Il-problema tal-konċentrazzjoni tal-membrana b'emissjoni żero tal-ilma tad-drenaġġ - skalar tas-silikat

Il-komposti tal-aċidu siliċiku huma wkoll impurità ewlenija fl-ilma naturali. Ħafna drabi jinħall fl-ilma wara kuntatt ma 'blat li jkun fih silikati u aluminosilikati. Ġeneralment, il-kontenut ta 'komposti tas-silikat fl-ilma ta' taħt l-art huwa ogħla minn dak fl-ilma tal-wiċċ. Il-kontenut ta 'SiO2 f'sorsi ta' ilma konvenzjonali huwa<50mg/L.

Fi proġetti ta 'użu mill-ġdid tal-ilma tad-drenaġġ industrijali (speċjalment sistemi ta' użu mill-ġdid tal-ilma tad-drenaġġ kimiku tal-faħam), il-kontenut ta 'SiO2 fl-ilma tad-drenaġġ huwa ġeneralment għoli, li jikkawża skalar tas-silikat f'sistemi ta' reverse osmosis, u b'hekk jaffettwa serjament il-ħajja tas-servizz tas-sistemi ta 'reverse osmosis u t-tħaddim stabbli tas-sistema. .

Fil-qasam attwali ta 'emissjoni żero sħuna fiċ-Ċina, l-iskala tas-silikat hija waħda mill-aktar problemi diffiċli biex issolvi minħabba d-diffikultà li titneħħa SiO2.

Is-sistemi RO huma sensittivi għall-kontenut ta 'SiO2 minħabba li SiO2 jista' jippolimerizza f'silikon kollojdali li ma jinħallx ħafna fi stat saturat u jiddepożita fuq il-wiċċ tal-membrana u huwa diffiċli biex jitnaddaf. Il-konċentrazzjoni permissibbli ta 'SiO2 fis-sezzjoni tal-konċentrat RO tiddependi fuq il-prodott tas-solubilità ta' SiO2, u hija affettwata ħafna mit-temperatura tal-ilma u l-pH.

Is-solubilità ta 'SiO2 hija proporzjonali għat-temperatura ta' l-ilma, bħal 100 mg/L f'25 grad u 160 mg/L f'40 grad.

Ir-relazzjoni bejn is-solubilità tas-SiO2 u l-pH:

Meta l-pH=7-8, SiO2 jiġi maħlul aċidu siliċiku, u H2SiO3 u HSiO3- huma preżenti fl-ilma; meta l-pH huwa baxx, hija soluzzjoni ta 'aċidu ħieles, jew stat peptizzat tas-silikat tal-manjeżju tal-kalċju; meta l-pH huwa għoli, jekk ikun hemm joni tal-kalċju u tal-manjeżju fl-ilma, huwa stat peptized tal-kalċju tal-manjeżju silikat.

L-ebusija Mohs tal-karbonat tal-kalċju (djamant huwa 10) hija 3, l-ebusija Mohs tal-fluworidu tal-kalċju hija 4, u l-ebusija Mohs tas-silikat hija relatata mal-kontenut tal-ilma, li huwa 4. 5-7.5. L-iskala tas-silikat hija l-aktar diffiċli fost ħafna tipi ta 'skala.

Ladarba l-iskala tas-silikat iseħħ fis-sistema tar-reverse osmosis, ir-rata tad-desalinizzazzjoni tinżel malajr, il-produzzjoni tal-ilma tinżel malajr, u r-rata tad-desalinizzazzjoni tas-sistema tinżel b'mod sinifikanti wara t-tindif kimiku.

Meta l-iskala tkun severa, id-differenza fil-pressjoni titla 'malajr, u anke l-grilja ta' l-ilma kkonċentrat titlaħlaħ.

Meta l-membrana bi skala severa tiġi osservata taħt mikroskopju, jinstabu grif fini fuq il-wiċċ tal-membrana (ara Figura 1), u l-membrana għandha grif fiżiku irriversibbli. Ara l-Figura 2 għar-ritratt tal-mikroskopju elettroniku tal-iskala tas-silikat.

Il-konċentrazzjoni SiO2 fl-influwent tar-reverse osmosis hija determinata mis-solubilità massima u l-konċentrazzjoni multipla fuq in-naħa tal-ilma kkonċentrat, ġeneralment 20ppm. Prerekwiżiti: Meta l-kontenut ta 'ossiġnu (DO) fl-ilma huwa<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.

