การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเมมเบรนอัลตราฟิลเทรชันในการบำบัดน้ำสำหรับโครงการรักษาสิ่งแวดล้อม

การดื่มในเมือง การบำบัดน้ำ:

ด้วยการพัฒนาของสังคม ผู้คนมีความต้องการด้านความปลอดภัยของน้ำดื่มที่สูงขึ้นเรื่อยๆ แต่ในขณะเดียวกัน มลพิษในแหล่งน้ำในเมืองของประเทศฉันก็ทวีความรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ คุณภาพน้ำประปาโดยตรงไม่สามารถเป็นไปตามมาตรฐานน้ำดื่มได้มากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการบำบัดน้ำดื่มในเมือง

น้ำดื่มในเขตเมืองส่วนใหญ่มาจากน้ำบาดาลและน้ำผิวดิน กลไกการปนเปื้อนของแหล่งน้ำทั้งสองแตกต่างกัน แต่สารปนเปื้อนหลักๆ ได้แก่ จุลินทรีย์ที่สืพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศ แบคทีเรีย เชื้อรา ไวรัส สารแขวนลอย ฯลฯ

วิธีการกรองน้ำดื่มแบบดั้งเดิมสามารถยับยั้งและกำจัดจุลินทรีย์และเชื้อรา รวมถึงอนุภาคแขวนลอยขนาดไมครอนได้ แต่เทคโนโลยีเมมเบรนอัลตราฟิลเทรชันสามารถกำจัดอนุภาคขนาดนาโนได้อย่างมีประสิทธิภาพเช่นกัน ทำให้คุณภาพน้ำที่ผ่านการบำบัดดีขึ้น ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสุขภาพน้ำดื่มของผู้อยู่อาศัยในเมือง

ทะเลการแยกเกลือออกจากน้ำ:

ทรัพยากรที่ไม่สามารถทดแทนได้ เช่น น้ำจืดที่ใช้ดื่มบนโลก กำลังร่อยหรอลงเรื่อยๆ และการขาดแคลนน้ำได้กลายเป็นหนึ่งในปัญหาเร่งด่วนที่สุดที่มนุษย์ในปัจจุบันเผชิญอยู่ การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลถือเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาวิกฤตน้ำดื่ม ในปัจจุบัน เทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลที่กำลังได้รับการศึกษามากที่สุดในโลกคือเทคโนโลยีอิเล็กโทรไดอะลิซิส แม้ว่าอิเล็กโทรไดอะลิซิสจะถือเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล แต่ต้นทุนการดำเนินงานสูงและอัตราการฟื้นตัวต่ำ ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยี เทคโนโลยีเมมเบรนอัลตราฟิลเทรชันจึงเริ่มถูกนำมาใช้ในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลแบบรีเวิร์สออสโมซิส ประสิทธิภาพการแยกที่ดีเยี่ยมและคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของเมมเบรนนี้ได้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลและลดการใช้พลังงานลงอย่างมาก

การบำบัดน้ำเสียจากกระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า:

ปริมาณน้ำเสียที่เกิดจากอุตสาหกรรมไฟฟ้ามีมหาศาล และมีสารโครเมียมเฮกซาวาเลนต์ ทองแดง นิกเกล และโลหะหนักอื่นๆ ในปริมาณมาก ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งและย่อยสลายทางชีวภาพได้ต่ำมาก ในทางปฏิบัติ มักใช้กระบวนการออกซิเดชันของเหล็กและการแยกด้วยไฟฟ้า แต่การออกซิเดชันของเหล็กจะทำให้เกิดตะกอนจำนวนมาก ซึ่งต้องได้รับการบำบัดเพิ่มเติม แม้ว่าการแยกด้วยไฟฟ้าจะสามารถบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมไฟฟ้าได้ดี แต่ต้นทุนการดำเนินงานสูงและไม่เหมาะสำหรับการส่งเสริมในระดับใหญ่ การใช้เทคโนโลยีการกรองแบบอัลตราฟิลเทรชันร่วมกับเทคโนโลยีรีเวิร์สออสโมซิสถือเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการบำบัดน้ำเสียจากการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า การใช้เทคโนโลยีเมมเบรนทั้งสองชนิดสามารถกำจัดโลหะหนัก คาร์บอนอินทรีย์ และไนเตรตส่วนใหญ่ในน้ำเสียจากการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าได้ และการใช้เมมเบรนอัลตราฟิลเทรชันยังช่วยลดมลภาวะของเมมเบรนออสโมซิสและเพิ่มอายุการใช้งานอีกด้วย

การบำบัดน้ำเสียที่มีน้ำมันปนเปื้อน:

แหล่งที่มาหลักของน้ำเสียที่มีน้ำมันปนเปื้อน ได้แก่ การรั่วไหลของน้ำมันดิบ น้ำเสียจากโรงฆ่าสัตว์ และน้ำเสียจากครัวเรือน เป็นต้น ส่วนประกอบหลักของน้ำเสียที่มีน้ำมันปนเปื้อน ได้แก่ น้ำมันลอยตัว น้ำมันกระจายตัว น้ำมันอิมัลชัน และน้ำมันหนัก เป็นต้น อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียที่มีน้ำมันปนเปื้อนที่ใช้กันทั่วไปคือกับดักไขมัน แต่ไม่สามารถบำบัดน้ำมันอิมัลชันได้ ดังนั้นจึงมักใช้การลอยตัวเป็นการบำบัดเสริม เนื่องจากโมเลกุลของน้ำมันอิมัลชันโดยทั่วไปมีขนาดใหญ่ เทคโนโลยีเมมเบรนอัลตราฟิลเทรชันสามารถนำมาใช้เพื่อให้น้ำเสียที่มีน้ำมันปนเปื้อนไหลผ่านเมมเบรนอัลตราฟิลเทรชันภายใต้ความดัน และน้ำมันอิมัลชันและสารมลพิษโมเลกุลขนาดใหญ่อื่นๆ จะถูกดักจับไว้ ทำให้มีประสิทธิภาพในการกำจัดสูง

การนำน้ำเสียจากชุมชนเมืองกลับมาใช้ใหม่:

การนำน้ำเสียจากชุมชนเมืองกลับมาใช้ใหม่เป็นมาตรการสำคัญในการบรรเทาปัญหาการขาดแคลนน้ำในเมือง หลังจากที่น้ำเสียจากครัวเรือนในเมืองได้รับการบำบัดจนได้มาตรฐานการนำกลับมาใช้ใหม่แล้ว จะนำไปใช้สำหรับน้ำเพื่อการรดน้ำต้นไม้และระบบน้ำรีไซเคิลในเมือง การใช้เทคโนโลยีเมมเบรนแบบอัลตราฟิลเทรชันสามารถบำบัดน้ำเสียในเมืองให้ได้มาตรฐานอย่างรวดเร็ว เนื่องจากน้ำเสียในเมืองมีคุณสมบัติในการย่อยสลายทางชีวภาพได้ดี ในทางปฏิบัติ เพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้ง มักใช้กระบวนการตะกอนเร่งแบบหมุนเวียน (CASS) และเทคโนโลยีเมมเบรนแบบอัลตราฟิลเทรชันควบคู่กันไป ภายใต้เงื่อนไขเวลาการทำงานของระบบ (hydraulic action time) 12 ชั่วโมง อัตราการกำจัด COD ของวิธีนี้สูงกว่า 86% อัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนสูงกว่า 90% และค่า pH ของน้ำทิ้งอยู่ในช่วง 7.25 ถึง 7.89 ซึ่งตรงตามมาตรฐานการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ในเมือง

การนำน้ำเสียจากอุตสาหกรรมอาหารกลับมาใช้ประโยชน์:

นอกจากจะช่วยปรับปรุงคุณภาพน้ำทิ้งแล้ว เทคโนโลยีเมมเบรนอัลตราฟิลเทรชันยังสามารถเพิ่มความเข้มข้นและนำสารที่มีประโยชน์จำนวนมากกลับมาใช้ใหม่ได้อีกด้วย การใช้งานที่พบได้บ่อยที่สุดคือในอุตสาหกรรมอาหาร น้ำเสียที่เกิดจากอุตสาหกรรมอาหารมีไขมัน โปรตีน แป้ง ยีสต์ ฯลฯ ในปริมาณมาก หากปล่อยสารเหล่านี้ลงสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก จะไม่เพียงแต่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดขยะจำนวนมากอีกด้วย ดังนั้นจึงใช้เทคโนโลยีโมดูลอัลตราฟิลเทรชันเพื่อดักจับส่วนประกอบที่มีประโยชน์ในน้ำเสีย และในขณะเดียวกันก็สามารถแยก BOD และ COD ออกจากน้ำได้ด้วย สารที่แยกออกมาจะถูกสกัดและนำกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งสามารถสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่มากขึ้นให้กับองค์กรได้

โดยสรุป เทคโนโลยีเมมเบรนอัลตราฟิลเทรชันเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญสำหรับการบำบัดน้ำในโครงการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม มีโอกาสในการประยุกต์ใช้ที่กว้างขวางมากในการบำบัดน้ำเสียในเมือง การบำบัดน้ำเสียจากอุตสาหกรรมต่างๆ และการกู้คืนวัสดุที่มีประโยชน์ ปัจจุบัน ทิศทางการวิจัยของเทคโนโลยีเมมเบรนอัลตราฟิลเทรชันคือการคิดค้นอุปกรณ์อัลตราฟิลเทรชันที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น และการปรับปรุงคุณภาพน้ำที่ผ่านการบำบัดโดยการผสมผสานกับเทคโนโลยีการบำบัดน้ำอื่นๆ ตามลักษณะของคุณภาพน้ำขาเข้า