ما هي الطرق الفعالة لمعالجة المحلول المركز الناتج عن الترشيح النانوي؟

١. إعادة التغذية: في الحقيقة، يتم استخدام مواقع التخلص من النفايات كأسرّة ترشيح بيولوجية، حيث تُستخدم النفايات كمادة للترشيح. أثناء تدفق السائل المركز نحو الأسفل عبر طبقة مكب النفايات، يتم تحلل الملوثات العضوية الموجودة فيه بواسطة الكائنات الدقيقة الموجودة في النفايات. بالنسبة لعملية إعادة التغذية، فإن كمية المياه المُعاد تغذيتها وتكرار ذلك، بالإضافة إلى تركيز الملوثات في المياه، تُعد أهم ثلاثة معاملات يجب التحكم فيها في هذه العملية. بدأت ألمانيا منذ عام 1986 في إعادة تدوير السائل المركز بواسطة تقنية الأسمدة العكسية إلى مواقع التخلص من النفايات. وقد أظهرت التجارب أنه، عند مراعاة خصائص مواقع التخلص من النفايات عند تصميم النظام، فإن استخدام هذا النظام على المدى الطويل لا يؤدي إلى تغيير كبير في تركيز المواد الملوثة في المياه الناتجة عن التخلص من النفايات. أجرى جيانغ باوجون ولي جونشنغ وآخرون تجارب لإعادة تدوير السائل المستخلص من مكب نفايات تشونغتشينغ تشانغشينغقياو، بعد تصفيته باستخدام تقنية DTRO. وأظهرت النتائج أن إعادة تدوير هذا السائل أمر ممكن من الناحية التقنية، كما أن إعادة التدوير يمكن أن تزيل بفعالية مركبات COD وNH4+ من السائل. ولهذا السائل تأثير واضح على قدرة إزالة مركبات COD عند إعادة تدويره. ومع ذلك، فإن إعادة التغذية تزيد من احتمالية تلوث المياه الجوفية، حيث يمكن لتدفق المياه أن يشكل مسارات قصيرة، مما يؤدي إلى زيادة نسبة المياه في طبقات التربة. قد يؤدي إعادة تصريف المحلول المركز مباشرة أيضًا إلى زيادة نسبة الملوحة في مكب النفايات. 2. تقنيات الأكسدة المتقدمة: قام كل من سون شينغتشاو ووو تيانباو بدراسة استخدام الأوزون لأكسدة محلولات التركيز بالترشيح النانوي. بعد معالجة المياه الناتجة عن محطة معالجة الصرف الصحي في روهليبن ببرلين، يتم استخدام تقنية الترشيح النانوي لتركيز هذه المياه. ثم يتم أكسدة السائل المركز باستخدام الأوزون، وقد أظهرت النتائج أن أكسدة الأوزون قادرة على تدمير الجزيئات العضوية الكبيرة التي تحتوي على حلقات البنزين والمركبات الملونة في السائل المركز، لكن سرعة تقليل كمية المواد العضوية الكلية بطيئة. أظهرت الدراسات الأولية أن كمية الأوزون المستخدمة والتي تبلغ 52 ملغ/لتر، هي الأفضل لتحسين قابلية التحلل البيولوجي للمحلول المركز. درس زانغ لونغ ولي آيمينغ وآخرون تأثير عملية الترسيب بالتجميع مع الامتصاص بالراتنج وأكسدة Fen~n على معالجة محلول تركيز السوائل الناتجة عن النفايات. بعد معالجة مياه الخرج من تقنية MBR بالترشيح النانوي، يمكن خفض قيمة COD في السائل المركز عبر غشاء الترشيح النانوي إلى 125 ملغ/لتر، وذلك من خلال عمليات الترسيب وامتصاص الراتنج وأكسدة Fen~n، حيث تصل نسبة إزالة COD إلى 98.1%. إذا لم يتم استخدام عملية أكسدة Fen~n، فيمكن خفض قيمة COD إلى 42 ملغ/لتر، وبذلك تصل نسبة إزالة COD إلى 94.8%. مشروع معالجة المحلول المركز بالترشيح الغشائي بمعدل 40 طن/يوم، يبلغ تكلفة الاستثمار فيه حوالي 1.034 مليون يوان، بينما تبلغ تكلفة التشغيل حوالي 17.4 يوان لكل طن. يمكن نقل الطين الناتج