इसका उपयोग कहां किया जाता है और यह क्या समाधान करता है: तेल जल पृथक्करण के लिए सिरेमिक झिल्ली के विशिष्ट औद्योगिक अनुप्रयोग

1. प्रौद्योगिकी को विशिष्ट जल स्थितियों पर लागू किया जाना चाहिए

पिछले दो लेखों में "सिरेमिक झिल्ली क्यों चुनें" और "वे कैसे काम करते हैं" के बारे में गहराई से बताया गया है, लेकिन सबसे अच्छी तकनीक का भी केवल तभी महत्व है जब इसे विशिष्ट जल स्थितियों पर लागू किया जाता है।तेल जल पृथक्करण के लिए सिरेमिक झिल्लीये सभी उपचार नहीं हैं। उनके सबसे उपयुक्त अनुप्रयोग तैलीय अपशिष्ट जल धाराएँ हैं जिनकी विशेषता "महीन तेल की बूंदें, भारी दूषित पानी और कठोर परिचालन स्थितियाँ" हैं। इसके विपरीत, कम तेल सामग्री, हल्के पानी की स्थिति और सीमित उतार-चढ़ाव वाले अनुप्रयोगों के लिए, कम लागत वाली कार्बनिक झिल्ली या पारंपरिक भौतिक रासायनिक उपचार विधियां अधिक किफायती हो सकती हैं। यह लेख कई विशिष्ट औद्योगिक परिदृश्यों पर चर्चा करता है ताकि यह जांचा जा सके कि सिरेमिक झिल्ली वास्तव में क्या समाधान करती है और उनके आवेदन पर कब पुनर्विचार किया जाना चाहिए।

2. परिदृश्य 1: तेल क्षेत्र द्वारा उत्पादित पानी और पुनः इंजेक्शन

आइये शुरू करते हैंतेल क्षेत्र ने पानी का उत्पादन किया. यह सिरेमिक झिल्ली के लिए सबसे क्लासिक अनुप्रयोग क्षेत्रों में से एक है। तेल उत्पादन के दौरान निर्माण जल को सतह पर लाया जाता है, जिसमें कच्चा तेल, निर्माण रेत, स्केलिंग आयन और बड़ी मात्रा में इमल्सीफाइड तेल होता है। यह अक्सर निर्माण तापमान को भी बनाए रखता है। उत्पादित पानी का अधिकांश भाग सतह पर पहुंचने पर गर्म होता है, और कुछ धाराएँ अपेक्षाकृत गर्म भी हो सकती हैं। जो चीज़ स्थिति को और अधिक चुनौतीपूर्ण बनाती है वह है इसका "दोहरा मिशन": पानी या तो हो सकता हैदबाव बनाए रखने के लिए संरचना में दोबारा डाला जाए, जो निलंबित ठोस पदार्थों और तेल सामग्री पर आवश्यकताएं रखता है, यापुन: उपयोग या अनुरूप निर्वहन के लिए इलाज किया गया, जो पानी की गुणवत्ता स्थिरता पर और भी अधिक मांग रखता है। जब इमल्सीफाइड तेल और उच्च रेत लोडिंग एक साथ होती है तो पारंपरिक गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण और विघटित वायु प्रवाह अक्सर संघर्ष कर सकता है। सिरेमिक झिल्ली अपनी हाइड्रोफिलिक और ओलेओफोबिक विशेषताओं के साथ-साथ तापमान और घर्षण के प्रतिरोध के कारण इन स्थितियों के लिए उपयुक्त हैं। क्रॉस - फ्लो निस्पंदन लगातार रेत और तेल को दूर करता है, जबकि अल्ट्राफिल्ट्रेशन इमल्सीफाइड तेल को बरकरार रखता है, स्थिर और क्लीनर पर्मेट का उत्पादन करता है जो पुन: इंजेक्शन के दौरान गठन प्लगिंग को रोकने में मदद करता है और पुन: उपयोग के दौरान डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं की रक्षा करता है। के इंजीनियरिंग अनुभव मेंतैलीय अपशिष्ट जल के लिए सिरेमिक झिल्ली प्रणालियों के साथ ताइहे पर्यावरण संरक्षण, तेल क्षेत्र से संबंधित अनुप्रयोगों का एक महत्वपूर्ण अनुपात है,सटीक रूप से क्योंकि दोनों "गंदे लेकिन स्थिर" संचालन के लिए उनकी आवश्यकता सिरेमिक झिल्ली की ताकत से काफी मेल खाती है।

