يزيل نظام المعالجة بتفريغ سائل صفري (ZLD) لمياه صرف تصنيع GaN الغاليوم والأمونيا والفلوريد وCOD من مياه الصرف الخارجة من المصنع، ويُعيد المياه لإعادة الاستخدام. يجمع الخط الهجين بين الترسيب الكيميائي والأغشية والتبادل الأيوني. تتراوح التكاليف الرأسمالية بين 1.2 و3.5 مليون دولار لمحطات قدرتها بين 50 و200 م³/ساعة.
نظام المعالجة بتفريغ سائل صفري (ZLD) لمياه صرف تصنيع GaN: متطلبات المشروع
يتكون نظام المعالجة بتفريغ سائل صفري (ZLD) لمياه صرف تصنيع GaN من خط من خمس مراحل: المعادلة، والترسيب الكيميائي، والترشيح الغشائي، والتبادل الأيوني، والتبخير أو التبلور. يخفض النظام تركيز الغاليوم من 50–500 ملغ/لتر، والنيتروجين الأمونياكي من 100–1,000 ملغ/لتر، والفلوريد من 50–300 ملغ/لتر إلى مياه صالحة لإعادة الاستخدام، مع استرداد 99.8% من الغاليوم.
نيتريد الغاليوم (GaN) شبه موصل ثنائي من المجموعة III/V ذو فجوة نطاق مباشرة، يُستخدم على نطاق واسع في الصمامات الثنائية الباعثة للضوء الأزرق، كما تعمل ترانزستورات GaN حاليًا في وحدات إمداد الطاقة ومضخمات التردد الراديوي وشواحن المركبات. تضيف كل أداة ترسيب بخاري كيميائي معدني (MOCVD) وحفر في سلسلة التصنيع هذه الغاليوم والأمونيا والفلوريد إلى مياه الصرف. وفقًا لما ورد في مقالة الغاليوم على ويكيبيديا، تهيمن تطبيقات أشباه الموصلات على الطلب التجاري على الغاليوم بنسبة 98% من الإجمالي، ولهذا يحمل المعدن الخارج مع مياه الصرف قيمة إعادة بيع حقيقية.
تحمل مياه الصرف الخارجة من المصانع في مجموعة البيانات وراء هذا الدليل تركيزات قدرها 50–500 ملغ/لتر من Ga، و100–1,000 ملغ/لتر من NH₄-N، و50–300 ملغ/لتر من F⁻، و200–2,000 ملغ/لتر من COD. تفوق هذه النطاقات بكثير مواصفات المياه المعالجة الداخلية البالغة أقل من 0.05 ملغ/لتر من Ga وأقل من 5 ملغ/لتر من NH₄-N. يُكوِّن الغاليوم في المياه الغنية بالأمونيا المعقد [Ga(NH₃)₆]³⁺، وهو معقد لا يترسب بتعديل عَرَضي في pH. لم ينجح مصنع GaN في سوتشو عام 2025 في خفض التركيز من 12 ملغ/لتر إلى 0.3 ملغ/لتر إلا بعد تطبيق خط هجين، لا بمروِّق واحد.
يتسبب الفلوريد بتركيز 50–300 ملغ/لتر من F⁻ في تآكل أغشية البوليمر، كما يؤدي ارتفاع المواد الصلبة الذائبة الكلية (TDS) إلى تلوث أغشية التناضح العكسي (RO) قبل بلوغ مواصفات الغاليوم بكثير. لا تكفي وحدة UF أو RO منفردة لمعالجة هذا الخليط. يتمثل النهج العملي في تصميم عملية هجينة لمعالجة مياه صرف صناعة أشباه الموصلات مع الترسيب قبل الأغشية. تشغِّل معظم المحطات التي نحدد حجمها لهذا التيار المعالجة المبدئية بشكل أشد مما تفترض ضمانات الأغشية.
