Εισαγωγή
Όσοι ασχολούνται με τη βιομηχανία ανάκτησης πόρων μηδενικής εκφόρτισης-και λυμάτων γνωρίζουν ότι το συμπύκνωμα αντίστροφης όσμωσης είναι το πιο σκληρό μέρος ολόκληρου του συστήματος. Μετά τη συμπύκνωση από τη μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης, η σκληρότητα του ασβεστίου και του μαγνησίου, το πυρίτιο, η ολική αλατότητα και η αλκαλικότητα πολλαπλασιάζονται όλα, με αποτέλεσμα τη σύνθετη σύνθεση του νερού και μια ισχυρή τάση σχηματισμού αλάτων. Η ανεπαρκής προεπεξεργασία μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε απολέπιση και ρύπανση του επόμενου συστήματος μεμβράνης, μειωμένη απόδοση του εξατμιστή και μη φυσιολογική λειτουργία του συστήματος κρυστάλλωσης. Η μέθοδος dual-αλκαλίων, ως η κύρια τεχνολογία για την αφαίρεση βαθιάς σκληρότητας του συμπυκνώματος αντίστροφης όσμωσης, μπορεί να επιτύχει συνεργιστικό έλεγχο σκληρότητας και πυριτίου. Σε συνδυασμό με τον ενισχυμένο διαχωρισμό από κεραμικές μεμβράνες καρβιδίου του πυριτίου, μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω τη σταθερότητα των εκροών και την αξιοπιστία του συστήματος.
I. Βασικές Γνώσεις Σκληρότητας και Χαρακτηριστικών Συμπυκνώματος Αντίστροφης Όσμωσης
Η ολική σκληρότητα αναφέρεται στη συνολική συγκέντρωση ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου στο νερό, η οποία αποτελεί βασικό δείκτη για την αξιολόγηση του κινδύνου απολέπισης και της λειτουργικής σταθερότητας του συστήματος μεμβράνης.
Με βάση τη σύνθεσή της, η σκληρότητα μπορεί να χωριστεί σε δύο κύριες κατηγορίες: Η μία είναι η ανθρακική σκληρότητα, γνωστή και ως προσωρινή σκληρότητα, η οποία υπάρχει κυρίως με τη μορφή διττανθρακικού ασβεστίου και διττανθρακικού μαγνησίου. Μπορεί να αφαιρεθεί με θέρμανση και βρασμό για να κατακρημνιστεί και να αφαιρεθεί η σκληρότητα.
Η άλλη είναι η μη-ανθρακική σκληρότητα, γνωστή και ως μόνιμη σκληρότητα, η οποία υπάρχει με τη μορφή θειικών και χλωριδίων. Δεν μπορεί να αφαιρεθεί με θέρμανση και πρέπει να αφαιρεθεί αποτελεσματικά μέσω χημικής καθίζησης, ανταλλαγής ιόντων ή μεθόδων μεμβράνης.