2.1 पुनः इंजेक्शन जल गुणवत्ता के लिए गुणात्मक आवश्यकताएँ

पुन: इंजेक्शन के संबंध में, गुणात्मक आवश्यकताओं के बारे में एक बिंदु जोड़ना उचित है क्योंकि वे तेल क्षेत्र अनुप्रयोगों में झिल्ली चयन के लिए एक महत्वपूर्ण आधार हैं। यदि पुन: इंजेक्शन वाले पानी में निलंबित ठोस पदार्थ और तेल की मात्रा बहुत अधिक है, तो वे गले के छिद्रों को बंद कर सकते हैं और इंजेक्शन के बाद जलाशय को नुकसान पहुंचा सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप इंजेक्शन का दबाव बढ़ जाता है और तेल पुनर्प्राप्ति दक्षता कम हो जाती है। इसलिए, पुनः इंजेक्शन पानी आम तौर पर तीन पहलुओं पर केंद्रित होता है:निलंबित ठोस सांद्रण और कण {{0}आकार वितरण, तेल सामग्री, और निर्माण जल के साथ अनुकूलता,इसमें यह भी शामिल है कि स्केलिंग या मिट्टी में सूजन हो सकती है या नहीं। सिरेमिक झिल्ली का मूल्य एक साथ निलंबित ठोस और इमल्सीफाइड तेल को स्थिर और अपेक्षाकृत निम्न स्तर तक कम करने की उनकी क्षमता में निहित है, जबकि पर्मिट गुणवत्ता में कम उतार-चढ़ाव बनाए रखता है। लंबे समय तक स्थिर इंजेक्शन की आवश्यकता वाले तेल क्षेत्रों के लिए, यह केवल अस्थायी रूप से कम मूल्य प्राप्त करने की तुलना में अधिक सार्थक है। जहां तक ​​विशिष्ट सीमाओं का सवाल है, वे तेल क्षेत्रों और जलाशयों के बीच काफी भिन्न होते हैं और उन्हें एकल सार्वभौमिक मूल्य लागू करने के बजाय साइट - विशिष्ट मानकों के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए।

3. परिदृश्य 2: रिफाइनरी और पेट्रोकेमिकल तैलीय अपशिष्ट जल

अगला हैरिफाइनरियों और पेट्रोकेमिकल सुविधाओं से निकलने वाला तैलीय अपशिष्ट जल. इस प्रकार का जल तेल क्षेत्र के जल की तुलना में अधिक जटिल है। तेल के अलावा, इसमें फिनोल, सल्फाइड, निलंबित उत्प्रेरक महीन और कई अन्य संदूषक शामिल हो सकते हैं। यूनिट स्विचिंग प्रक्रिया के दौरान पानी की गुणवत्ता में काफी उतार-चढ़ाव हो सकता है, और तापमान भी अपेक्षाकृत अधिक हो सकता है। यहां, सिरेमिक झिल्ली का मूल्य सभी प्रदूषकों को अकेले "लेने" में नहीं है, बल्कि एक स्थिर "तेल और निलंबित ठोस हटाने वाले अवरोधक" के रूप में कार्य करने में निहित है: सबसे पहले डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं पर सबसे अधिक प्रभाव डालने वाले तेल और कणों को हटाना, ताकि बाद में जैविक या उन्नत उपचार अधिक तेजी से काम कर सके। रासायनिक सफाई के प्रति उनका प्रतिरोध यहां विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि रिफाइनरी का अपशिष्ट जल अत्यधिक दूषित होता है और उसे बार-बार सफाई की आवश्यकता हो सकती है। बार-बार सफाई के बाद कार्बनिक झिल्ली क्षतिग्रस्त हो सकती है, जबकि सिरेमिक झिल्ली बार-बार सफाई चक्र का सामना कर सकती है। बेशक, रिफाइनरी अपशिष्ट जल की एक जटिल संरचना होती है, इसलिए सिरेमिक झिल्ली आमतौर पर "केवल" उपचार तकनीक के बजाय संयुक्त उपचार प्रक्रिया का "केंद्रीय घटक" होती है। इस भेद को यथार्थ रूप से पहचाना जाना चाहिए।

