امروزه استفاده مجدد از آب و احیا آن به عنوان یک تکنولوژی برای تهیه منابع آب جایگزین از آب غیر قابل شرب ضروری بنظر میرسد. بنابراین، مطالعات و تحقیقات بسیار برای توسعه تکنولوژی های مختلف در زمینه استفاده مجدد از آب، احیا و نمکزدایی (آب شیرین کن ها) موجب تولید آب قابل اطمینان تر و با کیفیت بالاتری شده است. علاوه بر این، چندین طرح عملی برای استفاده مجدد از پساب ثانویه فاضلاب در سراسر جهان وجود دارد. در میان آنها فرآیند فیلتراسیون توسط غشا به عنوان یکی از تکنولوژی های موثر برای استفاده مجدد از فاضلاب می باشد و به علت کارایی بالای آن، به خصوص برای حذف میکروآلاینده های آلی یا معدنی و پساب آلی در فاضلاب (EfOM)کاربرد زیادی دارد. حتی اگر آب تولیدی با تکنولوژی غشا دارای کیفیت بالا باشد، این آب هنوز در موارد غیر قابل شرب از جمله کشاورزی، صنعتی و تفریحی ویا مصارف غیر مستقیم آب آشامیدنی استفاده می شود. بنابراین، صحت سلامت و ایمنی آب احیا شده باید از طریق ایجاد پایگاه داده های کیفیت و بهینه سازی سیستم برای استفاده مستقیم آشامیدنی تضمین شود. در این مطالعه هر دو غشا RO و NF( نانوفیلتراسیون Nanofiltration ) توسط سیستمی در مقیاس پایلوت برای استفاده مجدد فاضلاب در مصارف مستقیم آشامیدنی مورد ارزیابی قرار گرفتند. هدف از این مطالعه عبارت است از: 1) ارزیابی عملکرد غشا مثل کیفیت آب تصفیه شده، 2) ایجاد پایگاه داده های کیفیت آب احیا شده برای مصارف قابل شرب و 3) بهینه سازی سیستم از نظر تعمیر و نگهداری سیستم. به سبب این مطالعه، فیلتراسیون غشایی برای احیای فاضلاب، یک فرایند بدیع با در نظر گرفتن بهره وری، ایمنی و جنبه های اقتصادی سیستم می باشد.

روش ها

غشاهای RO و NF توسط سیستمی در مقیاس پایلوت با ماژول طول و قطر “40 و “4 و به صورت موازی بهم متصل هستند. هر دو غشا از برند تجاری شرکت صنایع Saehan ، کره می باشند و ویژگی های آنها در جدول 1 فهرست شده است. خوراک سیستم پایلوت، یک غشا MBR از فاضلاب تصفیه شده رستوران و خوابگاه دانشگاه صنعتی گوانگجو ، گوانگجو، کره می باشد. غشا سیستم MBRبا قطر منافذ 0.2μm ، خوراک آب MBR توسط فیلتر MF با قطر منافذ 10μm قبل از غشاهای RO و NF تحت پیش تصفیه قرار می گیرد. عملکرد غشا با توجه شرایط عملیاتی از جمله میزان تولید آب، درجه حرارت، فشار درون غشا و کیفیت آب مانند کربن آلی حل شده (DOC)، جذب اشعه ماوراء بنفش در 254nm ، هدایت الکتریکی، آمونیاک و نیترات مورد ارزیابی قرار گرفتند. از کاهش شار غشا و رسوب گرفتن آن با نظارت و کنترل غشا توسط تمیز کردن رسوبات آلی، مثل رسوبات زیستی، جلوگیری می شود. برای بهینه سازی سیستم غشا برای تولید آب آشامیدنی، گندزدایی برای تثبیت میکروبی آب بر اساس مقررات آب آشامیدنی در کره و همچنین پتانسیل تشکیل DBP نظر گرفته می شود. علاوه بر این، حذف ریزآلاینده های آلی با غشاهای RO و NF در غالب غدد درون ریز مغتشش کننده (EDC) و محصولات دارویی و مراقبت های شخصی(PPCP) در این مقاله انجام شده است.

جدول 1- ویژگی های غشاهای تست شده در سیستم پایلوت (تولید شده توسط شرکت صنایع Saehan ، کره)

نتایج

حذف DOC و نفوذ پذیری غشاهای RO و NF در دمای نرمال شده ثبت شده و در شکل 1 نشان داده شده است. طی این عملیات، تمیز کردن غشا با روش های شستشوی هیدرولیکی و تمیز کردن شیمیایی انجام شد. در شکل 1، نفوذ پذیری آب از غشا NFحتی با مقادیر تقریبا مشابه PWP از غشا ارائه شده در جدول 1، تا حدودی بالاتر از غشا ROمی باشد. علاوه بر این، شار هر دو غشای RO و NF تحت تاثیر با شستشوی هیدرولیکی قرار نمی گیرند اما با تغییر پیش فیلتر و تمیز کردن شیمیایی شار نیز تغییر می کند حذف DOC و هدایت الکتریکی هر دو غشا بسیار پایدار بوده و DOCآب تصفیه شده غشا NF در سطح تقریبا مشابهی با DOC آب تصفیه شده غشا RO پس از 6 ماه در عملیات می باشد. غلظت DOC در آب تصفیه شده حدود 0.2 میلیگرم در لیتر است که می تواند برای آب آشامیدنی با توجه به حذف آلی با در نظر گرفتن تشکیل DBP، قابل قبول باشد. پارامترهای دیگر بر اساس مقررات آب آشامیدنی در مطالعات ارزیابی شده اند.