معالجة مياه الصرف من أبراج التبريد لإعادة الاستخدام باستخدام التناضح العكسي

التليين كمرحلة معالجة أولية

إحدى الطرق الموثقة هي توجيه مياه الصرف من أبراج التبريد إلى محطة تليين حتى يمكن مزجها بمياه خام ثم معالجتها. في تقرير OSTI، تمت إعادة تدوير جميع مياه الصرف من أبراج التبريد من مصنعين إلى محطة تليين مياه التعويض حيث تم مزجها بمياه خام وتم تليين المخلوط بطريقة الجير والصودا [S1]. يصف التقرير نفسه تركيب منفصل لمحطة تليين بسعة 1000-Gpm لمياه الصرف الساخنة من أبراج التبريد، مما يشير إلى أن تدفق مياه الصرف يتم توجيهه عبر خط تليين مخصص بدلاً من محطة تليين مدمجة [S1].

الهدف من تليين مياه الصرف قبل التناضح العكسي هو تقليل حمل الكالسيوم الذي قد يسبب تكوين طبقات على الأغشية. يسجل تقرير OSTI أن مياه الصرف الساخنة 100% من الأبراج بتركيز 450 ppm Ca as CaCO3 تم تليينها إلى 50 ppm في درجة حرارة الغرفة في تقييم معملي [S1]. كان الحد الأقصى السابق البالغ 300 ppm calcium as CaCO3 في مياه الأبراج هو القيمة الحد الأقصى الثابتة الوحيدة المقررة خلال برنامج الاختبار هذا [S1]. تم تركيب عينات اختبار التآكل في أكبر نظام مياه أبراج التبريد لتقييم أي تغيير في معدلات التآكل عند إعادة مياه الصرف المليّنة إلى الحلقة [S1]. يتم الإبلاغ عن هذه الأرقام كملاحظات مشروع، وليس كمواصفة عامة لكل موقع [S1].

استعادة مياه الصرف بناءً على الأغشية

يجمع النهج الموثق الثاني بين التليين الجزئي ومصفوفة استعادة مياه الصرف القائمة على الأغشية (BDR). يصف المركز الوطني للطاقة المتجددة (NREL) نظام BDR المقدم من Aqualogix كتحديث مخصص لـ BDR على نظام تليين مياه جزئي موجود (PWS)، مع تركيب مصفوفة أغشية على حلقة الأبراج [S2]. تضمن تكوين BDR خزان فصل وصمام تفريغ ثانوي وإزالة صمام التفريغ الموجود من الخدمة، بحيث يمكن لجانب الاستعادة من النظام اعتراض التدفق المركّز قبل ذهابه إلى الصرف [S2].

تم تصميم التقييم لاختبار مطالبة الشركة المصنعة بأن تكنولوجيا نظام BDR هذه ستقلل مياه الصرف (التفريغ المستمر لمياه أبراج التبريد بتركيزات عالية من المعادن) بأكثر من 45%، وستقلل استهلاك المياه بأكثر من 15%، وستوفر استرجاع الاستثمار في أقل من 5 سنوات [S2]. يلاحظ المقتطف أن مياه التعويض يتم إدخالها لتخفيف المواد الصلبة والمواد الكيميائية المتبقية والاستبدال عن المياه المفقودة عبر مياه الصرف والتبخر، وهو ما يصف دور مياه التعويض في سياق النظام [S2]. لا يعطي المقتطف أرقام النفاذية الكاملة أو الاستعادة، لذا لا يتم تحديد نسبة استعادة عالمية للتناضح العكسي على مياه صرف الأبراج بواسطة هذه الأدلة [S2].

سياق التخطيط المجاور

تطرح دراسة التخطيط الإندونيسية التحدي كمعالجة مياه صرف الأبراج ومياه الرفض من أنظمة التناضح العكسي حتى يمكن إعادة التدفق المدمج كمياه تعويض لأبراج التبريد، بهدف تصميم نظام إعادة تدوير مياه يعالج مياه الصرف ومياه الرفض من التناضح العكسي في منشأة النسيج غير المنسوج في سيدوارجو [S3].

التسلسل داخل المصنع

يصف تقرير OSTI تسلسل مياه صرف الأبراج إلى نظام K-31 للاستخدام كمياه إطفاء أو لتفريغها إلى نظام K-29، وهي قرار تخطيط وليس قرار كيميائي [S1]. يلاحظ التقرير أيضاً أن متطلب مياه صرف الأبراج تم توجيهه إلى نظام K-31 للاستخدام كمياه إطفاء أو لتفريغه إلى نظام K-29 [S1].

عوامل قرار الهندسة المدعومة بالمقتطفات

• التحكم في الصلابة قبل الأغشية. تم توثيق تليين مياه الصرف قبل التناضح العكسي، مع 450 ppm Ca as CaCO3 تم تليينها إلى 50 ppm في درجة حرارة الغرفة في اختبار معملي [S1].
• المزج مع المياه الخام. تم مزج مياه الصرف بالمياه الخام وتليين المخلوط بطريقة الجير والصودا، مما يشير إلى خط مدمج بدلاً من محطة تليين مستقلة [S1].
• التكامل مع التليين الجزئي. تم تركيب مصفوفة BDR كتحديث مخصص على نظام تليين مياه جزئي موجود (PWS)، مع عدم تشغيل صمام التفريغ الموجود [S2].
• أهداف الأداء المعلن عنها من قبل الشركة المصنعة قيد الاختبار. استهدف تقييم BDR مطالبات الشركة المصنعة بتقليل أكثر من 45% في مياه الصرف، وتقليل أكثر من 15% في استهلاك المياه، وفترة استرجاع الاستثمار في أقل من 5 سنوات [S2].
• التسلسل داخل المصنع. يصف تقرير OSTI تسلسل مياه صرف الأبراج إلى نظام آخر للاستخدام كمياه إطفاء أو لمزيد من التفريغ، وهي قرار تخطيط وليس قرار كيميائي [S1].

أسئلة التصميم الرئيسية المفتوحة بواسطة هذه الأدلة

1. ما هو ملف الخصائص الخاص بالموقع (الكالسيوم والسيليكا والقلوية) في مياه الصرف التي ستغذي وحدة التناضح العكسي؟
2. هل تم تحديد حجم محطة التليين لتدفق المياه الخام المخلوطة مع مياه الصرف، أم لتدفق مياه صرف ساخنة 100% منفصلة [S1]؟
3. أي تكوين لمصفوفة BDR أو التناضح العكسي تم التحقق منه لكيمياء مياه التبريد الفعلية في مراكز البيانات، نظراً لأن تقييم BDR المذكور كان يختبر مطالبات الشركة المصنعة بدلاً من الإبلاغ عن الأداء الفعلي المتحقق منه [S2]؟