(चित्रा: चार विशिष्ट तैलीय अपशिष्ट जल परिदृश्य: तेल क्षेत्र द्वारा उत्पादित पानी, रिफाइनरी और पेट्रोकेमिकल अपशिष्ट जल, धातु काटने वाला तरल अपशिष्ट जल, और भोजन प्रसंस्करण और बूचड़खाने अपशिष्ट जल, संबंधित तेल रूपों और प्रमुख चुनौतियों को दर्शाते हुए।)

4. परिदृश्य 3: धातुकर्म और कटाई-द्रव अपशिष्ट जल

तीसरी श्रेणी मशीनिंग और धातु काटने वाले तरल पदार्थों से निकलने वाला अपशिष्ट जल है।मशीनिंग कार्यशालाओं में इमल्शन और कटिंग तरल पदार्थ का लंबे समय तक उपयोग किए जाने के बाद, वे एक "काले शोरबे" में बदल सकते हैं जिसमें खनिज तेल और बड़ी मात्रा में सर्फेक्टेंट और प्रोसेस {{0}द्रव योजक दोनों शामिल होते हैं, बेहद स्थिर पायसीकरण और उच्च सीओडी के साथ। इस प्रकार के अपशिष्ट जल की मात्रा जरूरी नहीं कि बड़ी हो, लेकिन इसके उपचार की कठिनाई किसी भी तरह से कम नहीं है। पारंपरिक जमावट और घुली हुई वायु का प्रवाह अक्सर पूर्ण डीमल्सीफिकेशन प्राप्त करने में विफल रहता है, जिससे उपचारित पानी में अवशिष्ट तेल रह जाता है। यहां सिरेमिक अल्ट्राफिल्ट्रेशन का लाभ यह है कि यह "इमल्शन के उपचार" के लिए विशेष रूप से प्रभावी है: यह स्थिर तेल की बूंदों को बरकरार रखता है, जबकि पर्मिट फिर वाष्पीकरण, जैविक उपचार, या डीमल्सीफिकेशन के बाद उपचार के लिए आगे बढ़ सकता है। मशीनिंग कंपनियों के लिए, इसका मतलब तरल सेवा जीवन को बढ़ाना, खतरनाक अपशिष्ट उत्पादन को कम करना और पुन: उपयोग की क्षमता को बढ़ाना हो सकता है। तेजी से सख्त हो रहे पर्यावरणीय विनियमन की पृष्ठभूमि में, इसका मूल्य न केवल उपचार प्रदर्शन में बल्कि नियामक अनुपालन में भी निहित है।

5. परिदृश्य 4: पशु और वनस्पति तेल युक्त खाद्य प्रसंस्करण और बूचड़खाने का अपशिष्ट जल

