyon + tedavi sonrası
Oksidasyondan sonra, seçici katmanın modifikasyonu veya yeniden yapılandırılması yoluyla performans daha da geliştirilebilir:
Yüzey kaplaması: Tanik asit (TA) ve Seri gibi hidrofilik malzemeler, PA tabakasını onarmak için kullanılır ve anttifouling özelliklerini arttırır.
Arayüzey polimerizasyonu: Performans yükseltmeleri elde etmek için bozulmuş substrat üzerindeki NF veya UF seçici katmanların yeniden yapılandırılması.
Pratik uygulamalar
İçme Suyu Tedavisi: Naclo oksidasyonu ile rejenere edilen ultrafiltrasyon membranları, uzak bölgelerde su kaynağına, atık su toplantısı içme suyu standartları ile uygulanmıştır.
Düzenli depolama sızıntısı tedavisi: Rejenere edilmiş membranlar, 27- aylık pilot çalışma sırasında stabil akı ve düşük basınçlı operasyon göstermiştir.
Endüstriyel atık su yeniden kullanımı: Oksidatif olarak rejenere NF membranları% 96 boya reddetme oranına ulaşır ve tuz ayırma verimliliğini önemli ölçüde artırır.
Pratik uygulamalarda önemli ilerleme kaydedilmiş olsa da, karmaşık süreçler ve ilk kirlilik türlerinin rejenere membran performansı üzerindeki önemli etkisi gibi teknik darboğazlar devam etmektedir.
Atık RO membranlarının oksidatif geri dönüşümü sadece su kaynağı geri dönüşümünü sağlamakla kalmaz, aynı zamanda su arıtma endüstrisinin yeşil geçişi için yeni fikirler sunar. Oksidasyon teknolojisinin sürekli iyileştirilmesi ve akıllı çözümlerin dahil edilmesi ile sürdürülebilir kalkınmayı daha da yönlendirmeye yardımcı olmaktadır.
