Welche wirksamen Verarbeitungsmethoden gibt es für die durch Nanofiltration erzeugte Konzentratlösung?

1. Rückspülung: Die Rückspülung bedeutet im Grunde, dass die Deponie als biologischer Filter verwendet wird, wobei Müll als Füllmaterial dient. Während die konzentrierte Flüssigkeit von oben nach unten durch die Deponieschicht fließt, werden die organischen Schadstoffe dort von Mikroorganismen im Abfall abgebaut. Bei der Rückspülung sind die Menge der zurückgespülten Flüssigkeit, die Häufigkeit der Rückspülung sowie die Konzentration der in die Flüssigkeit eingeführten Schadstoffe die drei wichtigsten Steuerparameter für diesen Prozess. Seit 1986 leitet Deutschland das durch Reverse-Osmose gewonnene Konzentrat wieder in Deponien ein. Die Praxis hat gezeigt, dass bei einer systematischen Nutzung dieses Verfahrens zur Behandlung des Konzentrats – unter Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften der jeweiligen Deponien – sich die Konzentrationen der wichtigsten Schadstoffe im aus den Deponien austretenden Grundwasser nicht signifikant verändern. Jiang Baojun, Li Junsheng und andere führten Versuche durch, bei denen das konzentrierte Lösungsmittel, das aus dem Filterprozess des Leitungswassers aus der Deponie Changshengqiao in Chongqing gewonnen wurde, zur Wiedereinbringung in den Boden verwendet wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass diese Methode technisch machbar ist. Durch die Wiedereinbringung kann der COD sowie NH₃ und N effektiv entfernt werden. Die hydraulische Belastung hat einen deutlichen Einfluss auf die Effektivität der Entfernung von COD durch die Wiedereinbringung des konzentrierten Lösungsmittels. Allerdings erhöht die Rückspülung das Risiko einer Kontamination des Grundwassers, da der Wasserfluss Kurzschlüsse verursachen kann, wodurch die Feuchtigkeitskonzentration im Deponiegelände steigt. Die direkte Rückführung des Konzentrats kann ebenfalls zu einem Anstieg des Salzgehalts auf Deponien führen. 2. Hochentwickelte Oxidationstechnologien: Xingchao Xun und Tianbao Wu haben die Oxidation von Na-Filter-Konzentraten mit Ozon untersucht. Nach der Nanofiltration des dritten Reinigungsstadiums der Kläranlage Ruhleben in Berlin wird die entstandene Nanofiltrationskonzentratlösung mit Ozon oxidiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ozonoxidation dazu in der Lage ist, die in der Konzentratlösung enthaltenen Makromoleküle mit Benzolringen sowie farbigen Gruppen effektiv zu zerstören. Allerdings ist die Geschwindigkeit, mit der der Gesamtgehalt an organischen Stoffen gesenkt werden kann, eher langsam. Frühe Untersuchungen haben gezeigt, dass bei einer Ozongehalt von 52 mg/L die Verbesserung der biologischen Abbaubarkeit der Konzentraten am besten ist. Zhang Long, Li Aiming und andere untersuchten die Wirksamkeit des Verfahrens aus Koagulation/Sedimentation, Resin-Adsorption sowie Fen~n-Oxidation bei der Aufreinigung von Konzentraten aus Membranfiltration von Abfallfiltrat. Nach der Nanofiltration des aus der MBR gewonnenen Wassers kann der COD-Gehalt des durch die Nanofiltrationsmembran konzentrierten Wassers durch Koagulation, Sedimentation, Adsorption an Resinen sowie Oxidation mit Fen~n auf 125 mg/L gesenkt werden. Dadurch wird eine COD-Beseitigungsrate von 98,1 % erreicht. Ohne eine tiefgehende Oxidationsbehandlung mit Fen~n kann der COD auf 42 mg/L gesenkt werden; die Entfernungsrate des COD beträgt 94,8 %. Ein Anlagensystem zur Aufreinigung von Membranfiltrat mit einer Verarbeitungskapazität von 40 t/Tag kostet etwa 1,034 Millionen Yuan an Investitionskosten. Die Betriebskosten liegen bei etwa 17,4 Yuan pro Tonne. Der durch Koagulation und Sedimentation entstehende Schlamm kann direkt an eine Deponie gebracht werden, um dort behandelt zu werden. 