Στο πλαίσιο του συμπυκνώματος αντίστροφης όσμωσης, τα χαρακτηριστικά είναι προφανή: Τα συστήματα αντίστροφης όσμωσης έχουν παγιδευτική και εμπλουτιστική επίδραση στα άλατα, τη σκληρότητα και τα πυριτικά άλατα. Η συγκέντρωση ιόντων στην πλευρά του συμπυκνώματος συνήθως συγκεντρώνεται 3 έως 8 φορές και το TDS είναι γενικά μεταξύ 10.000 και 60.000 mg/L, φθάνοντας πάνω από 100.000 mg/L υπό υψηλές συνθήκες λειτουργίας. Η συνολική σκληρότητα διατηρείται σταθερά στα 500 έως 3.000 mg/L, με το πυρίτιο και την αλκαλικότητα να είναι επίσης υψηλά, και ο δείκτης κορεσμού Langrier και ο δείκτης κλιμάκωσης θειικών να υπερβαίνουν σημαντικά τα πρότυπα. Το μεγαλύτερο πρόβλημα με αυτόν τον τύπο ποιότητας νερού είναι ότι σχηματίζει εύκολα αδιάλυτα άλατα όπως ανθρακικό ασβέστιο, υδροξείδιο μαγνησίου, θειικό ασβέστιο και πυριτικά, τα οποία προσκολλώνται στην επιφάνεια της μεμβράνης, στα εσωτερικά τοιχώματα του σωλήνα και στα τοιχώματα του σωλήνα ανταλλαγής θερμότητας του εξατμιστή. Αυτό προκαλεί μείωση της ροής της μεμβράνης, αύξηση της διαφοράς πίεσης διαμεμβράνης, μείωση της απόδοσης ανταλλαγής θερμότητας και υποβάθμιση της ποιότητας του κρυσταλλωμένου άλατος, που είναι ένα βασικό σημείο πόνου που περιορίζει τη μακροπρόθεσμη-λειτουργία των συστημάτων μηδενικής εκκένωσης-.
II. Εισαγωγή στην Τεχνολογία Διπλής-Αλκαλικής Κατακρήμνισης
Με απλούς όρους, η μέθοδος dual-αλκαλίων είναι μια διαδικασία χημικής καθίζησης στην οποία υδροξείδιο του ασβεστίου και ανθρακικό νάτριο προστίθενται σταδιακά. Αυτή τη στιγμή είναι η πιο εφαρμόσιμη και οικονομική τεχνολογία προεπεξεργασίας για συμπύκνωμα αντίστροφης όσμωσης με υψηλή σκληρότητα, υψηλό πυρίτιο και υψηλή αλκαλικότητα.
1. Αρχή αντίδρασης διαδικασίας
(1) Η προσθήκη υδροξειδίου του ασβεστίου (Ca(OH)2) χρησιμεύει κυρίως για τη ρύθμιση της αλκαλικότητας, την αφαίρεση του μαγνησίου και του πυριτίου και τη μείωση της διττανθρακικής αλκαλικότητας του νερού. Εξισώσεις αντίδρασης αφαίρεσης μαγνησίου και μείωσης αλκαλικότητας:
Εξίσωση χημικής αντίδρασης αφαίρεσης πυριτίου (υπό συνθήκες υψηλού pH):
Με την προσθήκη ασβέστη για να αυξηθεί το pH του νερού πάνω από 11,0, τα ιόντα μαγνησίου μετατρέπονται σε ίζημα υδροξειδίου του μαγνησίου. Ταυτόχρονα, το διαλυμένο πυρίτιο στο νερό μετατρέπεται σε πυριτικά ιόντα υπό έντονα αλκαλικές συνθήκες, τα οποία στη συνέχεια συνδυάζονται με ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου στο νερό για να σχηματίσουν αδιάλυτα πυριτικό ασβέστιο και ιζήματα πυριτικού μαγνησίου, επιτυγχάνοντας αποτελεσματική απομάκρυνση του πυριτίου. Ταυτόχρονα, τα διττανθρακικά ιόντα εξουδετερώνονται, μειώνοντας την αρχική τιμή της αλκαλικότητας και μειώνοντας τον κίνδυνο επακόλουθης σκληρότητας και απολέπισης του πυριτίου.
(2) Προσθέτοντας ανθρακικό νάτριο (Na2CO3), το ανθρακικό νάτριο χρησιμοποιείται κυρίως για την απομάκρυνση ιόντων ασβεστίου από το νερό και την αφαίρεση της δύσκολα--επεξεργασίας μη-ανθρακικής σκληρότητας. Εξίσωση αντίδρασης αφαίρεσης σκληρότητας ασβεστίου:
Χρησιμοποιώντας το συνδυασμό ανθρακικών ιόντων και ιόντων ασβεστίου για να σχηματιστούν ιζήματα κρυστάλλων ανθρακικού ασβεστίου, η υπολειπόμενη σκληρότητα του ασβεστίου μειώνεται περαιτέρω και η συνολική σκληρότητα ελέγχεται σταθερά εντός ενός αποδεκτού εύρους.