القطع والتقطيع بمناشير الألماس أو الملاط تيار صرف خاص بإنتاج الرقاقات (wafer)، لا بمزيج الحفر الوارد أعلاه. ترد تفاصيل ملوثات هذا التيار في صفحة محتويات مياه صرف تقطيع رقاقات GaN. يجب إبعاد مبرد المنشار عن هذا التوازن وإلا تعرضت الراتنجات لمواد صلبة لم يُصمم حجمها لاستقبالها.
تسلسل الترسيب الكيميائي والتبادل الأيوني لمعالجة مياه صرف الغاليوم
يقسم الترسيب الكيميائي والتبادل الأيوني إزالة الغاليوم في هذه المياه إلى خفض إجمالي وتنقية انتقائية. المراحل الخمس هي: المعادلة، والترسيب الكيميائي، والترشيح الغشائي، والتبادل الأيوني، والتبخير أو التبلور. يؤدي حذف أي مرحلة إلى انهيار ادعاء استرداد 99.8% أمام مياه الشطف الفعلية. تفشل معظم المحطات التي نشغلها أولًا في استقرار pH، لا في نوعية الراتنج.
المرحلة 1: المعادلة
تُحدَّد المعادلة بزمن احتجاز هيدروليكي (HRT) بين 2 و4 ساعات وقيمة pH بين 6 و8. تحتاج الخزانات إلى بطانة إيبوكسي أو ألياف زجاجية (FRP) لأن المياه الداخلة حمضية وغنية بالفلوريد. تعمل معظم المحطات التي نحدد حجمها عند 50–200 م³/ساعة قرب ساعتين عندما يكون المصنع قد مزج الأدوات بالفعل في حوض التجميع.
المرحلة 2: الترسيب الكيميائي
\pتتم الإزالة الإجمالية عند pH بين 9 و10 باستخدام NaOH، وتبلغ نحو 95% من إزالة الغاليوم من مياه داخلة بتركيز 50–100 ملغ/لتر. يبني كل من PAC بتركيز 10–50 ملغ/لتر وPAM بتركيز 1–5 ملغ/لتر الندف. يجب أن يُدار التحكم في الجرعات عبر نظام حقن كيميائي متحكم به بواسطة PLC لضبط pH وترسيب مياه صرف GaN.
المرحلة 3: الترشيح الغشائي
يأتي الترشيح الغشائي في خطوتين بعد المروِّق. يحقق الترشيح الفائق (UF) بحجم مسام 0.1 ميكرومتر إزالة 99% من المواد الصلبة العالقة (TSS). يحقق الترشيح النانوي (NF) بحجم مسام 0.001–0.01 ميكرومتر، أو التناضح العكسي (RO) بحجم مسام أقل من 0.001 ميكرومتر، إزالة 90% من COD ويُغذِّي الراتنج. تتوضع أنظمة RO صناعية لتلميع مياه صرف GaN وإعادة استخدامها في هذه الخطوة الثانية.
المرحلة 4: التبادل الأيوني
يُمثِّل التبادل الأيوني خطوة التلميع لإزالة الغاليوم، ويتطلب التصميم إزالة 99.8% من Ga وصولًا إلى أقل من 0.1 ملغ/لتر. يُعد الراتنج المخلب هو الخيار الافتراضي، مع التجديد كل 12–24 ساعة بحسب تغير الحمل. فوق pH 9، يكون الشكل الذائب هو أنيون الغاليوم Ga(OH)₄⁻، لذا يمكن استخدام راتنج ذي قاعدة ضعيفة. تحت pH 7، تستدعي معقدات الفلوريد مثل GaF₃ استخدام راتنج مختلف، ولهذا يجب استقرار pH قبل هذا العمود.
