Tagraíonn an "cruas" in uisce salainn ard go príomha do chatuithe scálaithe amhail cailciam (Ca²⁺), maignéisiam (Mg²⁺), strointiam (Sr²⁺), agus bairiam (Ba²⁺). Mura mbaintear iad roimh an gcóireáil, cruthóidh na caitiúcháin seo sraitheanna de scála crua ar nós sulfáit chailciam, carbónáit chailciam, agus sileacáit mhaignéisiam le linn an phróisis ard-tiúchana ina dhiaidh sin. Is féidir leo seo pores membrane a chlog, damáiste a dhéanamh do eilimintí membrane, nó cloí le feadáin malartaithe teasa an evaporator, ag laghdú go mór éifeachtúlacht aistrithe teasa agus ag méadú minicíocht glanadh agus costais oibriúcháin.
Seo a leanas roinnt próiseas maolaithe réamhchóireála agus baint cruais a úsáidtear go coitianta agus atá thar a bheith éifeachtach:
1. Softening Cheimiceach Frasaíocht
Is é seo an próiseas is clasaiceach agus a úsáidtear go forleathan. Is é a chroíphrionsabal ceimiceáin a chur leis chun hiain chruas a thiontú ina deascán le tuaslagthacht an-íseal, a scartar ansin le dríodrú nó le scagachán.
a) Aoil-Próiseas Fuinseog Shóid: Is é seo an modh roghnaithe chun fuíolluisce ard-chruas a chóireáil, go háirithe nuair a bhíonn cruas cailciam ard agus cruas maignéisiam íseal.
Próiseas dhá chéim atá san imoibriú:
Baint calcúcháin: Ar dtús, cuirtear aol (Ca(OH) ₂) leis chun décharbónáit chailciam san uisce a thiontú ina deascán carbónáit chailciam. Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O
Cruas neamh-carbónáit: Ansin, cuirtear fuinseog sóide (Na₂CO₃) leis chun imoibriú le cruas neamh-chailciam agus maignéisiam san uisce.
CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄
MgSO₄ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + CaSO₄ (imoibríonn an CaSO₄ mar thoradh air sin le fuinseog sóide).
Gnéithe: Is é an pH is fearr le haghaidh díchailiú aoil ná 9.5-10.5 go ginearálta; le haghaidh deireadh a chur le maignéisiam chun cinn, is gá an pH a ardú go 10.5-11.0 nó níos airde fós, toisc go n-éilíonn deascadh hiodrocsaíd mhaignéisiam alcaileacht níos airde. Go teoiriciúil, is féidir tiúchan cailciam a laghdú go 30-40 mg/L (arna thomhas mar CaCO₃) agus tiúchan maignéisiam faoi bhun 10 mg/L.
Buntáistí: Costas imoibrí íseal (tá fuinseog aoil agus sóid saor), teicneolaíocht aibí, agus cumas ardchóireála.
Míbhuntáistí: Gineann méid mór sloda ceimiceach (thart ar 1-3% den toirt uisce cóireáilte), a éilíonn aonaid dí-uiscithe sloda breise; méadaítear líon iomlán na solad tuaslagtha (TDS) san uisce má ardaítear an pH.
b) Hiodrocsaíd sóidiam-modh fuinseog sóid: Úsáideann an modh seo sóid loiscneach leachta (NaOH) in ionad aoil agus tá sé oiriúnach le haghaidh feidhmeanna a bhfuil cruas ard maignéisiam acu nó nuair nach bhfuil sé inmhianaithe iain chailciam breise a thabhairt isteach.
Prionsabal:
Mg²⁺ + 2NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2Na⁺
Ca²⁺ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2Na⁺
Gnéithe: I gcomparáid leis an modh aoil, tá an méid sloda a tháirgtear thart ar 30-50% níos lú. Toisc nach dtugtar aon iain chailciam isteach, tá an sloda comhdhéanta go príomha de Mg(OH) ₂ agus CaCO₃, rud a fhágann sloda níos glaine.
Costas: Tá costas NaOH i bhfad níos airde ná costas aoil, agus bíonn costais oibriúcháin níos airde mar thoradh air. Úsáidtear an modh seo go coitianta le haghaidh toirteanna beaga agus meánacha uisce nó áit a bhfuil ardcháilíocht sloda ríthábhachtach.