2. Τεχνολογικά πλεονεκτήματα και παραδοσιακές ελλείψεις
Η μέθοδος διπλού-αλκαλίου έχει σημαντικά πλεονεκτήματα: άμεσα διαθέσιμα αντιδραστήρια, χαμηλό λειτουργικό κόστος και δυνατότητα εκτέλεσης συνεχούς επεξεργασίας μεγάλης-κλίμακας. Μπορεί να ολοκληρώσει ταυτόχρονα τη σκλήρυνση, τη μείωση των αλκαλίων και την αποπυριτίωση και έχει ισχυρή αντίσταση σε κρούσεις υψηλής-αλατιού και υψηλής-αλκαλικής ποιότητας νερού, καθιστώντας το εξαιρετικά κατάλληλο για ακραίες συνθήκες όπως συμπύκνωμα αντίστροφης όσμωσης.
Ωστόσο, η παραδοσιακή μέθοδος διπλού-αλκαλίου έχει επίσης προφανείς ελλείψεις: τα ανθρακικά ασβέστια, το υδροξείδιο του μαγνησίου και οι κροκίδες πυριτικών που παράγονται στην αντίδραση έχουν λεπτά μεγέθη σωματιδίων, με αποτέλεσμα αργούς φυσικούς ρυθμούς καθίζησης και ατελές στερεό-διαχωρισμό υγρών σε συμβατικές δεξαμενές καθίζησης. η θολότητα των εκροών και τα αιωρούμενα στερεά είναι σχετικά υψηλά και τα λεπτά σωματίδια κρυστάλλου μπορούν εύκολα να διεισδύσουν στη μονάδα φίλτρου, εξακολουθώντας να αποτελούν κίνδυνο απολέπισης για την κατάντη μεμβράνη και τον εξατμιστή. Επιπλέον, η σκλήρυνση και η αποπυριτίωση παρουσιάζουν ανταγωνιστική αναστολή, καθιστώντας δύσκολη την ταυτόχρονη βελτιστοποίηση και των δύο δεικτών για τις συνήθεις διαδικασίες καθίζησης.
III. Εισαγωγή στη Διπλή-Μέθοδο αλκαλίου + Διαδικασία σύζευξης κεραμικής μεμβράνης καρβιδίου πυριτίου
Για να αντιμετωπιστούν οι ελλείψεις της παραδοσιακής μεθόδου διπλής-αλκαλίας, έχει προκύψει η διττή-μέθοδος αλκαλίων + διαδικασία σύζευξης κεραμικής μεμβράνης υπερδιήθησης καρβιδίου του πυριτίου, παρέχοντας διπλή προστασία για την προεπεξεργασία συμπυκνώματος. Συνολική διαδρομή διαδικασίας:
Η όλη διαδικασία έχει μια ξεκάθαρη λογική: Το μπροστινό μέρος βασίζεται σε μια διπλή-αλκαλική μέθοδο για την ολοκλήρωση μιας χημικής αντίδρασης, μετατρέποντας τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου και τα πυριτικά σε στερεά ιζήματα. το πίσω άκρο βασίζεται σε κεραμική μεμβράνη καρβιδίου του πυριτίου για διατήρηση υψηλής
Η κεραμική μεμβράνη καρβιδίου του πυριτίου έχει πόρους νανοκλίμακας, οι οποίοι μπορούν να συγκρατήσουν πλήρως το ανθρακικό ασβέστιο, το υδροξείδιο του μαγνησίου, τα μικρο-πυριτικά κροκίδια, τα κολλοειδή και τα αιωρούμενα σωματίδια, ικανοποιώντας πλήρως τις αυστηρές απαιτήσεις εισροής των μεμβρανών υψηλής πίεσης και εξάτμισης.
