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水处理结垢的防止

浏览:1044 时间:2021-08-06 04:16:34
结垢的原因
结垢是难溶性的盐类在膜表面析出固体沉淀,防止结垢的方法是保证难溶解性盐类不超过饱和界限。结垢不仅会在膜表面发生,有时甚至在系统的管路内部也会发生。

在反渗透和纳滤系统中析出的垢主要是无机成分,以碳酸钙为主。碱性时会形成包括氢氧化镁等在内的各种难溶解氢氧化物。在天然的水源中存在的难溶性盐类主要有:
1、对Fe2+可以允许的最高浓度为0.3mg/L(pH<7时),但需要注意的是由于经常在反渗透的预处理中投加氧化剂,这会使Fe2+被氧化为Fe3+。因此在使用氧化剂时,同样需要控制给水中的Fe2+含量。

2、不同的浓度和pH值对不同难溶盐在水中析出沉淀有不同的影响。

4、不同型号膜元件的进水允许pH值范围有所不同,同时进水温度对允许的pH值范围也有影响。




阻垢剂
当通过计算或者软件模拟发现反渗透浓水的LSI或SDSI指数大于0时、或其他难溶盐超过其溶度积时,为了防止无机盐结垢,可以在原水中加入阻垢剂


碳酸钙结垢

碳酸钙结垢可以用LSI(STDS<4000mg/L时)或SDSI(当TDS>4000mg/L时)进行估算。


其他无机盐结垢
除碳酸盐以外,很多其他无机盐同样具有较低的饱和溶解度。在反渗透系统中经常遇到的有:硫酸钙、硫酸领、硫酸锯、一些磷酸盐以及部分金属的氢氧化物,甚至还有硅。这些物质需要有针对性采用不同的专用阻垢剂。

由于实际工程中给水水质复杂、工程设计以及配置不同,选择阻垢剂的依据也会有所不同。强烈建议在选择阻垢剂前与药剂制造商联络,并提供水质数据、反渗透设计方案和所选择的膜型号,通过药剂制造商提供的软件计算以获得恰当的阻垢剂类型以及投加剂量。


水的软化
含有钙、镁等硬度成分的水作为锅炉或者冷却水使用时,硬度成分会在传热面或管线内侧沉淀。可以采用絮凝、沉淀、过滤、化学软化或者离子交换等方法对水进行软化。

石灰软化法是通过添加氢氧化钙而起到降低硬度的目的。

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2f2CaCO3I+2H2O

Mg(HCO3)2+Ca(OH)2^CaCO3I+Mg(OH)2-H2O

非碳酸硬度通过添加碳酸钠可以起到降低的作用:

CaCl2+Na2CO3 2NaCl+CaCC)3I

石灰软化工艺还可以降低硅的浓度。添加铝酸或者三氯化铁,在沉淀物中会含有碳酸钙、硅酸、氧化铝和铁的混合物。采用60-70°C的高温石灰脱硅酸工艺,加入石灰和氧化镁,可以把硅酸浓度降低到1mg/L以下。而且通过石灰软化处理还可以明显的降低锁、银以及部分有机物。


回收率
反渗透以及纳滤系统的回收率和原水中溶解物质的浓缩倍率有直接关系,回收率50%的系统,浓缩倍数是2倍;回收率75%时,浓缩4倍;回收率80%时,则浓缩5倍;回收率达到90%时,相当于浓缩10倍。膜系统内由于浓差极化现象的存在,膜表面的料液含盐量会变得更高。因此,原水由于被浓缩,膜表面的污染会比想象中发生的更快,一般回收率在苦咸水脱盐处理中设在50-80%的左右。系统的运行条件、原水的特性状态等因素会影响回收率的确定,一旦选择过高的回收率,就会面临结垢的形成和急速污染的风险。

由此,按照实际情况适当的设定回收率就显得尤为重要。基于原水的水质分析数据结合其四季变动范围,考虑前处理和产水的回收率、运行温度等相关的反渗透系统设计方式,设定运行条件。



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