กระบวนการทั่วไปสำหรับการปรับสภาพน้ำเสียที่มีเกลือสูงให้มีความอ่อนนุ่มก่อนการบำบัด 1

น้ำเสียที่มีความเค็มสูงมักมีไอออนของแคลเซียม แมกนีเซียม ซิลิคอน และโลหะหนักในปริมาณมาก จึงจำเป็นต้องผ่านกระบวนการปรับสภาพน้ำให้มีความอ่อนตัวก่อน เพื่อลดความกระด้างของน้ำให้ตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการแยกด้วยเยื่อหรือการตกผลึกโดยการระเหยในขั้นตอนต่อไป เทคโนโลยีการปรับสภาพน้ำให้อ่อนตัวที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ได้แก่ การตกตะกอนทางเคมี การแยกด้วยเยื่อ และการแลกเปลี่ยนไอออน

1. กระบวนการปรับสภาพน้ำด้วยปูนขาวและโซเดียมคาร์บอเนตแบบผสมผสาน

ในปฏิกิริยาขั้นต้น จะมีการเติมปูนขาว (Ca(OH)₂) เพื่อปรับค่า pH ของน้ำเสียให้สูงกว่า 10 ซึ่งจะส่งเสริมการตกตะกอนของ Mg(OH)₂ โดยไอออนแมกนีเซียม และในขณะเดียวกันก็จะสร้างสารประกอบไฮดรอกซิลกับไอออนโลหะหนัก (เช่น Fe²⁺, Mn²⁺) และไอออนฟลูออไรด์จะรวมตัวกับแคลเซียมเพื่อก่อให้เกิดการตกตะกอนของ CaF₂ ข้อมูลจากการทดลองแสดงให้เห็นว่า อัตราการกำจัด Mg²⁺ ในปฏิกิริยาขั้นต้นสามารถสูงกว่า 95% และอัตราการกำจัดฟลูออไรด์สูงกว่า 80%

ในปฏิกิริยาขั้นที่สอง จะมีการเติมโซเดียมคาร์บอเนต (Na₂CO₃) เพื่อกำจัดไอออนแคลเซียมเพิ่มเติมผ่านปฏิกิริยา การบำบัดขั้นที่สองสามารถลดความเข้มข้นของ Ca²⁺ ให้ต่ำกว่า 50 มก./ลิตร และปริมาณซิลิคอนจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากการดูดซับของตะกอน Mg(OH)₂

ข้อจำกัด: การเติมปูนขาวทำให้เกิดแคลเซียมไอออน (Ca²⁺) ในปริมาณมาก ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่มปริมาณโซเดียมคาร์บอเนต (ประมาณ 1.5 เท่าของอัตราส่วนทางเคมี) และต้นทุนของสารเคมีก็สูง ปริมาณตะกอนที่เกิดขึ้นมีมาก และจำเป็นต้องมีอุปกรณ์แยกน้ำออกจากตะกอน ค่า pH จำเป็นต้องปรับบ่อยครั้งเมื่อคุณภาพน้ำผันผวน และการควบคุมอัตโนมัติทำได้ยาก

2. กระบวนการปรับสภาพผิวด้วยด่างเหลวและโซดาแอชแบบผสมผสาน

มีการใช้ NaOH แทนปูนขาวเป็นสารตั้งต้นในการทำปฏิกิริยาหลัก เพื่อหลีกเลี่ยงการเติมไอออนแคลเซียมเพิ่มเติม ในโครงการหนึ่ง ปริมาณ Ca²⁺ เริ่มต้นในน้ำเสียจากการกำจัดกำมะถันอยู่ที่ 1200 มิลลิกรัม/ลิตร หลังจากปรับ pH ให้เป็น 11 ด้วย NaOH อัตราการกำจัด Mg²⁺ ก็สูงถึง 98% และหลังจากเติม Na₂CO₃ เป็นลำดับที่สอง ความเข้มข้นของ Ca²⁺ ลดลงเหลือต่ำกว่า 80 มิลลิกรัม/ลิตร และปริมาณการใช้โซเดียมคาร์บอเนตลดลง 30% เมื่อเทียบกับวิธีการใช้ปูนขาว

วิธีนี้ช่วยลดปริมาณตะกอนได้ 20%~40% กระบวนการทำงานง่ายขึ้น และเหมาะสำหรับน้ำเสียที่มีอัตราส่วนแคลเซียมต่อแมกนีเซียม (Ca/Mg) ต่ำ

ข้อจำกัด: ต้นทุนของ NaOH สูงกว่าปูนขาว (ประมาณ 3 เท่า) และต้องพิจารณาถึงผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ นอกจากนี้ อาจเกิดการตกตะกอนของซิลิเกตภายใต้สภาวะ pH สูง และจำเป็นต้องเติมสารช่วยกระจายตัวเพื่อป้องกันการเกิดคราบตะกรัน