3. Verdampfung: Die Verdampfung wird zunehmend bei der Behandlung von Abfallleitflüssigkeiten sowie bei der Konzentrierung solcher Flüssigkeiten durch Membranfilterung eingesetzt. Derzeit werden häufig Methoden wie Immersionsverbrennung, Verdampfung unter Vakuum sowie mechanische Kompressionsverdampfung verwendet. Yue Dongbei, Liu Jianguo und andere führten in Laborexperimenten Untersuchungen am durch RO-Behandlung konzentrierten Lösungsmittel aus der Deponieentwässerung mit der Verdampfungsmethode durch. Die Ergebnisse zeigen, dass unter sauren Bedingungen je höher der pH-Wert der Ausgangslösung ist, desto höher ist die Konzentration an NH4+-N im Kondensat und desto niedriger ist der COD-Wert ； Die Verdunstung organischer Stoffe findet hauptsächlich zu Beginn der Verdunstung statt, während die Verdunstung von NH4+-N hauptsächlich in der späten Phase der Verdunstung auftritt. Die Technik der Immersionsverbrennungsverdampfung (SCE) ist eine Verdampfungsmethode ohne feste Wärmeübertragungsflächen. Das Treibstoff- und Luftgemisch wird in die Brennkammer gebracht, die direkt über der Flüssigkeitsoberfläche oder darunter liegt, wo es vollständig verbrannt wird. Anschließend werden die hochtemperaturen Dämpfe direkt in die Flüssigkeit eingespritzt, um diese zu erhitzen. Hohtemperaturige Abgase steigen nach dem Eindringen in die Flüssigkeit in Form vieler kleiner Blasen auf. Aufgrund der starken Vermischung und Umrühung zwischen den Abgasen und der Flüssigkeit wird der Wärmetransfer gefördert. Dadurch sinkt die Temperatur der Abgase vor ihrer Entlassung auf einen Wert, der dem der Flüssigkeit nahekommt. Die Effizienz des Wärmetransfers kann dabei über 95 % betragen. Yue Dongbei, Xu Yudong und andere setzten das Verfahren der Immersionsverbrennungsverdampfung (SCE) ein, um den durch das RO-System konzentrierten Brackwasser aus einem Deponiegelände zu behandeln. Seit dem Betriebsbeginn im Oktober 2004 funktioniert dieses System störungsfrei und liefert gute Behandlungsergebnisse. Das System kann die Konzentration des RO-Konzentrats auf bis zu 10-fache Stärke erhöhen. Das Projekt ist mit einer Behandlungsleistung von 20 m/d konzipiert, die Investition beträgt 1,5 Millionen Yuan und die Behandlungskosten liegen bei 3,21 Mio. Der größte Nachteil des SCE-Systems ist die schlechte Wirksamkeit bei der Entfernung von NH4-N; dennoch können die organischen Stoffe weiterhin auf dem gewünschten Niveau gehalten werden. Da die Immersionsverbrennungsverdampfung zur Verdampfung bei Normaldruck und hoher Temperatur gehört, enthält die durch Membranfiltration gewonnene Konzentratlösung sehr hohe Konzentrationen an Chloriden. Chloride haben bei Temperaturen über 70 °C eine äußerst starke korrosive Wirkung auf Metallmaterialien. Gleichzeitig wird sein Wassergehalt in Form von Dampf abgegeben, wodurch auch ein höherer Energieverlust auftritt. In den letzten Jahren wird das Verfahren der mechanischen Kompressionsverdampfung (MVC) zunehmend zur Behandlung von Abwässern aus Deponien eingesetzt. Das Prinzip der MVC-Verdampfung zur Behandlung von Abwasser aus Kläranlagen besteht darin, den entstehenden Dampf mechanisch zu komprimieren, wodurch seine Temperatur erhöht wird. Dadurch entsteht eine Wärmequelle, mit der das ursprüngliche Abwasser verdampft werden kann. Der so entstandene neue Dampf wird erneut komprimiert, wodurch seine Temperatur weiter erhöht wird. Dieser Prozess wiederholt sich immer wieder. Der ursprüngliche, hohe Temperatur besitzende Dampf verwandelt sich dabei in Destilliertes Wasser. Bevor dieses Wasser abgeleitet wird, wird die verbleibende Wärme an das zugeführte Wasser weitergegeben. Dadurch