Ħafna mill-iskala tas-silika sseħħ minħabba l-preżenza ta 'aluminju jew ħadid fl-ilma. Il-ħadid u l-aluminju jirreaġixxu mas-silikon biex jiffurmaw silikati tal-metall li ma jinħallux (silikat tal-aluminju u silikat tal-ħadid), u s-silikati tal-metall iffurmati jibdlu s-solubilità ta 'SiO2, li aktar malajr iħammeġ l-elementi tal-membrana.

Anke jekk il-konċentrazzjoni tas-silikon fl-ilma hija baxxa (10ppm), konċentrazzjoni ta 'aluminju 50ppb tikkawża li l-prestazzjoni tas-sistema tonqos.

Jekk is-silikon ikun preżenti, għandu jiġi żgurat li ma jkun hemm l-ebda aluminju jew ħadid fl-ilma, u huwa rakkomandat li tuża element ta 'filtru ta' sigurtà ta '1μm u tieħu miżuri preventivi ta' tindif ta 'aċidu.

It-tindif kimiku konvenzjonali huwa bażikament ineffettiv għall-iskala tas-silikat, filwaqt li l-aċidu idrofluworiku jista 'effettivament inaddaf l-iskala tas-silikat. Anke f'temperatura baxxa u konċentrazzjoni baxxa, l-aċidu idrofluworiku għandu solubilità tajba għall-iskala tas-silikat.

It-tindif kimiku jista' jsir billi jitħalltu {{0}}.1% HF{+0.4% HCl, jew 0.1% NaF{+0.4% HCl.

Nota:

(1) Il-konċentrazzjoni tas-soluzzjoni tat-tindif għandha tiġi aġġustata skont is-sitwazzjoni attwali tal-fouling. Huwa rakkomandat li twettaq tindif ta 'prova qabel tiddetermina l-konċentrazzjoni xierqa tat-tindif;

(2) L-aċidu idrofluworiku huwa estremament korrużiv. Inalazzjoni tal-fwar jew kuntatt mal-ġilda jistgħu jikkawżaw ħruq inkurabbli. Huwa stmat li persuna li tinġerixxi 1.5g ta 'aċidu idrofluworiku tista' tikkawża mewt immedjata. Inalazzjoni ta 'ċpar ta' aċidu idrofluworiku b'konċentrazzjoni għolja tista 'tikkawża bronkite u edema pulmonari emorraġika. Jista 'wkoll jiġi assorbit mill-ġilda u jikkawża avvelenament serju. Għalhekk, għandhom jittieħdu miżuri protettivi waqt it-tindif kimiku u l-professjonisti għandhom iwettqu l-operazzjoni.

(1) Il-kontroll tal-konċentrazzjoni ta 'SiO2 fl-influwent u r-rata ta' rkupru tas-sistema ta 'l-osmosis inversa biex titnaqqas il-konċentrazzjoni ta' SiO2 fil-konċentrat u tevita li taqbeż il-prodott tas-solubilità huwa l-metodu ewlieni biex jipprevjeni l-iskala tas-SiO2;

(2) L-adozzjoni ta 'proċessi ta' pretrattament addizzjonali jew imsaħħa, bħat-trattib tal-ġir, tista 'tnaqqas 50% tas-SiO2 fl-ilma tal-għalf, jew iżżid ossidu tal-manjeżju jew aluminat tas-sodju waqt trattament minn qabel ta' trattib tal-ġir-soda biex titnaqqas il-konċentrazzjoni ta 'SiO2 fl-influwent;

(3) Żid sew it-temperatura ta 'l-ilma (mhux permess (4) Żieda sew il-pH ta' l-ilma influwenti tgħin biex tiżdied is-solubilità ta 'SiO2 u tnaqqas l-iskala tas-silikat;

(5) Trattament minn qabel b'dispersant immirat kontra l-iskalar għall-iskalar tas-silika. Il-konċentrazzjoni massima ta 'SiO2 permessa fuq in-naħa ta' l-ilma kkonċentrat ta 'dispersanti differenti kontra l-iskala hija differenti. Jekk jogħġbok ikkonsulta lill-manifattur tal-aġent kontra l-iskala għad-dettalji;

(6) Is-silika kollojdali tista 'titneħħa permezz ta' adsorbiment bl-użu ta 'reżina ta' skambju anjoniku b'mod qawwi jew bl-użu ta 'membrana ta' ultrafiltrazzjoni b'piż molekulari cut-off ta 'inqas minn 10,000.