Reovee nullheitega membraani kontsentratsiooni probleem – silikaadi katlakivi

Ränihappeühendid on ka loodusliku vee peamine lisand. Sageli lahustuvad need vees pärast kokkupuudet silikaate ja alumosilikaate sisaldavate kivimitega. Üldjuhul on silikaatühendite sisaldus põhjavees suurem kui pinnavees. SiO2 sisaldus tavalistes veeallikates on<50mg/L.

Tööstusliku reovee korduskasutusprojektides (eriti kivisöe keemilise reovee korduskasutussüsteemides) on SiO2 sisaldus reovees üldiselt kõrge, mis põhjustab pöördosmoosisüsteemides silikaatide kihistumist, mõjutades seega tõsiselt pöördosmoosisüsteemide kasutusiga ja süsteemi stabiilset tööd. .

Hiina praeguses kuumas nullheitmeväljas on silikaatkatlamine üks raskemini lahendatavaid probleeme SiO2 eemaldamise raskuste tõttu.

RO-süsteemid on tundlikud SiO2 sisalduse suhtes, kuna SiO2 võib küllastunud olekus polümeriseerida väga lahustumatuks kolloidseks räniks ja ladestuda membraani pinnale ning seda on raske puhastada. SiO2 lubatud kontsentratsioon RO kontsentraadi sektsioonis sõltub SiO2 lahustuvusproduktist ning seda mõjutavad suuresti vee temperatuur ja pH.

SiO2 lahustuvus on võrdeline vee temperatuuriga, näiteks 100 mg/l 25 kraadi juures ja 160 mg/l 40 kraadi juures.

SiO2 lahustuvuse ja pH seos:

Kui pH=7-8, on SiO2 lahustunud ränihape ning vees on H2SiO3 ja HSiO3-; kui pH on madal, on see vaba happe lahus või kaltsium-magneesiumsilikaadi peptiseeritud olek; kui pH on kõrge, kui vees on kaltsiumi ja magneesiumi ioone, siis on tegemist kaltsiummagneesiumisilikaadi peptiseeritud olekuga.

Kaltsiumkarbonaadi Mohsi kõvadus (teemant on 10) on 3, kaltsiumfluoriidi Mohsi kõvadus on 4 ja silikaadi Mohsi kõvadus on seotud veesisaldusega, mis on 4.5-7.5. Silikaatkatlakivi on paljudest katlakivitüüpidest kõige raskem.

Kui pöördosmoosisüsteemis tekib silikaadi katlakivi, väheneb magestamise määr kiiresti, vee väljund kiiresti ja süsteemi magestamise määr väheneb pärast keemilist puhastamist oluliselt.

Kui katlakivi on tugev, tõuseb rõhuerinevus kiiresti ja isegi kontsentreeritud veevõre uhub välja.

Kui mikroskoobi all vaadeldakse tugeva ketendusega membraani, leitakse membraani pinnal peeneid kriimustusi (vt joonis 1) ja membraanil on pöördumatud füüsilised kriimustused. Silikaadi skaleerimise elektronmikroskoobi fotot vaadake jooniselt 2.

SiO2 kontsentratsioon pöördosmoosi sissevoolus määratakse maksimaalse lahustuvuse ja kontsentratsiooni kordse kontsentreeritud vee poolel, tavaliselt 20 ppm. Eeltingimused: Kui hapnikusisaldus (DO) vees on<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.

Suurem osa ränidioksiidi katlakivist tekib alumiiniumi või raua olemasolu tõttu vees. Raud ja alumiinium reageerivad räniga, moodustades lahustumatud metallisilikaadid (alumiiniumsilikaat ja raudsilikaat) ning moodustunud metallisilikaadid muudavad SiO2 lahustuvust, mis veelgi rikub membraanielemente kiiresti.

Isegi kui räni kontsentratsioon vees on madal (10 ppm), põhjustab 50 ppb alumiiniumi kontsentratsioon süsteemi jõudluse langust.

Räni olemasolul tuleks veenduda, et vees ei oleks alumiiniumi ega rauda ning soovitatav on kasutada 1μm turvafiltrielementi ja võtta kasutusele ennetavad happepuhastusmeetmed.

Tavaline keemiline puhastus on silikaatkatlakivi puhul põhimõtteliselt ebaefektiivne, samas kui vesinikfluoriidhape võib silikaatkatlakivi tõhusalt puhastada. Isegi madalal temperatuuril ja madalal kontsentratsioonil on vesinikfluoriidhappel silikaatkatlakivi hea lahustuvus.

Keemilist puhastamist saab läbi viia {{0}},1% HF+0,4% HCl või 0,1% NaF+0,4% HCl segamisega.

Märkus.

(1) Puhastuslahuse kontsentratsiooni tuleb kohandada vastavalt tegelikule saastumise olukorrale. Enne sobiva puhastuskontsentratsiooni määramist on soovitatav läbi viia proovipuhastus;

(2) Vesinikfluoriidhape on äärmiselt söövitav. Auru sissehingamine või kokkupuude nahaga võib põhjustada ravimatuid põletusi. Arvatakse, et 1,5 g vesinikfluoriidhappe neelamine võib põhjustada kohese surma. Kõrge kontsentratsiooniga vesinikfluoriidhappe udu sissehingamine võib põhjustada bronhiiti ja hemorraagilist kopsuturset. Samuti võib see imenduda läbi naha ja põhjustada tõsist mürgistust. Seetõttu tuleb keemilise puhastuse ajal rakendada kaitsemeetmeid ja toimingut peavad tegema spetsialistid.

(1) SiO2 kontsentratsiooni reguleerimine sissevoolus ja pöördosmoosisüsteemi taastumiskiirus, et vähendada SiO2 kontsentratsiooni kontsentraadis ja vältida lahustuvusprodukti ületamist, on peamine meetod SiO2 katlakivi tekke vältimiseks;

(2) Täiendavate või täiustatud eeltöötlusprotsesside, nagu lubja pehmendamine, kasutamine võib vähendada SiO2 sisaldust toitevees 50% või magneesiumoksiidi või naatriumaluminaadi lisamine lubja-sooda pehmendamise eeltöötluse ajal, et vähendada SiO2 kontsentratsiooni sissevoolus;

(3) Õigesti tõsta vee temperatuuri (ei ole lubatud (4) Sujuva vee pH õige tõstmine aitab tõsta SiO2 lahustuvust ja aeglustada silikaatide katlakivi teket;

(5) Eeltöötlemine sihipärase katlakivi eemaldamise dispergeeriva ainega ränidioksiidi katlakivi eemaldamiseks. Erinevate katlakivi eemaldamise dispergeerivate ainete kontsentreeritud veepoolel lubatud maksimaalne SiO2 kontsentratsioon on erinev. Täpsema teabe saamiseks konsulteerige katlakivi eemaldamise vahendi tootjaga;

(6) Kolloidset ränidioksiidi saab eemaldada adsorptsiooni teel, kasutades tugevalt aluselist anioonvahetusvaiku või ultrafiltreerimismembraani, mille molekulmass on väiksem kui 10,000.