ist der Energieverbrauch sehr gering. Der MVC-Verdampfungsprozess ermöglicht es, das Filtrat auf weniger als 3 % bis 10 % des ursprünglichen Volumens zu konzentrieren. Der Anteil des reinen Wassers, der abgeleitet werden kann, liegt dabei bei über 95 %. Bei den Entsalzwässern aus der Deponie in Xigang in der Stadt Chaozhou wird die MVC-Verdampfungstechnologie eingesetzt. Das nach der Verdampfung entstehende Konzentrat hat einen Gehalt von etwa 10 %. Angesichts der hohen Effizienz der MVC-Verdampfung kann in Erwägung gezogen werden, diese Technologie zur Behandlung von Flüssigkeiten nach Membranfiltration einzusetzen. Guangzhou Shengbaolong Environmental Protection Technology Co., Ltd. wird das durch RO-Filterung gewonnene Konzentrat aus Abfallflüssigkeiten in Guangzhou mithilfe der MVC-Technologie verdampfen, wodurch der TDS-Wert auf 25 % sinkt. In Kombination mit der Trocknung mittels Biogas liegt der Anteil des getrockneten Pulvers bei weniger als 3 %. 4. Membrandestillation: Die Membrandestillation ist ein Verfahren der Membrangetrennung, bei dem hydrophobe Mikropor membranen als Trennelemente verwendet werden. Die Massentransportkraft entsteht durch den Druckunterschied zwischen den Dämpfen auf beiden Seiten der Membran. Wenn wässrige Lösungen unterschiedlicher Temperaturen durch diese Mikropor membranen voneinander getrennt werden, können aufgrund der Hydrophobie der Membran weder die Lösungen auf der einen noch auf der anderen Seite durch die Membranporen dringen. Da jedoch der Dampfdruck der wässrigen Lösung auf der warmen Seite höher ist als auf der kalten Seite, kann Dampf durch die Membranporen von der warmen Seite zur kalten Seite gelangen und dort kondensieren. Die Vakuummembrandestillation (VMD) ist ein neuer Membranunterscheidungsprozess, bei dem Membrantechnologie mit der traditionellen Destillationstechnologie kombiniert wird. Sie weist Vorteile wie niedrige Betriebstemperaturen, einfache Ausrüstung sowie eine Absorptionsrate von 100 % für Verbindungen wie Anorganische Salze und Makromoleküle auf. Zudem ermöglicht sie die Behandlung von Lösungen mit hohen Konzentrationen. Liu Dong und seine Kollegen führten Experimente zur VMD-Behandlung von konzentriertem Abwasser aus petrochemischen Unternehmen durch, das nach der RO-Behandlung entstanden war, wobei hydrophobe Polyvinylidenfluorid-Hohlfasermembranen verwendet wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass bei 75 °C und einem Vakuum von 0,096 MPa der Anfangsflussrate beim VMD-Prozess 33 L/(m·h) beträgt. Wenn das VMD-Prozess mit chemischer Fällung kombiniert wird, um die RO-Konzentration um das Zehnfache zu erhöhen, bleibt die Flussrate beim VMD-Prozess bei 16 L/(m·h). ·h) Wie oben erwähnt, bleibt die Leitfähigkeit des gewonnenen Wassers bei 4–7 μS/cm, während der Entsalzungsgrad bei über 99,99 % liegt. Im Vergleich zur herkömmlichen Destillation weist die Membrandestillation eine höhere Destillationseffizienz auf. Zudem ist das destillierte Produkt reiner, und sie benötigt weniger Platz. Bei der Membrandestillation muss die Lösung nicht bis zum Siedepunkt erhitzt werden – es genügt, wenn ein angemessener Druckunterschied auf beiden Seiten der Membran aufrechterhalten wird. Allerdings sind die Kosten für die Membranen hoch, der Destillationsfluss gering, und aufgrund von Temperatur- und Konzentrationspolarisierung ist der Betriebszustand instabil. Die Membrandestillation ist ein Prozess mit Phasenwechsel. Die Wärme wird hauptsächlich durch Wärmeleitung übertragen, wodurch die Effizienz gering ist (in der Regel nur etwa 30 %). Bislang gibt es jedoch keine Berichte über den Einsatz der Membrandestillation zur Konzentration von Membranfiltraten aus Abfallleitungen.