عن عملية الترسيب إلى مواقع دفن النفايات القريبة لمعالجته. ٣. التبخير: يُستخدم التبخير بشكل متزايد في معالجة مياه التسرب الناتجة عن النفايات، وكذلك في معالجة السوائل المركزة الناتجة عن ترشيح هذه المياه. من أساليب التبخير الشائعة حاليًا: الاحتراق الغارق، والتبخير تحت ضغط سلبي، والتبخير بالضغط الميكانيكي. أجرى يويه دونغبي، وليو جيانغوو وآخرون دراسات مختبرية باستخدام طريقة التبخير على السائل المركز الناتج عن معالجة مياه النفايات بتقنية RO. أظهرت النتائج أنه في الظروف الحمضية، كلما ارتفع قيمة pH للسائل الأصلي، زاد تركيز NH₃-N في السائل المكثف، وانخفض قيمة COD ； يحدث تبخر المواد العضوية بشكل أساسي في المراحل الأولى من عملية التبخر، بينما يحدث تبخر NH₃ في المراحل اللاحقة منها. تقنية الاستحلاب والاحتراق والتبخر (SCE) هي طريقة للتبخر لا تحتوي على أسطح نقل حرارة ثابتة. يتم إدخال الوقود والهواء إلى غرفة الاحتراق الموجودة مباشرة فوق سطح السائل أو تحته، حيث يحدث احتراق كامل. بعد ذلك، يتم رش الغازات الساخنة مباشرة في السائل لتسخينه. عند دخول الغازات الساخنة إلى السائل، ترتفع على شكل فقاعات صغيرة كثيرة. وبسبب الخلط والتحريك الشديد بين الغازات والسائل، **يتحسن عملية نقل الحرارة**، وينخفض درجة حرارة الغازات قبل التصريف لتصبح مشابهة لدرجة حرارة السائل، كما يمكن أن تصل كفاءة نقل الحرارة إلى أكثر من 95%. استخدم يويه دونبيه وشو يودونغ وآخرون عملية الاحتراق والتبخر المغمور (SCE) لمعالجة مياه التصريف الناتجة عن مكب نفايات صحية، والتي تم تركيزها باستخدام نظام RO. ومنذ بدء تشغيل هذا المشروع في أكتوبر 2004، كان أداؤه مستقرًا، وكانت نتائج المعالجة جيدة. يمكن للنظام أن يصل إلى معدل تركيز يصل إلى 10 أضعاف بالنسبة لمحلول RO المركز. تم تصميم الخط ليكون بقدرة معالجة 20 مترًا في اليوم، بتكلفة استثمارية قدرها 1.5 مليون يوان، وتكلفة المعالجة 3.21 متر. أكبر عيب في نظام SCE هو ضعف كفاءته في إزالة NH3-N، لكن يمكن الحفاظ على مستويات المواد العضوية ضمن الحدود المسموح بها. نظرًا لأن عملية الاحتراق والتبخر تحت ظروف الضغط الجوي العادي ودرجات حرارة مرتفعة، فإن المحلول المركز بعد عملية الترشيح يحتوي على تركيزات عالية جدًا من أيونات الكلور. وأيونات الكلور تسبب تآكلًا شديدًا للمواد المعدنية عند درجات حرارة تزيد عن 70 درجة مئوية. وفي الوقت نفسه، يتم إخراج الماء على شكل بخار، كما أن معدل فقدان الطاقة مرتفع أيضًا. في السنوات الأخيرة، بدأ استخدام تقنية الضغط الميكانيكي للتبخير (MVC) في معالجة مياه التصريف الناتجة عن النفايات. مبدأ معالجة مياه التسرب الناتجة عن النفايات باستخدام تقنية MVC يتمثل في ضغط البخار المتكون ميكانيكيًا لرفع درجة حرارته، بحيث يصبح مصدرًا للحرارة. وبذلك يتم تبخير مياه التسرب لإنتاج بخار جديد، ويتم بعد ذلك ضغط البخار الجديد لرفع درجة حرارته أيضًا، وهكذا دواليك. أما البخار ذو الدرجة الحرارة العالية فإنه يتحول إلى ماء مقطر، وقبل تصريف هذا الماء المقطر، يتم تبادل الحرارة المتبقية مع الماء الوارد، ولذلك فإن استهلاك الطاقة منخفض جدًا. يمكن لعملية المعالجة بتقنية MVC أن تركز محلول التسرب إلى نسبة