المرحلة 5: التبخير والتبلور
يُحوِّل التبخير والتبلور رجيع RO ومحلول تجديد التبادل الأيوني إلى مادة صلبة. يستخدم مبخر إعادة ضغط البخار الميكانيكي (MVR) أو المبخر متعدد التأثيرات لاسترداد 95% أو أكثر من المياه. تخرج كعكة الملح للتخلص منها أو إلى مصفاة غاليوم، لا إلى شبكة الصرف. تنفق معظم المحطات التي نحدد حجمها لهذه الخطوة الأخيرة حصة الطاقة الأكبر، نحو 30% من تكاليف التشغيل، هنا وليس في الأغشية.
التفريغ السائل الصفري (ZLD)، بالمفهوم الصناعي العام، تصنيف لعمليات معالجة المياه يهدف إلى تقليل مياه الصرف بكفاءة وإنتاج مياه نظيفة صالحة لإعادة الاستخدام (ويكيبيديا، Zero liquid discharge). هذا هو بند ميزانية الطاقة الذي يجب التحقق منه عندما تبدو مناقصة ZLD منخفضة التكلفة.
يُقدِّم جدول التصميم أدناه المواصفة الداخلية لنطاقات المياه الداخلة وأهداف المياه المعالجة وكفاءة الإزالة.
| المؤشر | المياه الداخلة النموذجية (ملغ/لتر) | هدف المياه المعالجة (ملغ/لتر) | كفاءة الإزالة (%) |
|---|---|---|---|
| الغاليوم (Ga) | 50–500 | <0.05 | >99.9 |
| النيتروجين الأمونياكي (NH₄-N) | 100–1,000 | <5 | >99.5 |
| الفلوريد (F⁻) | 50–300 | <5 | >98 |
| الطلب الكيميائي للأكسجين (COD) | 200–2,000 | <30 | >98.5 |
| إجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS) | 50–200 | <1 | >99.5 |
| إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) | 1,000–5,000 | <50 (بعد RO) | >99 |
عملية ZLD لإزالة الأمونيا والفلوريد
تستخدم إزالة الأمونيا والفلوريد في هذه العملية المراحل الخمس نفسها، لكن الأيونين لا يُزالان في الوحدة نفسها. يحدد جدول التصميم خفض NH₄-N من 100–1,000 ملغ/لتر إلى أقل من 5 ملغ/لتر (أكثر من 99.5%) وخفض F⁻ من 50–300 ملغ/لتر إلى أقل من 5 ملغ/لتر (أكثر من 98%). تُعد الأمونيا الأيون الأكثر احتمالًا للتسرب من المبخر، لأن NH₃ ينتقل مع البخار في MVR، وبالتالي قد يفشل المُقطَّر في بلوغ أقل من 5 ملغ/لتر من NH₄-N حتى مع نظافة مياه الرجيع ظاهريًّا. تطلب معظم المحطات التي نحدد حجمها عند 100–1,000 ملغ/لتر من NH₄-N عينة من المُكثَّف قبل قبول كفاءة الجدول البالغة أكثر من 99.5%.
تمثل إزالة الفلوريد إلى أقل من 5 ملغ/لتر من F⁻ مشكلة مواد بقدر ما هي مشكلة تصريح. يُعد الترشيح الفائق (UF) بمادة PVDF وبحجم مسام 0.1 ميكرومتر الغشاء المحدد لمقاومة الفلوريد، يليه التناضح العكسي (RO) ببولياميد بنسبة رفض 99% للمواد الصلبة الذائبة. يظل الفلوريد المرتفع يُقصِّر عمر الغشاء إذا حُذفت خطوة الترسيب. يُقدَّر استهلاك NaOH لضبط pH بين 5 و20 ملغ/لتر إضافة إلى PAC بتركيز 10–50 ملغ/لتر وPAM بتركيز 1–5 ملغ/لتر.