चौथी श्रेणी खाद्य प्रसंस्करण, बूचड़खानों और इसी तरह के उद्योगों से पशु और वनस्पति तेल युक्त अपशिष्ट जल है।इस प्रकार के अपशिष्ट जल में तेल मुख्य रूप से पशु और वनस्पति वसा और तेल होते हैं। तापमान अक्सर अपेक्षाकृत अधिक होता है, विशेषकर गर्म प्रसंस्करण वाले अपशिष्ट जल में, और पानी में निलंबित ठोस पदार्थ, प्रोटीन और कार्बनिक पदार्थ भी होते हैं। खनिज तेल के विपरीत, पशु और वनस्पति तेलों के कम तापमान पर जमने और झिल्ली की सतह पर चिपकने की अधिक संभावना होती है, जिसके परिणामस्वरूप सफाई की अधिक आवश्यकता होती है। सिरेमिक झिल्ली की उच्च तापमान प्रतिरोध और मजबूत सफाई क्षमता यहां विशेष रूप से उपयोगी है: गर्म पानी या क्षारीय सफाई ठोस तेल को पिघला सकती है और चिपके हुए कार्बनिक पदार्थ को हटा सकती है, जिससे अच्छी फ्लक्स रिकवरी हो सकती है। सिरेमिक झिल्लियों का उपयोग अक्सर तेल पृथक्करण के बाद महीन निस्पंदन अवरोधक के रूप में किया जाता हैघुली हुई वायु का प्रवाह, अवशिष्ट इमल्सीफाइड तेल को और कम करना और पर्मिट को जैविक उपचार में प्रवेश करने या निर्वहन आवश्यकताओं को अधिक लगातार पूरा करने की अनुमति देना।

6. ध्यान देने योग्य अन्य अनुप्रयोग

उपरोक्त चार प्रमुख अनुप्रयोग क्षेत्रों के अलावा, कई अन्य परिदृश्य भी ध्यान देने योग्य हैं।कोल्ड रोलिंग और धातु प्रसंस्करण में, इमल्शन अपशिष्ट जल में तेल, लौह पाउडर और सर्फेक्टेंट का मिश्रण होता है, जिससे विघटित करना मुश्किल हो जाता है और लौह की सांद्रता अधिक हो जाती है। हालांकिकोकिंग अपशिष्ट जलमुख्य रूप से फिनोल और अमोनिया की विशेषता है, इसमें टार जैसे तेल के अंश भी हो सकते हैं, जो झिल्ली फाउलिंग प्रतिरोध और रासायनिक प्रतिरोध पर कठोर आवश्यकताएं लगाते हैं।जहाज का बिल्ज पानीयह एक विशिष्ट "छोटी{{0}आयतन, उच्च{{1}तेलीय-सामग्री, अत्यधिक उतार-चढ़ाव वाली" अपशिष्ट जल धारा है। इसे अक्सर मोबाइल प्लेटफ़ॉर्म पर व्यवहार किया जाता है, जिसमें सिस्टम कॉम्पैक्टनेस और हाइड्रोलिक और लोड झटके के प्रतिरोध पर विशेष जोर दिया जाता है। इन अनुप्रयोगों की सामान्य विशेषताएं महीन तेल की बूंदें, जटिल पानी की गुणवत्ता और अनिश्चित परिचालन स्थितियां हैं, जो सिरेमिक झिल्ली के आराम क्षेत्र में आती हैं। हालाँकि, इस बात पर भी जोर दिया जाना चाहिए कि किसी भी नए अनुप्रयोग में सिरेमिक झिल्ली को शामिल करने से पहले, सामग्री और रासायनिक अनुकूलता की पुष्टि करने और स्केल अप करने से पहले सफाई रणनीति की व्यवहार्यता को सत्यापित करने के लिए जल गुणवत्ता विश्लेषण और पायलट परीक्षण किया जाना चाहिए। सिरेमिक झिल्ली एक "प्लग{8}और-प्ले" सार्वभौमिक घटक नहीं हैं।