لا تتجاوز 3٪ إلى 10٪ من حجم المحلول الأصلي، كما يمكن أن تصل نسبة المياه النقية المطروحة إلى أكثر من 95٪. يتم استخدام تقنية التبخير MVC لمعالجة مياه التسرب الناتجة عن مكب النفايات في مدينة تشاوتشو، ويبلغ تركيز المحلول الناتج عن عملية التبخير حوالي 10%. نظراً لخصائص التبخير الفعال لتقنية MVC، يمكن النظر في استخدامها في معالجة المحاليل المركزة عبر الترشيح الغشائي. ستقوم شركة غوانغتشو شينغباولونغ للتكنولوجيا البيئية بتبخير المحاليل المركزة الناتجة عن ترشيح النفايات في غوانغتشو باستخدام تقنية MVC، بحيث يصل مستوى TDS إلى 25%، ومع استخدام تقنية تجفيف الغاز الحيوي، يصبح مستوى الرطوبة في البودرة أقل من 3%. ٤. التقطير الغشائي: يُعد التقطير الغشائي عملية فصل غشائي تستخدم فيها أغشية مسامية كارهة للماء، حيث يكون فرق ضغط البخار على جانبي الغشاء هو القوة المحركة لعملية نقل المواد. عندما يتم فصل محاليل الماء ذات درجات الحرارة المختلفة بواسطة هذه الأغشية المسامية، فإن المحاليل على كلا الجانبين لا تستطيع النفاذ عبر مسام الغشاء إلى الجانب الآخر بسبب خاصية كره الماء لدى الغشاء. لكن نظرًا لأن ضغط بخار الماء عند الجانب الدافئ أعلى منه عند الجانب البارد، فإن بخار الماء ينفذ عبر مسام الغشاء من الجانب الدافئ إلى الجانب البارد حيث يتكثف. تعد التقطير بالأغشية المخفضة للضغط (VMD) عملية فصل بالأغشية حديثة تجمع بين تقنية الأغشية وتقنية التقطير التقليدية، وتتميز بدرجة حرارة تشغيل منخفضة ومعدات بسيطة، كما يمكنها احتجاز المواد المتبخرة مثل الأملاح غير العضوية والجزيئات الكبيرة بنسبة 100%، مما يسمح بمعالجة المحاليل ذات التركيز العالي. قام ليو دونغ وآخرون بإجراء تجارب معالجة باستخدام أغشية الألياف المجوفة المصنوعة من بولي فينيل فلوريد ذات الخاصية الكارهة للماء، على المياه المركزة الناتجة عن معالجة مياه الصرف الصناعي الخاصة بشركات البتروكيماويات باستخدام تقنية RO. أظهرت النتائج أنه في درجة حرارة 75 درجة مئوية وضغط فراغ يبلغ 0.096 ميجا باسكال، يصل التدفق الأولي لعملية VMD إلى 33 لترًا/（متر·ساعة). وعند دمج عملية VMD مع عملية الترسيب الكيميائي لتركيز المحلول 10 أضعاف، يظل التدفق في عملية VMD عند 16 لترًا/（متر·ساعة). ·ح) كما ذُكر أعلاه، فإن معامل التوصيل الكهربائي للماء المنتج يظل ثابتًا في نطاق 4–7 ميكروسيمنز/سم، بينما تظل نسبة إزالة الملوحة فوق 99.99%. مقارنةً بالتقطير التقليدي، يتمتع التقطير بالأغشية بكفاءة أعلى في التقطير، كما أن السائل الناتج أكثر نقاءً، ويحتاج إلى مساحة أصغر. بالإضافة إلى ذلك، لا يحتاج التقطير بالأغشية إلى تسخين السائل إلى نقطة الغليان، بل يكفي الحفاظ على فرق ضغط مناسب بين جانبي الغشاء. ومع ذلك، فإن تكلفة الأغشية مرتفعة، ومعدل التقطير منخفض، كما أن حالة التشغيل غير مستقرة بسبب تأثيرات الاستقطاب الحراري والاستقطاب التركيزي. التقطير الغشائي هو عملية تتضمن تغير الحالة الفيزيائية، ويتم نقل الحرارة بشكل أساسي عن طريق التوصيل الحراري، ولذلك فإن كفاءته منخفضة (عادةً حوالي 30% فقط). ومع ذلك، لم يتم حتى الآن الإبلاغ عن استخدام التقطير الغشائي في تركيز سائل التسرب الناتج عن النفايات.