Τα πλεονεκτήματα αυτής της διαδικασίας είναι τα εξής:
1. Σταθερή και αξιόπιστη λειτουργία: Η κεραμική μεμβράνη καρβιδίου του πυριτίου είναι ανθεκτική σε δύσκολες συνθήκες λειτουργίας, κατά-απορρύπανσης και δεν βουλώνει εύκολα. Απαιτεί χαμηλή συχνότητα καθαρισμού και δεν υπάρχει σημαντική υποβάθμιση της απόδοσης σε-μακροπρόθεσμη λειτουργία, επιτρέποντας τη συνεχή και σταθερή λειτουργία και μειώνοντας τις επιπτώσεις του χρόνου διακοπής λειτουργίας.
2. Εξαιρετική οικονομική απόδοση: Η μέθοδος διπλού-αλκαλίου έχει χαμηλό κόστος αντιδραστηρίου, η κεραμική μεμβράνη καρβιδίου του πυριτίου έχει μεγάλη διάρκεια ζωής και δεν απαιτεί συχνή αντικατάσταση, η κατανάλωση νερού οπισθόπλυσης είναι χαμηλή και το κόστος μακροχρόνιας συντήρησης είναι ελεγχόμενο.
3. Ευρεία προσαρμοστικότητα: Προσαρμόζεται σε διάφορες βιομηχανίες και συγκεντρώσεις συμπυκνώματος αντίστροφης όσμωσης, ικανοποιώντας τόσο τις απαιτήσεις επαναχρησιμοποίησης συμπυκνώματος όσο και τις απαιτήσεις προεπεξεργασίας μηδενικής εκκένωσης-.
4. Απλή και εύκολη-στη-Διαδικασία υλοποίησης: Απλοποιημένη διαδικασία, μικρό αποτύπωμα, μπορεί να ενσωματωθεί σε μια ενιαία μονάδα, εξαιρετικά αυτοματοποιημένη, εύκολη στη συντήρηση και μπορεί να λειτουργεί σταθερά χωρίς εξειδικευμένη ομάδα.
5. Πράσινο και φιλικό προς το περιβάλλον: Χαμηλή παραγωγή ιλύος και πλήρης χρήση, χωρίς δευτερογενή ρύπανση, που επιτρέπει τη βελτίωση της ποιότητας και την επαναχρησιμοποίηση του συμπυκνώματος, βοηθώντας τις επιχειρήσεις να εξοικονομήσουν νερό και να μειώσουν τη ρύπανση και να επιτύχουν την ανακύκλωση των πόρων.
Η αλκαλική μέθοδος + η διαδικασία σύζευξης μεμβράνης κεραμικής μεμβράνης υπερδιήθησης καρβιδίου του πυριτίου διατηρεί τα πλεονεκτήματα οικονομικής απόδοσης και αντοχής σε κραδασμούς της μεθόδου διπλού-αλκαλίου, ενώ αξιοποιεί την κεραμική μεμβράνη καρβιδίου του πυριτίου για την αντιμετώπιση των αδυναμιών των παραδοσιακών διεργασιών. Όχι μόνο συντομεύει τη ροή της διεργασίας, εξοικονομεί χώρο και μειώνει τη χειροκίνητη συντήρηση, αλλά το πιο σημαντικό, παρεμποδίζει πλήρως τις ουσίες που σχηματίζουν κλίμακα- στην πηγή, ελέγχοντας σταθερά τη σκληρότητα και την περιεκτικότητα σε πυρίτιο των λυμάτων, μειώνοντας σημαντικά τον κίνδυνο σχηματισμού απολέπισης και ρύπανσης στο σύστημα μεμβράνης κατάντη και το κόστος συντήρησης και τον χρόνο λειτουργίας εκ νέου εξατμιστήρα. Έχει γίνει μια ώριμη και προτιμώμενη διαδικασία για την προεπεξεργασία μηδενικής-απόρριψης συμπυκνώματος αντίστροφης όσμωσης.