עם המשך הצמיחה בביקוש לטיפול במים גלובלי, ממברנות אוסמוזה הפוכה (RO) ממלאות תפקיד בלתי ניתן להחלפה בהתפלה של מי הים ובטיפול בשפכים תעשייתיים. עם זאת, ככל שחיי השירות גדלים, עיכוב ממברנה וניקוי כימי מובילים לירידה בביצועים, וכתוצאה מכך כמות גדולה של ממברנות פסולת RO, מהווה אתגרים משמעותיים לסביבה ולהתאוששות המשאבים. ההערכה היא כי עד שנת 2025, המספר הגלובלי של אלמנטים ממברנה {1}} אינץ 'RO יעלה על 2 מיליון. כדי לאפשר שימוש חוזר שלהם, ניתן לטפל בממברנות ה- RO של פסולת באמצעות טכנולוגיות התחדשות חמצוניות, שניתן לסווג לארבע גישות עיקריות.
1. חמצון ישיר
ממברנות ה- RO הפסולת שקועות ישירות בתמיסה מחמצנת, שם השכבה הסלקטיבית של הפוליאמיד (PA) מושפלת ומומר לממברנות ננו -פילטרציה (NF) או Ultrafiltration (UF).
חומרים מחמצנים נפוצים: נתרן היפוכלוריט (NACLO), אשלגן פרמנגנאט (KMNO₄), מי חמצן (H₂O₂).
ממצאי מפתח:
NaClO achieves efficient degradation through amide bond cleavage under alkaline conditions (pH>10), ועוצמת החמצון (PPM · H) מתואמת באופן חיובי עם זמן הטיפול.
KMNO₄ מציג ביצועי חמצון טובים יותר בתנאים חומציים, אך מנגנון התגובה שלו זקוק לחקירה נוספת.
H₂o₂ מסתמך על תגובת הפנטון לייצור רדיקלים חופשיים (OH ·) התוקפים את שכבת הרשות הפלסטינית ודורשת קטליזה של יון ברזל.
2. טיפול + חמצון
כדי להתייחס למזהמי פני הממברנה (למשל, אורגנים, קולואידים, קנה מידה אורגני), ניקוי בסיס חומצה או מיס מראש משמש לשיקום ביצועי הממברנה לפני הטיפול בחמצון.
ניקוי בסיס חומצה: מסיר מזהמים כמו ALWA ו- SI, ומונע השפלה יתר במהלך החמצון.
אסיפה מראש: השרייה באתנול או איזופרופנול מסייעת להחזיר נקבוביות ממברנה שהתמוטטה בגלל ייבוש, מה שמגביר את יעילות החמצון הבאים.
3. חמצון סינרגיסטי
שילוב שיטות פיזיות או כימיות לשיפור יעילות החמצון:
בסיוע אולטרסאונד: 40 קילו הרץ אולטרסאונד בשילוב עם KMNO₄ יכול להפחית את זמן הטיפול מ 165 שעות עד 15 דקות, עם עלייה פי עשרה בשטף.
קטליזה של יון מתכת: Ca²⁺, Fe²⁺ וכו ', יכולה להאיץ את תגובת החמצון של NaClo ולהוריד את עוצמת החמצון הנדרשת.
תהליך צילום-פנטון: אור UV בשילוב NACLO משפיל במהירות את שכבת הרשות הפלסטינית באמצעות התקפה רדיקלית חופשית.
4. חמצון + לאחר הטיפול
לאחר חמצון, ניתן לשפר את הביצועים עוד יותר באמצעות שינוי או שחזור של השכבה הסלקטיבית:
ציפוי פני השטח: חומרים הידרופיליים כמו חומצה טאנית (TA) וסרצין משמשים לתיקון שכבת הרשות הפלסטינית, ומשפרים את תכונות האנטי -קול.
פילמור ממשק: שחזור שכבות סלקטיביות של NF או UF על המצע המושפל כדי להשיג שדרוגי ביצועים.
יישומים מעשיים
טיפול בשתיית מי שתייה: ממברנות אולטרה -סינון התחדשו על ידי חמצון NACLO הוחלו על אספקת מים באזורים מרוחקים, כאשר השפכים עונים על תקני מי שתייה.
טיפול בהטמנה לטייל: ממברנות מחודשות הדגימו שטף יציב ופעולה בלחץ נמוך במהלך מחקר טייס 27- חודש.
שימוש חוזר בשפכים תעשייתיים: ממברנות NF מחודשות חמצוניות משיגות קצב דחיית צבע של 96% ומשפרות משמעותית את יעילות הפרדת המלח.
למרות שהתקדמה משמעותית ביישומים מעשיים, נותרו צווארי בקבוק טכניים, כמו תהליכים מורכבים והשפעה משמעותית של סוגי הזיהום הראשוני על ביצועי הממברנה המחודשת.
מיחזור חמצוני של ממברנות RO פסולת לא רק מאפשר מיחזור משאבי מים אלא גם מציע רעיונות חדשים למעבר ירוק של ענף לטיפול במים. עם שיפור מתמשך של טכנולוגיית החמצון ושילוב פתרונות חכמים, זה עוזר להניע עוד יותר פיתוח בר -קיימא.