जब इन अनुप्रयोगों को एक साथ रखा जाता है, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि यद्यपि वे अलग-अलग दिखाई देते हैं, उनकी अंतर्निहित चुनौतियाँ अत्यधिक सुसंगत हैं -वे सभी "ठीक तेल + गंदा पानी + उतार-चढ़ाव" को जोड़ते हैं। निम्नलिखित तालिका इन सामान्य चुनौतियों और सिरेमिक झिल्ली के अनुप्रयोग तर्क की गुणात्मक तुलना प्रदान करती है।

7. सिरेमिक झिल्ली शायद ही कभी अकेले काम करती है: संयुक्त उपचार प्रक्रियाएं

एक और बात पर जोर देने की जरूरत है: सिरेमिक झिल्ली शायद ही कभी अकेले काम करती है।उच्च {{0}तेल-सामग्री वाले अनुप्रयोगों के लिए, आमतौर पर "तेल पृथक्करण/डीएएफ + सिरेमिक झिल्ली" का उपयोग किया जाता है। जब उन्नत जल के पुन: उपयोग की आवश्यकता होती है, तो "सिरेमिक झिल्ली + रिवर्स ऑस्मोसिस" अक्सर लागू किया जाता है। विघटित कार्बनिक पदार्थ के उच्च स्तर वाले अनुप्रयोगों में, जैविक उपचार या उन्नत ऑक्सीकरण को भी डाउनस्ट्रीम में जोड़ा जा सकता है।इस प्रकार का संयोजन केवल उपकरणों को ढेर करने के बारे में नहीं है, बल्कि प्रत्येक उपचार चरण को वह करने की अनुमति देने के बारे में है जो वह सबसे अच्छा करता है। इस "श्रम विभाजन" को समझना उस बजट को खर्च करने के लिए आवश्यक है जहां सिस्टम चयन के दौरान यह मायने रखता है, न कि सब कुछ संभालने के लिए एक उपचार चरण की अपेक्षा करना।

7.1 सांद्र कहाँ जाता है? बंद-लूप डिस्पोजल

एक और अक्सर अनदेखा किया जाने वाला मुद्दा जो परियोजना व्यवहार्यता को सीधे प्रभावित करता है वह यह है कि ध्यान कहाँ जाता है। सिरेमिक झिल्ली तेल और निलंबित ठोस पदार्थों को सांद्रण पक्ष पर केंद्रित करती है। सांद्रण में तेल की मात्रा अधिक होती है और मात्रा कम होती है, लेकिन फिर भी अंततः इसे निपटाने की आवश्यकता होती है -यही वह जगह है जहां "मात्रा में कमी" का महत्व आता है।एक उचित मार्ग आमतौर पर पहले सांद्रण को और अधिक संकेंद्रित करना या डीमल्सीफाई करना और पुनर्प्राप्त करने योग्य तेल को पुनर्प्राप्त करना और पुन: उपयोग करना है। फिर शेष भारी तैलीय कीचड़ और इमल्सीफाइड अवशेषों को खतरनाक अपशिष्ट के रूप में या स्थानीय आवश्यकताओं के अनुसार निपटान या भस्मीकरण के लिए भेजा जाता है।चयन चरण के दौरान सांद्रण के गंतव्य, निपटान विधि और लागत को परियोजना में शामिल किया जाना चाहिए, न कि तब तक इंतजार करना चाहिए जब तक कि सिस्टम का निर्माण यह पता लगाने के लिए न हो जाए कि सांद्रण भेजने के लिए कहीं नहीं है। संपूर्ण तैलीय अपशिष्ट जल उपचार परियोजना के लिए, जो अंततः निर्धारित करता है कि परियोजना को लागू किया जा सकता है या नहीं, वह अक्सर झिल्ली का प्रदर्शन ही नहीं है, बल्कि यह है कि क्या "पानी आता है, तेल बाहर जाता है, पानी का पुन: उपयोग किया जाता है, और तेल का निपटान किया जाता है" की पूरी श्रृंखला ठीक से बंद है।