Oibríocht: Níl an trealamh meilt agus ullmhúcháin atá ag teastáil le haghaidh córais dosála aoil ag teastáil, rud a fhágann go mbeidh timpeallacht oibriúcháin níos glaine ann.
c) Co-fascadh (Cabhracha Téachta a Chur leis)
Chun éifeachtúlacht deascadh agus cáilíocht eisiltigh a fheabhsú, is gnách go gcuirtear méid beag flocculant (amhail PAM) agus cúnamh théachtach (cosúil le clóiríd ferric FeCl₃) le linn an phróisis deascadh ceimiceach. Is féidir leis seo moirtiúlacht eisilteach a laghdú go dtí faoi bhun 10 NTU, ag laghdú an ualaigh ar aonaid scagacháin ina dhiaidh sin.
2. Modh Malartaithe ian
Cé go bhfuil deascadh ceimiceach éifeachtach ó thaobh costais, d'fhéadfadh cruas iarmharach a chuid eisilteach a bheith ró-ard fós do chórais íogair membrane mar osmosis droim ar ais (RO). Is féidir malartú ian a úsáid mar phróiseas snasta chun cruas domhain a bhaint.
Ag baint úsáide as roisíní láidre malartaithe cataithe aigéid, cuirtear iain sóidiam (Na⁺) in ionad iain chailciam agus mhaignéisiam san uisce.
2R-Na + Ca²⁺ → R₂-Ca + 2Na⁺
Gnéithe: Cáilíocht eisilteach den scoth, le cruas iarmharach rialaithe go cobhsaí ag<1 mg/L (as CaCO₃), perfectly meeting the feed water requirements of RO membranes (generally <1-2 mg/L). After the resin reaches saturation, it needs to be regenerated with a 5-10% NaCl solution (brine), which produces high-hardness waste brine.
Cás Iarratais: Go ginearálta ní úsáidtear nana-scagadh ach amháin chun fuíolluisce ard-salandachta a mhaolú go príomha toisc go bhfuil ard-salandacht (TDS ard) an amhuisce in iomaíocht le hiain chruas do shuímh malartaithe ar an roisín, rud a fhágann go bhfuil titim ghéar ar acmhainn roisín, athghiniúint go minic, agus droch-éifeachtúlacht eacnamaíoch. Tá sé níos oiriúnaí do mhaolú domhain tánaisteach tar éis réamhchóireáil deascadh ceimiceach.
3. Nanofilration membrane
Is teicneolaíocht membrane é nanofiltration idir osmosis droim ar ais agus ultrafiltration. Tugann a luchtú uathúil agus a éifeachtaí criathar buntáistí ar leith dó sa réimse bogtha.
Nanofiltration membranes have a high rejection rate (>95-98%) maidir le hiain défhiúsacha (amhail Ca⁺, Mg⁺, agus SO₄²⁻), agus tá an ráta diúltaithe d’ian aonfhiúsacha (amhail Na⁺ agus Cl⁻) níos ísle (20-80%).
Gnéithe: Is féidir leis an ráta a bhaint teoiriciúil le haghaidh sulfáit chailciam (CaSO₄) 99.8% a bhaint amach, rud a chosc go héifeachtach foirmiú scála sulfáit. Is gnách go mbíonn an brú oibriúcháin 5-15 barra, i bhfad níos ísle ná sin na seicní RO, rud a fhágann go bhfuil tomhaltas fuinnimh sách íseal.
Buntáistí: Próiseas fisiceach, níl aon imoibrithe ag teastáil, ní ghintear sloda ceimiceach; is féidir roinnt ábhar orgánach agus dath a bhaint ag an am céanna.
Míbhuntáistí: Ní mór a bheith bunaithe ar réamhchóireáil mhaith (cosúil le ultrafiltration (UF)) chun salachar membrane a chosc; táirgeann sé tuaslagán tiubhaithe (uisce tor) le cruas níos airde, a éilíonn cóireáil ina dhiaidh sin; agus tá costais infheistíochta arda aige.
Feidhmchláir: Go háirithe oiriúnach chun-chóireáil a dhéanamh ar uisce ard salandachta le hard cruas sulfáit agus ard-ábhar orgánach.