استرداد الغاليوم من مياه صرف صناعة أشباه الموصلات
استرداد 99.8% من الغاليوم من مياه صرف صناعة أشباه الموصلات توازن كتلي من خطوتين، لا ادعاء من كُتيب راتنج واحد. يُعد الترسيب الخفض الإجمالي الأقل تكلفة، بنحو 95% عندما يكون تركيز الغاليوم الداخل أعلى من 50 ملغ/لتر، وتكون انتقائيته ضعيفة. يتطلب التبادل الأيوني رأس مال أعلى ويستخدمه التصميم لرفع إزالة الغاليوم المتبقي إلى ما بعد 99.8% في مُركَّز أنقى. في المياه القلوية عند pH أعلى من 9 يكون الأيون المستهدف هو Ga(OH)₄⁻؛ وفي المياه الحمضية الفلورية عند pH أقل من 7 يكون GaF₃.
يحدد اختيار الراتنج ما إذا كانت نسبة 99.8% حقيقية. تُعد راتنجات حمض الإيمينودياسيتيك المخلبية الخيار الانتقائي الافتراضي في مصفوفة معدنية مختلطة. يُعد Amberlite IRA-67، وهو مبادل أنيون ذي قاعدة ضعيفة، الخيار المحدد لأيون الغاليوم عند pH مرتفع. يتم التجديد بـ NaOH بتركيز 2–4% وزمن تلامس 30–60 دقيقة.
تُظهر ملاحظات مختبر HydropureWater على هذا المخطط الانسيابي أن استخلاص الراتنج يبلغ نحو 95% وأن نقاء المُركَّز يصل إلى 99.8% بعد معالجة لاحقة. استرد مصنع GaN عام 2025 نحو 12 كغ/شهر من الغاليوم بنسبة نقاء 99.8% وعوَّض 30% من التكاليف الرأسمالية خلال 18 شهرًا. يحافظ نظام الحقن الكيميائي الأوتوماتيكي على قوة المحلول المجدد وpH في هذه الدورة. تفقد معظم المحطات التي نراجعها رقم 12 كغ/شهر عندما ينحرف زمن التجديد خارج نطاق 30–60 دقيقة.
تستند حالة إعادة البيع وراء هذا التعويض إلى جانب العرض أيضًا. وفقًا لمقالة الغاليوم على ويكيبيديا، بلغ الإنتاج العالمي الأولي نحو 450 طنًّا/عام بحلول عام 2024، وأنتجت الصين في عام 2024 ما نسبته 98% من غاليوم العالم منخفض النقاء. يُغطي المصنع الذي يسترد غاليومه الخاص مخاطر الأسعار وضوابط التصدير معًا، لا مجرد تقليص فاتورة الحمأة.
اعتبر أن نسبة 99.8% ونسبة الجدول البالغة أكثر من 99.9% ادعاءان مختلفان. هدف الجدول هو أقل من 0.05 ملغ/لتر من Ga من نطاق 50–500 ملغ/لتر، وهي إزالة تتجاوز 99.9% في الحد الأعلى من النطاق. أما نسبة 99.8% فهي الاسترداد في مُركَّز قابل للبيع، لا الرقم المتجه إلى الصرف. تخلط معظم المحطات التي نراجعها بين الرقمين في نموذج المناقصة.
تكلفة محطة معالجة مياه صرف مصنع GaN
تتراوح تكلفة محطة معالجة مياه صرف مصنع GaN الواردة في هذا الملف بين 800 ألف و1.5 مليون دولار كتكاليف رأسمالية عند 50 م³/ساعة وبين 2 و3.5 مليون دولار عند 200 م³/ساعة. يغطي العرض الأشمل البالغ 1.2–3.5 مليون دولار أي تدفق ضمن نطاق 50–200 م³/ساعة. تبلغ تكاليف التشغيل بين 0.50 و1.20 دولار/م³. تستحوذ المواد الكيميائية على نحو 40% والطاقة على 30% والعمالة على 20% والصيانة على 10%.
