چالش‌های غلظت غشاء در صفر-تصفیه فاضلاب تخلیه - جرم‌گیری سیلیکات

بررسی اجمالی پوسته پوسته شدن سیلیکات

ترکیبات سیلیس یک ناخالصی عمده در آب طبیعی هستند که اغلب در تماس با سنگ های حاوی سیلیکات ها و آلومینوسیلیکات ها در آب حل می شوند. آب‌های زیرزمینی معمولاً حاوی ترکیبات سیلیسی بیشتری نسبت به آب‌های سطحی هستند و معمولاً محتوای SiO2 در منابع آب معمولی وجود دارد.<50 mg/L.

در پروژه‌های استفاده مجدد از فاضلاب صنعتی (به‌ویژه سیستم‌های استفاده مجدد از فاضلاب شیمیایی زغال سنگ)، محتوای SiO2 به طور کلی در فاضلاب به راحتی منجر به رسوب‌گذاری سیلیکات در سیستم‌های اسمز معکوس می‌شود که به شدت بر طول عمر و عملکرد پایدار آنها تأثیر می‌گذارد.

در میدان تخلیه صفر در حال حاضر محبوب-در چین، پوسته پوسته شدن سیلیکات به دلیل دشواری در حذف SiO2 یکی از دشوارترین مشکلات برای حل است.

مکانیسم پوسته پوسته شدن سیلیکات

سیستم‌های RO به محتوای SiO2 بسیار حساس هستند، زیرا در حالت اشباع، SiO2 می‌تواند به سیلیس کلوئیدی بسیار نامحلول پلیمریزه شود و روی سطح غشاء رسوب کند و تمیز کردن آن دشوار باشد. غلظت مجاز SiO2 در بخش کنسانتره RO (هوای چرخشی) به محصول حلالیت SiO2 بستگی دارد و به شدت تحت تأثیر دما و pH آب است.

حلالیت SiO2 به طور مستقیم با دمای آب متناسب است. به عنوان مثال، حلالیت 100 میلی گرم در لیتر در 25 درجه و 160 میلی گرم در لیتر در 40 درجه است.

رابطه بین حلالیت SiO2 و pH:

در pH 7-8، SiO2 به صورت اسید سیلیسیک محلول با H2SiO3 و HSiO3- موجود در آب وجود دارد. در pH پایین تر، به صورت محلول اسید آزاد یا در حالت کلوئیدی سیلیکات کلسیم منیزیم وجود دارد. در pH بالاتر، اگر یون های کلسیم و منیزیم در آب وجود داشته باشد، در حالت کلوئیدی سیلیکات کلسیم منیزیم وجود دارد.

ویژگی ها و خطرات پوسته پوسته شدن سیلیکات

کربنات کلسیم دارای سختی Mohs (الماس 10 است) 3، فلوراید کلسیم دارای سختی Mohs 4، و سیلیکات دارای سختی Mohs مربوط به محتوای آب است که از 4.5 تا 7.5 متغیر است. ترازو سیلیکات سخت ترین ترازو در بین انواع مقیاس است.

هنگامی که رسوب سیلیکات در یک سیستم اسمز معکوس رخ می دهد، سرعت نمک زدایی و سرعت جریان نفوذ به سرعت کاهش می یابد و نرخ نمک زدایی حتی پس از تمیز کردن شیمیایی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

پوسته پوسته شدن شدید می تواند باعث افزایش سریع اختلاف فشار شود و حتی ممکن است منجر به خارج شدن از صفحه کنسانتره شود.

مشاهده میکروسکوپی غشاهای با مقیاس شدید، خراش های ریز روی سطح غشاء را نشان می دهد که نشان دهنده آسیب فیزیکی غیرقابل برگشت است.

الزامات SiO2 و سایر غلظت‌های یون در آب خوراک

غلظت SiO2 در آب خوراک اسمز معکوس بر اساس حداکثر حلالیت در سمت کنسانتره و ضریب غلظت تعیین می شود و به طور کلی 20 ppm است. پیش نیازها: اکسیژن (DO) < 0.5 میلی گرم در لیتر، pH < 6، و غلظت یون آهن و آلومینیوم < 0.05 میلی گرم در لیتر، زیرا محتوای آهن و یون های آلومینیوم تأثیر قابل توجهی بر پوسته پوسته شدن سیلیکات دارد.

