Problém koncentrácie membrány s nulovými emisiami v odpadovej vode – silikátové usadzovanie

Zlúčeniny kyseliny kremičitej sú tiež hlavnou nečistotou v prírodnej vode. Často sa rozpúšťajú vo vode po kontakte s horninami obsahujúcimi kremičitany a hlinitokremičitany. Vo všeobecnosti je obsah silikátových zlúčenín v podzemnej vode vyšší ako v povrchovej vode. Obsah SiO2 v bežných vodných zdrojoch je<50mg/L.

V projektoch opätovného využitia priemyselných odpadových vôd (najmä v systémoch opätovného využitia uhoľných chemických odpadových vôd) je obsah SiO2 v odpadovej vode vo všeobecnosti vysoký, čo spôsobuje usadzovanie silikátov v systémoch reverznej osmózy, čím vážne ovplyvňuje životnosť systémov reverznej osmózy a stabilnú prevádzku systému. .

V súčasnej horúcej oblasti s nulovými emisiami v Číne je silikátové usadzovanie jedným z najťažších problémov na vyriešenie kvôli ťažkostiam pri odstraňovaní SiO2.

RO systémy sú citlivé na obsah SiO2, pretože SiO2 môže v nasýtenom stave polymerizovať na veľmi nerozpustný koloidný kremík a usadzovať sa na povrchu membrány a ťažko sa čistí. Prípustná koncentrácia SiO2 v sekcii koncentrátu RO závisí od produktu rozpustnosti SiO2 a je značne ovplyvnená teplotou vody a pH.

Rozpustnosť Si02 je úmerná teplote vody, napríklad 100 mg/l pri 25 stupňoch a 160 mg/l pri 40 stupňoch.

Vzťah medzi rozpustnosťou Si02 a pH:

Pri pH=7-8 je SiO2 rozpustená kyselina kremičitá a vo vode sú prítomné H2SiO3 a HSiO3-; keď je pH nízke, je to roztok voľnej kyseliny alebo peptizovaný stav kremičitanu vápenato-horečnatého; keď je pH vysoké, ak sú vo vode ióny vápnika a horčíka, ide o peptizovaný stav kremičitanu vápenato-horečnatého.

Mohsova tvrdosť uhličitanu vápenatého (kosoštvorec je 10) je 3, Mohsova tvrdosť fluoridu vápenatého je 4 a Mohsova tvrdosť kremičitanu súvisí s obsahom vody, ktorý je 4.5-7.5. Silikátový kameň je najtvrdší spomedzi mnohých typov vodného kameňa.

Keď v systéme reverznej osmózy dôjde k usadzovaniu kremičitanov, rýchlosť odsoľovania rýchlo klesne, výkon vody sa rýchlo zníži a rýchlosť odsoľovania systému po chemickom čistení výrazne klesne.

Pri silnom usadzovaní sa tlakový rozdiel rýchlo zvýši a dokonca aj koncentrovaná vodná mriežka sa vypláchne.

Keď sa pod mikroskopom pozoruje membrána s výraznými šupinami, na povrchu membrány sa zistia jemné škrabance (pozri obrázok 1) a membrána má nezvratné fyzické škrabance. Na obrázku 2 je fotografia silikátového škálovania z elektrónového mikroskopu.

Koncentrácia SiO2 v prítoku reverznej osmózy je určená násobkom maximálnej rozpustnosti a koncentrácie na strane koncentrovanej vody, všeobecne 20 ppm. Predpoklady: Keď je obsah kyslíka (DO) vo vode<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.

Väčšina vodného kameňa oxidu kremičitého vzniká v dôsledku prítomnosti hliníka alebo železa vo vode. Železo a hliník reagujú s kremíkom za vzniku nerozpustných kremičitanov kovov (kremičitanu hlinitého a kremičitanu železa) a vzniknuté kremičitany kovov menia rozpustnosť SiO2, ktorý ďalej rýchlo zanáša membránové prvky.

Aj keď je koncentrácia kremíka vo vode nízka (10 ppm), koncentrácia hliníka 50 ppb spôsobí pokles výkonu systému.

Ak je prítomný kremík, malo by sa zabezpečiť, aby sa vo vode nenachádzal hliník alebo železo, a odporúča sa použiť 1μm bezpečnostný filtračný prvok a prijať preventívne opatrenia na čistenie kyselinou.

Bežné chemické čistenie je v podstate neúčinné pre silikátový kameň, zatiaľ čo kyselina fluorovodíková dokáže účinne vyčistiť silikátový kameň. Aj pri nízkej teplote a nízkej koncentrácii má kyselina fluorovodíková dobrú rozpustnosť pre silikátové usadeniny.

Chemické čistenie je možné vykonať zmiešaním {{0}},1% HF+0,4% HCl alebo 0,1% NaF+0,4% HCl.

Poznámka:

(1) Koncentrácia čistiaceho roztoku sa musí upraviť podľa aktuálnej situácie znečistenia. Pred stanovením vhodnej koncentrácie čistenia sa odporúča vykonať skúšobné čistenie;

(2) Kyselina fluorovodíková je mimoriadne žieravá. Vdychovanie pary alebo kontakt s pokožkou môže spôsobiť neliečiteľné popáleniny. Odhaduje sa, že osoba, ktorá požije 1,5 g kyseliny fluorovodíkovej, môže spôsobiť okamžitú smrť. Vdýchnutie hmly s vysokou koncentráciou kyseliny fluorovodíkovej môže spôsobiť bronchitídu a hemoragický pľúcny edém. Môže sa tiež absorbovať cez pokožku a spôsobiť vážnu otravu. Preto treba pri chemickom čistení prijať ochranné opatrenia a operáciu musia vykonať odborníci.

(1) Riadenie koncentrácie SiO2 v prítoku a rýchlosti regenerácie systému reverznej osmózy s cieľom znížiť koncentráciu SiO2 v koncentráte a vyhnúť sa prekročeniu hodnoty produktu rozpustnosti je hlavnou metódou na zabránenie tvorby vodného kameňa SiO2;

(2) Prijatie dodatočných alebo vylepšených procesov predúpravy, ako je zmäkčovanie vápna, môže znížiť 50 % Si02 v napájacej vode, alebo pridanie oxidu horečnatého alebo hlinitanu sodného počas predúpravy vápnom a sódou na zníženie koncentrácie Si02 v prítoku;

(3) Správne zvýšenie teploty vody (nie je povolené (4) Správne zvýšenie pH pritekajúcej vody pomáha zvýšiť rozpustnosť SiO2 a spomaliť tvorbu vodného kameňa;

(5) Predúprava cieleným dispergátorom proti usadzovaniu vodného kameňa na odstraňovanie vodného kameňa. Maximálna povolená koncentrácia SiO2 na strane koncentrovanej vody rôznych disperzantov proti usadzovaniu vodného kameňa je rôzna. Podrobnosti získate od výrobcu prostriedku proti usadzovaniu vodného kameňa;

(6) Koloidný oxid kremičitý možno odstrániť adsorpciou pomocou silne alkalickej aniónomeničovej živice alebo použitím ultrafiltračnej membrány s medznou molekulovou hmotnosťou menšou ako 10,000.