8. आवेदन चयन: विचार करने के लिए कई गुणात्मक संकेत

एक कदम और गहराई में जाने पर, जब आपको वास्तव में किसी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए उपचार समाधान का चयन करने की आवश्यकता होती है, तो केवल यह देखना कि पानी में "तेल है" पर्याप्त नहीं है। आपको कई गुणात्मक आयामों पर विचार करने की आवश्यकता है:पानी की गुणवत्ता में कितना उतार-चढ़ाव होता है, ऑपरेटिंग तापमान कितना ऊंचा है, तेल और निलंबित ठोस पदार्थों का लोडिंग कितना अधिक है, और डाउनस्ट्रीम पानी की गुणवत्ता की आवश्यकताएं कितनी सख्त हैं।निम्नलिखित तालिका प्रमुख निर्णय कारकों को संरेखित करने और गलत दिशा में निवेश करने से बचने में मदद करती है।

9. ईमानदार रहें: सिरेमिक झिल्ली की सीमाएँ

इसे ईमानदारी से स्वीकार किया जाना चाहिए कि इन अनुप्रयोगों में सिरेमिक झिल्ली की भी सीमाएं हैं: उन्हें उच्च प्रारंभिक निवेश की आवश्यकता होती है, अपेक्षाकृत भंगुर होते हैं, और अधिक मांग वाली स्थापना और प्रीट्रीटमेंट आवश्यकताएं होती हैं। जब तेल की मात्रा बहुत अधिक होती है और तेल मुख्य रूप से मुक्त तेल के रूप में मौजूद होता है, तो पहले तेल पृथक्करण और विघटित वायु प्रवाह के माध्यम से "थोक" तेल को हटाना सीधे झिल्ली लगाने की तुलना में अक्सर अधिक किफायती होता है। जब मजबूत कार्बनिक सॉल्वैंट्स या अत्यधिक पीएच स्थितियों का सामना करना पड़ता है, तो सामग्री अनुकूलता की भी पहले से पुष्टि की जानी चाहिए। दूसरे शब्दों में, सिरेमिक झिल्ली "तैलीय अपशिष्ट जल के कठिन उपचार के लिए इष्टतम समाधान" है, न कि "सभी तैलीय अपशिष्ट जल के लिए इष्टतम समाधान।"

10. निष्कर्ष: पहले पानी का आकलन करें, फिर तय करें कि झिल्ली का उपयोग करना है या नहीं

जब अनुप्रयोग परिदृश्यों और कार्यप्रणाली पर एक साथ विचार किया जाता है, तो निष्कर्ष स्पष्ट हो जाता है:यह निर्धारित करते समय कि क्या किसी विशेष एप्लिकेशन को सिरेमिक झिल्ली का उपयोग करना चाहिए, कीमतों की तुलना करने में जल्दबाजी न करें। इसके बजाय, उन तीन चरणों पर वापस लौटें जो बार-बार महत्वपूर्ण साबित हुए हैं, पहले, पानी की मात्रा, तेल कहां से आता है, और सांद्रण कहां जाता है, यह समझने के लिए पानी का संतुलन बनाएं; इसके बाद, तेल के प्राथमिक रूप और आवश्यक डाउनस्ट्रीम पानी की गुणवत्ता सीमा निर्धारित करने के लिए पानी की गुणवत्ता को वर्गीकृत करें; अंत में, यह निर्धारित करने के लिए पेबैक अवधि और स्वामित्व की कुल लागत की गणना करें कि लंबी अवधि में प्रतिस्थापन, डाउनटाइम और अनुपालन लागत में बचत प्रारंभिक निवेश को कवर कर सकती है या नहीं।एक बार जब इन तीन चरणों को ठीक से पूरा कर लिया जाता है, तो यह स्वाभाविक रूप से स्पष्ट हो जाता है कि सिरेमिक झिल्ली का उपयोग कहां किया जाना चाहिए और वे क्या हल कर सकते हैं।