Problemet med spildevands nul-emission membrankoncentration - silikatskalering

Kiselsyreforbindelser er også en stor urenhed i naturligt vand. De opløses ofte i vand efter kontakt med sten, der indeholder silikater og aluminiumsilikater. Generelt er indholdet af silikatforbindelser i grundvand højere end i overfladevand. Indholdet af SiO2 i konventionelle vandkilder er<50mg/L.

I industrielt spildevandsgenbrugsprojekter (især kulkemiske spildevandsgenbrugssystemer) er indholdet af SiO2 i spildevand generelt højt, hvilket forårsager silikataflejringer i omvendt osmosesystemer, hvilket i alvorlig grad påvirker levetiden for omvendt osmosesystemer og den stabile drift af systemet. .

I det nuværende varme nul-emissionsfelt i Kina er silikatskalering et af de sværeste problemer at løse på grund af vanskeligheden ved at fjerne SiO2.

RO-systemer er følsomme over for indholdet af SiO2, fordi SiO2 kan polymerisere til meget uopløseligt kolloid silicium i en mættet tilstand og aflejres på membranoverfladen og er vanskelig at rengøre. Den tilladte koncentration af SiO2 i RO-koncentratsektionen afhænger af opløselighedsproduktet af SiO2 og er meget påvirket af vandtemperatur og pH.

Opløseligheden af ​​SiO2 er proportional med vandtemperaturen, såsom 100 mg/L ved 25 grader og 160 mg/L ved 40 grader.

Forholdet mellem opløseligheden af ​​SiO2 og pH:

Når pH=7-8 er SiO2 opløst kiselsyre, og H2SiO3 og HSiO3- er til stede i vandet; når pH er lav, er det en fri syreopløsning eller en calciummagnesiumsilikat-peptiseret tilstand; når pH er høj, hvis der er calcium- og magnesiumioner i vandet, er det en calciummagnesiumsilikat-peptiseret tilstand.

Mohs-hårdheden af ​​calciumcarbonat (diamant er 10) er 3, Mohs-hårdheden af ​​calciumfluorid er 4, og Mohs-hårdheden af ​​silikat er relateret til vandindholdet, som er 4.5-7.5. Silikatvægt er den sværeste blandt mange typer vægt.

Når først silikatafskalning forekommer i det omvendte osmose-system, vil afsaltningshastigheden falde hurtigt, vandproduktionen falde hurtigt, og systemets afsaltningshastighed vil falde betydeligt efter kemisk rensning.

Ved kraftig afskalning vil trykforskellen stige hurtigt, og selv det koncentrerede vandgitter vil skylle ud.

Når membranen med kraftig afskalning observeres under et mikroskop, findes fine ridser på membranoverfladen (se figur 1), og membranen har irreversible fysiske ridser. Se figur 2 for elektronmikroskopfotoet af silikatskalering.

SiO2-koncentrationen i omvendt osmose-indløbet bestemmes af den maksimale opløselighed og koncentrationsmultipel på den koncentrerede vandside, generelt 20 ppm. Forudsætninger: Når iltindholdet (DO) i vandet er<0.5mg/L and the pH is <6, the iron ion and aluminum ion content are <0.05mg/L, because the iron and aluminum ion content has a greater impact on silicate scaling.

Det meste af silica-afskalningen opstår på grund af tilstedeværelsen af ​​aluminium eller jern i vandet. Jern og aluminium reagerer med silicium og danner uopløselige metalsilicater (aluminiumsilikat og jernsilikat), og de dannede metalsilikater ændrer opløseligheden af ​​SiO2, som yderligere hurtigt tilsmudser membranelementerne.

Selvom siliciumkoncentrationen i vandet er lav (10ppm), vil 50ppb aluminiumkoncentration få systemets ydeevne til at falde.

Hvis der er silicium til stede, skal det sikres, at der ikke er aluminium eller jern i vandet, og det anbefales at bruge et 1μm sikkerhedsfilterelement og tage forebyggende syrerensningsforanstaltninger.

Konventionel kemisk rensning er dybest set ineffektiv for silikatskala, mens flussyre effektivt kan rense silikatskala. Selv ved lav temperatur og lav koncentration har flussyre god opløselighed for silikatskala.

Kemisk rensning kan udføres ved at blande {{0}},1% HF+0,4% HCl eller 0,1% NaF+0,4% HCl.

Note:

(1) Koncentrationen af ​​rengøringsopløsningen skal justeres i henhold til den faktiske tilsmudsningssituation. Det anbefales at udføre en prøverensning før bestemmelse af den passende rengøringskoncentration;

(2) Flussyre er ekstremt ætsende. Indånding af damp eller kontakt med huden kan forårsage uhelbredelige forbrændinger. Det anslås, at en person, der indtager 1,5 g flussyre, kan forårsage øjeblikkelig død. Indånding af flussyretåge med høj koncentration kan forårsage bronkitis og hæmoragisk lungeødem. Det kan også optages gennem huden og forårsage alvorlig forgiftning. Derfor skal der træffes beskyttelsesforanstaltninger under kemisk rengøring og fagfolk skal udføre operationen.

(1) Kontrol af SiO2-koncentrationen i indløbet og genvindingshastigheden af ​​det omvendte osmose-system for at reducere SiO2-koncentrationen i koncentratet og undgå at overskride opløselighedsproduktet er den vigtigste metode til at forhindre SiO2-skalering;

(2) Vedtagelse af yderligere eller forbedrede forbehandlingsprocesser, såsom kalkblødgøring, kan reducere 50 % af SiO2 i fødevandet, eller tilsætning af magnesiumoxid eller natriumaluminat under kalk-sodablødgørende forbehandling for at reducere SiO2-koncentrationen i tilløbsvandet;

(3) Forøg vandtemperaturen korrekt (ikke tilladt.

(5) Forbehandling med et målrettet anti-afkalkningsdispergeringsmiddel til silica-afskalning. Den maksimalt tilladte SiO2-koncentration på den koncentrerede vandside af forskellige anti-afkalkningsdispergeringsmidler er forskellig. Kontakt venligst producenten af ​​anti-afkalkningsmidlet for detaljer;

(6) Kolloid silica kan fjernes ved adsorption under anvendelse af en stærkt alkalisk anionbytterharpiks eller ved at bruge en ultrafiltreringsmembran med en cut-off molekylvægt på mindre end 10,000.