4. Micreascagadh Tubular (TMF)
Úsáideann sé imoibriú ceimiceach deascadh (amhail an próiseas sóid aoil) chun iain chruas a thiontú ina deascáin dothuaslagtha (amhail CaCO₃ agus Mg(OH)₂). Mar sin féin, ní bhraitheann an chéim dheighilte sloda uisce ina dhiaidh sin ar shocrú domhantarraingthe, ach cuirtear i gcrích í trí scagachán ardéifeachtúlachta an scannáin mhicrea-scagtha feadánacha.
Aonad Imoibrithe Ceimiceach: Déantar fuíolluisce a mheascadh go críochnúil agus a imoibriú le hoibreáin mhaolú (cosúil le aol, fuinseog sóide, agus NaOH) in umar imoibrithe nó imoibreoir, ag foirmiú miocrón- nó fiú nanaiméadar{-cáithníní deascáin meánmhéide.
Aonad Scartha na Scannán: Téann an t-eisilteach frithghníomhaithe saibhre deascaidh isteach go díreach sa chóras feadánach membrane micrea-scagacháin. Ceadaíonn na micropores (go hiondúil 0.1-0.2 μm) sa bhalla membrane ach uisce agus salainn tuaslagtha chun pas a fháil, agus iad ag idircheapadh go hiomlán ar gach cáithnín deasctha, ábhar ar fionraí, colloids, agus an chuid is mó de na baictéir agus na víris, ag baint amach scaradh láithreach agus éifeachtach uisce láibeach.
Modúl membrane: Is éard atá ann seicní feadánacha iomadúla comhthreomhara, de ghnáth 5-12 mm ar trastomhas, le tacaíocht inmheánach agus ciseal scagaire ar an dromchla. Soláthraíonn an dearadh trastomhas mór seo friotaíocht eisceachtúil ar éilliú agus ar chaitheamh.
Caidéal Cúrsaíochta: Soláthraíonn sé treoluas tras-sreafa trasna an scannáin (3-4.5 m/s de ghnáth). Déanann an ráta ard sreafa seo dromchla an scannáin a shruthlú go bríomhar, rud a chuireann cosc ar shalú agus clogáil go héifeachtach.
Modh Oibriúcháin: Úsáidtear córas scagacháin a scaiptear, agus an tiúchan ag athfhillteacht go leanúnach ar ais isteach san imoibreoir chun tiúchan ard solaid a choinneáil (suas le 1-3%). Scaiptear tréscaoilteacht (uisce táirge) go leanúnach. Nuair a shroicheann an tiúchan sloda san imoibreoir leibhéal áirithe (m.sh., 2.5-3%), déantar cuid den sloda tiubhaithe a urscaoileadh go huathoibríoch.
Buntáistí: Cáilíocht eisilteach den scoth agus cobhsaí, le moirtiúlacht íseal go seasta<0.2 NTU and an SDI15 value of <3 (typically <1).
Tiúchan ard sloda le toirt íosta: Scaoileann an córas TMF sloda ag tiúchan 2.5% -3.5% (de réir meáchain). Laghdaíonn an laghdú seo ar mhéid sloda os cionn 60% go suntasach ualach agus costas na n-aonad dí-uiscithe sloda ina dhiaidh sin (eg, tomhaltas ceimiceach agus cumhachta le haghaidh lártheifneoirí agus cófraí scagaire pláta agus fráma).
Cuireann an lorg dlúth agus an dearadh modúlach deireadh leis an ngá atá le humair dríodraithe toirtiúla agus scagairí ilmheán, agus mar thoradh air sin tá córas an-chomhtháite ar féidir leis an lorg a laghdú 50%-70%.
Míbhuntáistí: Teastaíonn caidéal imshruthaithe chun tras-treoluas sreafa a sholáthar, rud a fhágann go bhfuil tomhaltas sách ard cumhachta sa chóras (cé go ndéantar é seo a fhritháireamh go páirteach ag costais chóireála sloda laghdaithe). Éilíonn eilimintí membrane glanadh ceimiceach rialta (CIP), de ghnáth le nigh aigéad (eg, aigéad citreach) chun scála neamhorgánach a bhaint agus nigh alcaileach (m.sh., NaOH) chun ábhar salaithe orgánacha a bhaint. Is féidir le seicní feadánacha d'ardchaighdeán, nuair a dhéantar cothabháil cheart orthu, a mhaireann 5-7 mbliana.