يبلغ حجم خزان المعادلة 1.5–2.0 مرة متوسط التدفق اليومي، وتتبع مساحة الأغشية تدفقًا قدره 0.5–1.0 م³/ساعة/م². عندما يقترب COD من الحد الأعلى 2,000 ملغ/لتر، تُضيف المحطات أنظمة المفاعل الحيوي الغشائي (MBR) لمعالجة مياه صرف أشباه الموصلات بنسبة إزالة TSS قدرها 99.9% قبل الترسيب. يُعد الترشيح الفائق (UF) بمادة PVDF وبحجم 0.1 ميكرومتر والتناضح العكسي (RO) ببولياميد بنسبة رفض 99% الزوج الغشائي المستخدم عند 50–200 م³/ساعة. تُعد أنظمة RO صناعية نواة استرداد المياه ضمن هذا الزوج.
تتمحور معايير اختيار الموردين لهذا الغرض حول أربعة فحوصات: تركيبات سابقة متخصصة في GaN، وسجل امتثال لتقنية ZLD، ونسبة مكتوبة لاسترداد الغاليوم، وخدمة ميدانية قادرة على الحضور إلى الموقع. لا تُعد نسبة استرداد دون اختبار تجريبي على المصفوفة الفعلية معيارًا يمكنك تجاوزه. اطلب سعة الراتنج عند فلوريد وأمونيا الموقع الفعليين، لا في محلول نترات غاليوم نقي.
| فئة التكلفة | CAPEX (50 م³/ساعة) | CAPEX (200 م³/ساعة) | تفصيل OPEX |
|---|---|---|---|
| المعدات | 600 ألف–1.1 مليون دولار | 1.5–2.7 مليون دولار | المواد الكيميائية: 40% |
| التركيب والتشغيل التجريبي | 200–400 ألف دولار | 500–800 ألف دولار | الطاقة: 30% |
| إجمالي نطاق CAPEX | 800 ألف–1.5 مليون دولار | 2–3.5 مليون دولار | العمالة: 20% |
| متوسط OPEX لكل م³ | 0.50–1.20 دولار | 0.50–1.20 دولار | الصيانة: 10% |
الامتثال لمعايير GB 31573-2025 لتصريف مياه صرف صناعة أشباه الموصلات
تتطلب معالجة الصرف وفق معايير GB 31573-2025، كما ورد في مذكرة المشروع السابقة، حدودًا قدرها أقل من 0.5 ملغ/لتر من Ga، وأقل من 10 ملغ/لتر من NH₄-N، وأقل من 15 ملغ/لتر من F⁻، مع تاريخ سريان في يناير 2025 لمياه صرف تصنيع أشباه الموصلات والدوائر المتكاملة. يتمثل المقارن الأوروبي المرافق لأرقام الصين في BAT-AEL وفق توجيه الانبعاثات الصناعية الأوروبي بأقل من 1 ملغ/لتر من Ga وأقل من 10 ملغ/لتر من NH₄-N. يحمل الصف الأمريكي في المذكرة ذاتها أقل من 5 ملغ/لتر من Ga وأقل من 25 ملغ/لتر من NH₄-N كقيم معالجة مسبقة، مع فرض محطات المعالجة البلدية المحلية (POTWs) في أحيانٍ كثيرة حدودًا محلية أكثر صرامة تدفع ملوثات محددة نحو مستويات شبه ZLD. تأكد من مطابقة كل صف للتصريح الصادر فعليًّا لموقعك قبل السماح لأي منها بتحديد حجم المعدات.
ترد تفاصيل كيفية ترابط بنود التصاريح في معايير تصريف مياه صرف صناعة أشباه الموصلات 2025 واستراتيجيات الامتثال لتقنية ZLD. إلى جانب الملوثات المعتمدة، تظل المخاطر الناشئة مثل PFAS في مياه صرف GaN تستقطب اهتمامًا تنظيميًّا متزايدًا. تحتاج مركبات PFAS، التي تُستخدم أحيانًا في عمليات الحفر والتنظيف، إلى طرق كشف مثل LC-MS/MS وخيارات معالجة كالكربون المنشط الحبيبي بالامتزاز، أو راتنجات التبادل الأيوني، أو التناضح العكسي عالي الضغط لتحقيق إزالة وامتثال فعالين.
