अपशिष्ट जल शून्य-उत्सर्जन झिल्ली एकाग्रता की समस्या - सिलिकेट स्केलिंग

प्राकृतिक जल में सिलिकिक एसिड यौगिक भी एक प्रमुख अशुद्धता है। सिलिकेट और एलुमिनोसिलिकेट युक्त चट्टानों के संपर्क के बाद वे अक्सर पानी में घुल जाते हैं। आमतौर पर, भूजल में सिलिकेट यौगिकों की मात्रा सतही जल की तुलना में अधिक होती है। पारंपरिक जल स्रोतों में SiO2 की मात्रा होती है<50mg/L.

औद्योगिक अपशिष्ट जल पुन: उपयोग परियोजनाओं (विशेष रूप से कोयला रासायनिक अपशिष्ट जल पुन: उपयोग प्रणाली) में, अपशिष्ट जल में SiO2 की सामग्री आम तौर पर अधिक होती है, जो रिवर्स ऑस्मोसिस सिस्टम में सिलिकेट स्केलिंग का कारण बनती है, इस प्रकार रिवर्स ऑस्मोसिस सिस्टम की सेवा जीवन और सिस्टम के स्थिर संचालन को गंभीर रूप से प्रभावित करती है। .

चीन में वर्तमान गर्म शून्य-उत्सर्जन क्षेत्र में, SiO2 को हटाने की कठिनाई के कारण सिलिकेट स्केलिंग हल करना सबसे कठिन समस्याओं में से एक है।

आरओ सिस्टम SiO2 की सामग्री के प्रति संवेदनशील हैं क्योंकि SiO2 संतृप्त अवस्था में बहुत अघुलनशील कोलाइडल सिलिकॉन में पोलीमराइज़ हो सकता है और झिल्ली की सतह पर जमा हो सकता है और इसे साफ करना मुश्किल है। आरओ सांद्रण अनुभाग में SiO2 की स्वीकार्य सांद्रता SiO2 के घुलनशीलता उत्पाद पर निर्भर करती है, और पानी के तापमान और पीएच से काफी प्रभावित होती है।

SiO2 की घुलनशीलता पानी के तापमान के समानुपाती होती है, जैसे 25 डिग्री पर 100 mg/L और 40 डिग्री पर 160 mg/L।

SiO2 और pH की घुलनशीलता के बीच संबंध:

जब pH=7-8, SiO2 घुल जाता है तो सिलिकिक एसिड होता है, और H2SiO3 और HSiO3- पानी में मौजूद होते हैं; जब पीएच कम होता है, तो यह एक मुक्त एसिड समाधान या कैल्शियम मैग्नीशियम सिलिकेट पेप्टाइज्ड अवस्था होता है; जब पीएच उच्च होता है, यदि पानी में कैल्शियम और मैग्नीशियम आयन होते हैं, तो यह कैल्शियम मैग्नीशियम सिलिकेट पेप्टाइज्ड अवस्था है।

कैल्शियम कार्बोनेट (हीरा 10 है) की मोह कठोरता 3 है, कैल्शियम फ्लोराइड की मोह कठोरता 4 है, और सिलिकेट की मोह कठोरता पानी की मात्रा से संबंधित है, जो 4 है। कई प्रकार के स्केलों में सिलिकेट स्केल सबसे कठोर होता है।

एक बार जब रिवर्स ऑस्मोसिस सिस्टम में सिलिकेट स्केलिंग हो जाती है, तो अलवणीकरण दर तेजी से गिर जाएगी, पानी का उत्पादन तेजी से गिर जाएगा, और रासायनिक सफाई के बाद सिस्टम अलवणीकरण दर में काफी गिरावट आएगी।

जब स्केलिंग गंभीर होती है, तो दबाव का अंतर तेजी से बढ़ेगा, और यहां तक ​​कि केंद्रित जल ग्रिड भी बाहर निकल जाएगा।

जब गंभीर स्केलिंग वाली झिल्ली को माइक्रोस्कोप के नीचे देखा जाता है, तो झिल्ली की सतह पर बारीक खरोंचें पाई जाती हैं (चित्र 1 देखें), और झिल्ली पर अपरिवर्तनीय भौतिक खरोंचें होती हैं। सिलिकेट स्केलिंग के इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप फोटो के लिए चित्र 2 देखें।

रिवर्स ऑस्मोसिस इन्फ्लुएंट में SiO2 सांद्रता सांद्र जल पक्ष पर अधिकतम घुलनशीलता और सांद्रता गुणक द्वारा निर्धारित की जाती है, आमतौर पर 20 पीपीएम। पूर्वावश्यकताएँ: जब पानी में ऑक्सीजन की मात्रा (डीओ) हो<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.

