Ievads
Tie, kas darbojas rūpnieciskās nulles-izplūdes un notekūdeņu resursu reģenerācijas nozarē, zina, ka reversās osmozes koncentrāts ir visgrūtākā visas sistēmas daļa. Pēc koncentrēšanas ar reversās osmozes membrānu kalcija un magnija cietība, silīcija dioksīds, kopējais sāļums un sārmainība tiek reizināti, kā rezultātā veidojas sarežģīts ūdens sastāvs un spēcīga tendence uz mērogot. Nepietiekama pirmapstrāde var viegli izraisīt nākamās membrānas sistēmas zvīņošanos un piesārņojumu, samazinātu iztvaicētāja efektivitāti un neparastu kristalizācijas sistēmas darbību. Ar dubulto-sārmu metodi, kas ir galvenā tehnoloģija reversās osmozes koncentrāta dziļas cietības noņemšanai, var panākt sinerģisku cietības un silīcija dioksīda kontroli. Apvienojumā ar uzlabotu atdalīšanu ar silīcija karbīda keramikas membrānām, tas var vēl vairāk uzlabot notekūdeņu stabilitāti un sistēmas uzticamību.
I. Pamatzināšanas par reversās osmozes koncentrāta cietību un īpašībām
Kopējā cietība attiecas uz kopējo kalcija un magnija jonu koncentrāciju ūdenī, kas ir galvenais rādītājs, lai novērtētu zvīņošanās risku un membrānas sistēmas darbības stabilitāti.
Pamatojoties uz tā sastāvu, cietību var iedalīt divās galvenajās kategorijās: Viena ir karbonāta cietība, kas pazīstama arī kā pagaidu cietība, kas galvenokārt pastāv kalcija bikarbonāta un magnija bikarbonāta formā. To var noņemt, karsējot un vārot, lai nogulsnētu un noņemtu cietību.
Otra ir ne{0}}karbonātu cietība, kas pazīstama arī kā pastāvīgā cietība, kas pastāv sulfātu un hlorīdu veidā. To nevar noņemt karsējot, un tas ir efektīvi jānoņem, izmantojot ķīmiskas nogulsnēšanas, jonu apmaiņas vai membrānas metodes.
Reversās osmozes koncentrāta kontekstā īpašības ir acīmredzamas: reversās osmozes sistēmām ir sāļu, cietības un silikātu slazdošanas un bagātināšanas efekts. Jonu koncentrācija koncentrāta pusē parasti tiek koncentrēta 3 līdz 8 reizes, un TDS parasti ir no 10 000 līdz 60 000 mg/L, sasniedzot vairāk nekā 100 000 mg/l augstos darbības apstākļos. Kopējā cietība tiek pastāvīgi uzturēta no 500 līdz 3000 mg/l, turklāt silīcija dioksīds un sārmainība ir arī augsta, un Langjē piesātinājuma indekss un sulfāta mērogošanas indekss ievērojami pārsniedz standartus. Lielākā problēma ar šāda veida ūdens kvalitāti ir tā, ka tas viegli veido nešķīstošus katlakmens, piemēram, kalcija karbonātu, magnija hidroksīdu, kalcija sulfātu un silikātus, kas pielīp membrānas virsmai, cauruļu iekšējām sienām un iztvaicētāja siltuma apmaiņas caurules sienām. Tas izraisa membrānas plūsmas samazināšanos, transmembrānu spiediena starpības pieaugumu, siltuma apmaiņas efektivitātes samazināšanos un kristalizētā sāls kvalitātes pasliktināšanos, kas ir galvenais sāpju punkts, kas ierobežo nulles izlādes sistēmu ilglaicīgu darbību.
II. Ievads dubultā-sārmu nokrišņu tehnoloģijā
Nespeciālisti izsakoties, duālā{0}}sārmu metode ir ķīmisks izgulsnēšanas process, kurā pakāpeniski tiek pievienots kalcija hidroksīds un nātrija karbonāts. Pašlaik tā ir vispiemērotākā un ekonomiskākā priekšapstrādes tehnoloģija reversās osmozes koncentrātam ar augstu cietību, augstu silīcija dioksīdu un augstu sārmainību.
1. Procesa reakcijas princips
(1) Kalcija hidroksīda (Ca(OH)2) pievienošana galvenokārt kalpo, lai regulētu sārmainību, noņemtu magniju un silīcija dioksīdu un samazinātu ūdens bikarbonāta sārmainību. Magnija atdalīšanas un sārmainības samazināšanas reakcijas vienādojumi:
Silīcija noņemšanas ķīmiskās reakcijas vienādojums (augsta pH apstākļos):
Pievienojot kaļķi, lai paaugstinātu ūdens pH līdz 11,0, magnija joni tiek pārvērsti magnija hidroksīda nogulsnēs. Vienlaikus ūdenī izšķīdušais silīcija dioksīds stipri sārmainos apstākļos tiek pārveidots par silikāta joniem, kas pēc tam savienojas ar kalcija un magnija joniem ūdenī, veidojot nešķīstošu kalcija silikātu un magnija silikāta nogulsnes, panākot efektīvu silīcija atdalīšanu. Tajā pašā laikā bikarbonāta joni tiek neitralizēti, samazinot sārmainības sākotnējo līmeni un samazinot turpmākās cietības un silīcija dioksīda mērogošanas risku.
(2) Pievienojot nātrija karbonātu (Na₂CO₃), nātrija karbonātu galvenokārt izmanto, lai noņemtu kalcija jonus no ūdens un noņemtu grūti --apstrādājamo cietību, kas nav -karbonāta. Kalcija cietības noņemšanas reakcijas vienādojums:
Izmantojot karbonāta jonu un kalcija jonu kombināciju, veidojot kalcija karbonāta kristāla nogulsnes, atlikušā kalcija cietība tiek vēl vairāk samazināta, un kopējā cietība tiek stabili kontrolēta pieņemamā diapazonā.