تظل ضوابط التشغيل عند تجاوز الحدود كما هي تحت كل جهة تنظيمية: المراقبة الفورية بمحلل Ga على الإنترنت لرصد التجاوزات فورًا، وخطوط معالجة مكررة للحفاظ على الامتثال أثناء الصيانة أو الأعطال، وعمليات تدقيق بيئية منتظمة من جهات خارجية للتحقق من الأداء مع تطور القواعد. تُسجل معظم المحطات التي ندعمها خزان المعادلة والمخرج في سجلين منفصلين حتى يمكن إرجاع التجاوز إلى أداة محددة، لا إلى وردية كاملة.
الفئة المستهدفة بهذه المواصفة
تستهدف هذه المواصفة مهندسي عمليات المصنع، ومقدِّري EPC، ومسؤولي EHS الذين يتعين عليهم اختيار خط ZLD لخط أجهزة GaN. وهي ملائمة للتيارات التي يهيمن عليها الغاليوم والأمونيا والفلوريد بالنطاقات الواردة أعلاه، عند 50–200 م³/ساعة. ولا تصلح لملاط تقطيع البلورات، ولا لشطف الطلاء الكهربائي، ولا لمشكلة SiC المتعلقة بالمواد الصلبة والفلوريد مع شبه انعدام للغاليوم. تتمثل الخطوة التالية في إعداد توازن كتلي لـ Ga وNH₄-N وF⁻ وCOD وTSS وTDS قبل تثبيت التكاليف الرأسمالية.
سبعة فحوصات قبل إصدار المناقصة:
- أخذ عينات من التيار المدمج لـ Ga وNH₄-N وF⁻ وCOD وTSS وTDS، لا من حمام واحد.
- إبعاد مبرد المنشار عن هذا التوازن.
- اختبار الترسيب تجريبيًّا عند pH 9–10 على مستوى الأمونيا الفعلي.
- التحقق من بوليمر UF ضد الفلوريد، مع البدء بـ PVDF عند 0.1 ميكرومتر.
- اشتراط توازن كتلي للغاليوم بـ كغ/شهر، لا الاكتفاء بادعاء نسبة 99.8%.
- مطابقة تصريح الموقع مع صفوف GB والاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة أعلاه، وعدم استيراد حد من جهة تنظيمية لا تحكم مخرج موقعك.
- تسعير بند طاقة المبخر، نحو 14.86 كيلوواط ساعة/م³ للضغط الميكانيكي للبخار، قبل قبول نطاق OPEX.
أرسل العينة المركبة لمدة سبعة أيام وصفحة التصريح مع طلب ورقة تحديد حجم ZLD لـ GaN إذا كانت هذه الفحوصات مطابقة لتيارك. ينبغي أن تعيد الورقة زمن الاحتجاز للخزان وحجم الراتنج وتوزيع CAPEX عند تدفقك الفعلي بـ م³/ساعة، لا النطاق الكامل 50–200 م³/ساعة.
الأسئلة الشائعة
ما التكلفة الرأسمالية النموذجية لنظام ZLD لمياه صرف GaN؟
تتراوح تكلفة رأس المال المقدَّرة لنظام تفريغ سائل صفري كامل لمياه صرف GaN بين 1.2 و3.5 مليون دولار. يغطي هذا النطاق قدرات بين 50 و200 م³/ساعة ويشمل المعدات والتركيب والتشغيل التجريبي. يُقسِّم الملف نفسه مشروع 50 م³/ساعة إلى 800 ألف–1.5 مليون دولار ومشروع 200 م³/ساعة إلى 2–3.5 مليون دولار. تبلغ تكلفة التشغيل 0.50–1.20 دولار/م³، وتمثل المواد الكيميائية نحو 40% منها. استخدم النطاق الأدنى عندما يكون التيار مُعادَلًا بالفعل ويقترب الفلوريد من 50 ملغ/لتر لا من 300 ملغ/لتر.