تاثیر آهن، آلومینیوم و غیره بر پوسته پوسته شدن سیلیکات

پوسته پوسته شدن سیلیس بیشتر به دلیل وجود آلومینیوم یا آهن در آب رخ می دهد. آهن و آلومینیوم با سیلیکون واکنش داده و سیلیکات های فلزی نامحلول (سیلیکات آلومینیوم و سیلیکات آهن) را تشکیل می دهند. این سیلیکات های فلزی حلالیت SiO2 را تغییر می دهند و رسوب غشاء را تسریع می کنند.

حتی در غلظت‌های پایین سیلیکون (10 ppm)، غلظت آلومینیوم 50ppb می‌تواند عملکرد سیستم را کاهش دهد.

اگر سیلیکون وجود دارد، اطمینان حاصل کنید که آب فاقد آلومینیوم یا آهن است و از یک کارتریج فیلتر امنیتی 1 میکرومتری همراه با تمیز کردن اسید پیشگیرانه استفاده کنید.

ترازو سیلیکات پاک کننده

تمیز کردن شیمیایی معمولی تا حد زیادی در برابر رسوبات سیلیکات بی اثر است، در حالی که اسید هیدروفلوئوریک بسیار موثر است. حتی در دماها و غلظت های پایین، اسید هیدروفلوئوریک قدرت انحلال خوبی برای مقیاس سیلیکات از خود نشان می دهد.

تمیز کردن شیمیایی را می توان با استفاده از مخلوطی از 0.1% HF و 0.4% HCl یا 0.1% NaF و 0.4% HCl انجام داد.

توجه:

(1) غلظت محلول تمیز کننده باید با توجه به درجه واقعی رسوب تنظیم شود. توصیه می شود برای تعیین غلظت مناسب یک تمیز کردن آزمایشی انجام شود.

(2) اسید هیدروفلوریک بسیار خورنده است. استنشاق بخارات آن یا تماس با پوست می تواند باعث سوختگی شود که به سختی بهبود می یابد. تخمین زده می شود که مصرف 1.5 گرم اسید هیدروفلوئوریک می تواند باعث مرگ فوری شود. استنشاق غلظت بالای غبار اسید هیدروفلوریک می تواند باعث برونشیت و ادم ریوی هموراژیک شود. همچنین می تواند از طریق پوست جذب شود و باعث مسمومیت شدید شود. بنابراین در هنگام نظافت شیمیایی باید اقدامات حفاظتی انجام شود و عملیات باید توسط افراد واجد شرایط انجام شود.

پیشگیری از پوسته پوسته شدن سیلیکات

(1) کنترل غلظت SiO2 در آب خوراک و نرخ بازیابی سیستم اسمز معکوس برای کاهش غلظت SiO2 در کنسانتره و جلوگیری از فراتر رفتن آن از محصول حلالیت، روش اصلی برای جلوگیری از پوسته پوسته شدن SiO2 است.

(2) اتخاذ فرآیندهای پیش تصفیه تقویت شده یا بهبود یافته، مانند نرم کردن آهک، می تواند SiO2 را در آب خوراک تا 50٪ کاهش دهد یا افزودن اکسید منیزیم یا آلومینات سدیم در طول پیش تصفیه آهک{3}}خاکستر سودا برای کاهش غلظت SiO2 در آب خوراک.

(3) افزایش مناسب دمای آب (اما از حد مشخص شده تجاوز نکند). (4) افزایش مناسب pH پساب به افزایش حلالیت SiO2 و کاهش سرعت پوسته پوسته شدن سیلیکات کمک می کند.

(5) افزودن یک بازدارنده رسوب به طور خاص برای جرم گیری سیلیس در طول پیش تصفیه. حداکثر غلظت مجاز SiO2 در سمت کنسانتره بسته به بازدارنده مقیاس متفاوت است. لطفاً برای جزئیات با سازنده بازدارنده مقیاس مشورت کنید.

(6) سیلیس کلوئیدی را می توان با جذب با یک رزین تبادل آنیونی قوی یا با استفاده از غشای اولترافیلتراسیون با وزن مولکولی کمتر از 10000 حذف کرد.