2. Tehnoloģiskās priekšrocības un tradicionālie trūkumi
Dubult{0}}sārmu metodei ir būtiskas priekšrocības: viegli pieejami reaģenti, zemas ekspluatācijas izmaksas un iespēja veikt liela mēroga-pārtrauktu apstrādi. Tas vienlaikus var pabeigt sacietēšanu, sārmu reducēšanu un silikonizāciju, un tam ir spēcīga izturība pret augstu-sāls un augstas-sārma ūdens kvalitātes ietekmi, tāpēc tas ir ļoti piemērots ekstremāliem apstākļiem, piemēram, reversās osmozes koncentrāts.
Tomēr tradicionālajai divējāda{0}}sārmu metodei ir arī acīmredzami trūkumi: kalcija karbonāta, magnija hidroksīda un silikāta flokuliem, kas rodas reakcijā, ir smalks daļiņu izmērs, kā rezultātā tradicionālajās sedimentācijas tvertnēs notiek lēns dabiskais nosēšanās ātrums un nepilnīga cieto{1}}šķidruma atdalīšana; notekūdeņu duļķainība un suspendētās cietās vielas ir salīdzinoši augsta, un smalkas kristāla daļiņas var viegli iekļūt filtra blokā, joprojām radot mērogošanas risku pakārtotajai membrānai un iztvaicētājam; turklāt sacietēšana un silikonizācija uzrāda konkurētspējīgu kavēšanu, apgrūtinot parastos sedimentācijas procesus, lai vienlaikus optimizētu abus rādītājus.
III. Ievads divējādā-sārmu metodē un silīcija karbīda keramikas membrānas savienošanas procesā
Lai novērstu tradicionālās dubultās-sārmu metodes nepilnības, ir izveidots dubultās-sārmu metodes + silīcija karbīda keramikas ultrafiltrācijas membrānas savienošanas process, kas nodrošina dubultu aizsardzību koncentrāta pirmapstrādei. Kopējais procesa ceļš:
Visam procesam ir skaidra loģika: priekšpuse balstās uz dubulto-sārmu metodi, lai pabeigtu ķīmisko reakciju, pārvēršot kalcija un magnija jonus un silicīdus cietās nogulsnēs; aizmugurējā daļa balstās uz silīcija karbīda keramikas membrānu augstas-precizitātes saglabāšanai, aizstājot tradicionālās augsta-blīvuma sedimentācijas tvertnes un multi-vides filtrēšanas procesus.
Silīcija karbīda keramikas membrānai ir nanomēroga poras, kas var pilnībā aizturēt kalcija karbonātu, magnija hidroksīdu, silikāta mikro-flokus, koloīdus un suspendētās daļiņas, pilnībā atbilstot augsta spiediena membrānu un iztvaikošanas kristalizācijas iekārtu stingrajām ieplūdes prasībām.
Šī procesa priekšrocības ir šādas:
1. Stabila un uzticama darbība: silīcija karbīda keramikas membrāna ir izturīga pret skarbiem darbības apstākļiem, pret-apaugšanu un nav viegli aizsērējusi. Tam ir nepieciešams zems tīrīšanas biežums, un ilgstošas darbības laikā netiek būtiski pasliktināta veiktspēja, nodrošinot nepārtrauktu un stabilu darbību un samazinot dīkstāves ietekmi.
2. Izcila ekonomiskā efektivitāte: divējāda-sārmu metodei ir zemas reaģentu izmaksas, silīcija karbīda keramikas membrānai ir ilgs kalpošanas laiks, un tā nav bieži jāmaina, pretskalošanas ūdens patēriņš ir zems, un ilgstošas -apkopes izmaksas ir kontrolējamas.
3. Plaša pielāgošanās spēja: pielāgojama dažādām nozarēm un reversās osmozes koncentrāta koncentrācijai, kas atbilst gan koncentrāta atkārtotas izmantošanas, gan nulles -izplūdes pirmapstrādes prasībām.
4. Vienkāršs un viegli-ieviešams-process: vienkāršots process, neliels nospiedums, var tikt integrēts vienā vienībā, ļoti automatizēts, viegli apkopjams un var darboties stabili bez specializētas komandas.
5. Zaļš un videi draudzīgs: zema dūņu ražošana un visaptveroša izmantošana, bez sekundāra piesārņojuma, kas ļauj uzlabot koncentrāta kvalitāti un atkārtotu izmantošanu, palīdzot uzņēmumiem ietaupīt ūdeni un samazināt piesārņojumu, kā arī panākt resursu pārstrādi.
Sārma metode + silīcija karbīda keramikas ultrafiltrācijas membrānas savienošanas process saglabā dubultās-sārmu metodes ekonomiskās efektivitātes un triecienizturības priekšrocības, vienlaikus izmantojot silīcija karbīda keramikas membrānu, lai novērstu tradicionālo procesu trūkumus. Tas ne tikai saīsina procesa plūsmu, ietaupa vietu un samazina manuālo apkopi, bet, kas ir vēl svarīgāk, pilnībā pārtver katlakmeni veidojošās vielas avotā, stabili kontrolējot notekūdeņu cietību un silīcija saturu, ievērojami samazinot katlakmens veidošanās un piesārņojuma risku pakārtotajā membrānas sistēmā un iztvaicētājā, kā arī pagarinot iekārtu atkārtotas ekspluatācijas ciklu, kā arī paildzinot iekārtu ekspluatācijas ciklus. Tas ir kļuvis par nobriedušu un vēlamo procesu apgrieztās osmozes koncentrāta pirmapstrādei bez izlādes.