अधिकांश सिलिका स्केलिंग पानी में एल्यूमीनियम या लोहे की उपस्थिति के कारण होती है। लोहा और एल्यूमीनियम सिलिकॉन के साथ प्रतिक्रिया करके अघुलनशील धातु सिलिकेट (एल्यूमीनियम सिलिकेट और लौह सिलिकेट) बनाते हैं, और गठित धातु सिलिकेट SiO2 की घुलनशीलता को बदल देते हैं, जो झिल्ली तत्वों को और तेजी से खराब कर देता है।

भले ही पानी में सिलिकॉन की सांद्रता कम (10ppm) हो, 50ppb एल्यूमीनियम सांद्रता के कारण सिस्टम का प्रदर्शन कम हो जाएगा।

यदि सिलिकॉन मौजूद है, तो यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि पानी में कोई एल्यूमीनियम या लोहा नहीं है, और 1μm सुरक्षा फिल्टर तत्व का उपयोग करने और निवारक एसिड सफाई उपाय करने की सिफारिश की जाती है।

पारंपरिक रासायनिक सफाई मूल रूप से सिलिकेट स्केल के लिए अप्रभावी है, जबकि हाइड्रोफ्लोरिक एसिड सिलिकेट स्केल को प्रभावी ढंग से साफ कर सकता है। कम तापमान और कम सांद्रता पर भी, हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड में सिलिकेट स्केल के लिए अच्छी घुलनशीलता होती है।

रासायनिक सफाई {{0}}.1% HF+0.4% HCl, या 0.1% NaF+0.4% HCl मिलाकर की जा सकती है।

टिप्पणी:

(1) सफाई समाधान की सांद्रता को वास्तविक गंदगी की स्थिति के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए। उचित सफाई एकाग्रता निर्धारित करने से पहले परीक्षण सफाई करने की सिफारिश की जाती है;

(2) हाइड्रोफ्लोरिक एसिड अत्यंत संक्षारक होता है। भाप के साँस लेने या त्वचा के संपर्क में आने से लाइलाज जलन हो सकती है। यह अनुमान लगाया गया है कि 1.5 ग्राम हाइड्रोफ्लोरिक एसिड लेने वाले व्यक्ति की तत्काल मृत्यु हो सकती है। उच्च सांद्रता वाले हाइड्रोफ्लोरिक एसिड धुंध के साँस लेने से ब्रोंकाइटिस और रक्तस्रावी फुफ्फुसीय एडिमा हो सकती है। यह त्वचा के माध्यम से भी अवशोषित हो सकता है और गंभीर विषाक्तता का कारण बन सकता है। इसलिए, रासायनिक सफाई के दौरान सुरक्षात्मक उपाय किए जाने चाहिए और पेशेवरों को ऑपरेशन करना चाहिए।

(1) सांद्रण में SiO2 सांद्रण को कम करने और घुलनशीलता उत्पाद से अधिक होने से बचने के लिए रिवर्स ऑस्मोसिस सिस्टम के प्रभावशाली और पुनर्प्राप्ति दर में SiO2 एकाग्रता को नियंत्रित करना SiO2 स्केलिंग को रोकने का मुख्य तरीका है;

(2) चूने को नरम करने जैसी अतिरिक्त या संवर्धित पूर्व-उपचार प्रक्रियाओं को अपनाने से, फ़ीड पानी में SiO2 को 50% कम किया जा सकता है, या प्रभाव में SiO2 एकाग्रता को कम करने के लिए चूने-सोडा नरम करने वाले पूर्व-उपचार के दौरान मैग्नीशियम ऑक्साइड या सोडियम एल्यूमिनेट को जोड़ा जा सकता है;

(3) पानी के तापमान को उचित रूप से बढ़ाने की अनुमति नहीं है (4) प्रभावशाली पानी के पीएच को उचित रूप से बढ़ाने से SiO2 की घुलनशीलता बढ़ाने और सिलिकेट स्केलिंग को धीमा करने में मदद मिलती है;

(5) सिलिका स्केलिंग के लिए लक्षित एंटी-स्केलिंग डिस्पर्सेंट के साथ पूर्व-उपचार। विभिन्न एंटी-स्केलिंग डिस्पर्सेंट्स के संकेंद्रित जल पक्ष पर अनुमत अधिकतम SiO2 सांद्रता भिन्न होती है। विवरण के लिए कृपया एंटी-स्केलिंग एजेंट निर्माता से परामर्श लें;

(6) कोलाइडल सिलिका को अत्यधिक क्षारीय आयन एक्सचेंज रेजिन का उपयोग करके सोखकर या 10 से कम कट-ऑफ आणविक भार के साथ एक अल्ट्राफिल्ट्रेशन झिल्ली का उपयोग करके हटाया जा सकता है।