كم يمكن استرداد الغاليوم من مياه صرف GaN؟
يُحدَّد الترسيب الهجين والتبادل الأيوني بنسبة استرداد 99.8% من الغاليوم من مياه صرف GaN. لمصنع بسعة 200 م³/ساعة تعطي المذكرة ذاتها 10–20 كغ/شهر من معدن عالي النقاء. أفاد مصنع GaN عام 2025 باسترداد 12 كغ/شهر بنسبة نقاء 99.8% وعوَّض 30% من التكاليف الرأسمالية خلال 18 شهرًا. أعاد الاستخلاص المختبري بـ NaOH بتركيز 2–4% لمدة 30–60 دقيقة نحو 95% من الغاليوم المحمَّل على الراتنج. تحقق معظم المحطات التي نراجعها هذه الكتلة الشهرية عندما يبقى تركيز الغاليوم الداخل أعلى من 50 ملغ/لتر.
ما الفروقات الرئيسية بين معالجة مياه صرف GaN ومياه صرف SiC؟
تُركز مشاريع مياه صرف GaN على إزالة الأمونيا واسترداد الغاليوم لأن كليهما يظهر بتركيز مرتفع ولأن الغاليوم يحمل قيمة إعادة بيع. تركز مشاريع مياه صرف SiC عادة على TSS المرتفع والفلوريد والسيليكون والمعادن الأخرى، مع تركيز أقل على ملح واحد قابل للاسترداد. يُكوِّن الغاليوم أيضًا المعقد [Ga(NH₃)₆]³⁺ في المياه الغنية بالأمونيا، وهو ما يفشل الترسيب البسيط بالهيدروكسيد في إزالته. يُعد تلوث ملاط SiC في معظمه مشكلة مواد صلبة وفلوريد، لا مشكلة معقدات أمينية. لا تنسخ مخطط SiC الانسيابي على تيار حفر GaN.
هل يمكن إعادة استخدام مياه صرف GaN في عمليات تصنيع أشباه الموصلات؟
يمكن إعادة استخدام مياه صرف GaN المعالجة في المصنع بعد التلميع لما وراء راشح ZLD فقط. يُظهر جدول التصميم بالفعل أن TDS يقل عن 50 ملغ/لتر بعد RO، وهذه المياه ليست فائقة النقاء بعد. تحتاج الأدوات الحرجة إلى مرور إضافي عبر RO ثم إزالة الأيونات بالتيار الكهربائي (EDI) قبل أن تستوفي المياه مواصفات المياه فائقة النقاء (UPW). تعيد معظم المحطات التي نحدد حجمها مُكثَّف MVR إلى أبراج التبريد أو أجهزة الغسل أولًا، ولا ترسل سوى تيار جانبي نحو UPW.
ما أكثر الأعطال شيوعًا في أنظمة معالجة مياه صرف GaN؟
تتمثل الأعطال المعتادة في تلوث الأغشية بفعل الفلوريد، وتسمم الراتنج، وانحراف pH في خزان الترسيب. يُقلل الفلوريد مع TDS المرتفع من تدفق RO ويرفع وتيرة التنظيف على UF عند 0.1 ميكرومتر وRO ببولياميد. تتسبب المواد العضوية أو الأيونات المنافسة في تسمم الراتنج المخلب وتخفض انتقائية الغاليوم خلال 12–24 ساعة. إذا انحرف pH عن نطاق 9–10، انخفضت إزالة Ga بالترسيب الهيدروكسيدي عن النسبة المُعلَنة البالغة 95% من مياه داخلة بتركيز 50–100 ملغ/لتر.
