Descripción general del sarro de silicato
Los compuestos de ácido silícico también son una impureza importante en el agua natural. A menudo se disuelven en agua después del contacto con rocas que contienen silicatos y aluminosilicatos. Generalmente, el contenido de compuestos de silicato en las aguas subterráneas es mayor que en las aguas superficiales. El contenido de SiO2 en fuentes de agua convencionales es<50mg/L.
En proyectos de reutilización de aguas residuales industriales (especialmente sistemas de reutilización de aguas residuales químicas de carbón), el contenido de SiO2 en las aguas residuales es generalmente alto, lo que provoca incrustaciones de silicato en los sistemas de ósmosis inversa, lo que afecta gravemente la vida útil de los sistemas de ósmosis inversa y el funcionamiento estable del sistema. .
En el actual campo caliente de cero emisiones en China, las incrustaciones de silicato son uno de los problemas más difíciles de resolver debido a la dificultad de eliminar el SiO2.
Mecanismo de incrustación de silicato.
Los sistemas de RO son sensibles al contenido de SiO2 porque el SiO2 puede polimerizarse en silicio coloidal muy insoluble en un estado saturado y depositarse en la superficie de la membrana y es difícil de limpiar. La concentración permitida de SiO2 en la sección de concentrado de RO depende del producto de solubilidad del SiO2 y se ve muy afectada por la temperatura y el pH del agua.
La solubilidad del SiO2 es proporcional a la temperatura del agua, como 100 mg/L a 25 grados y 160 mg/L a 40 grados.
La relación entre la solubilidad del SiO2 y el pH:
Cuando el pH =7-8, SiO2 es ácido silícico disuelto, y H2SiO3 y HSiO3- están presentes en el agua; cuando el pH es bajo, es una solución de ácido libre, o un estado peptizado de silicato de calcio y magnesio; cuando el pH es alto, si hay iones de calcio y magnesio en el agua, es un estado peptizado de silicato de calcio y magnesio.
Características y peligros de las incrustaciones de silicatos.
La dureza de Mohs del carbonato de calcio (el diamante es 10) es 3, la dureza de Mohs del fluoruro de calcio es 4 y la dureza de Mohs del silicato está relacionada con el contenido de agua, que es 4.5-7.5. Las incrustaciones de silicato son las más duras entre muchos tipos de incrustaciones.
Una vez que se produce la incrustación de silicato en el sistema de ósmosis inversa, la tasa de desalinización disminuirá rápidamente, la producción de agua disminuirá rápidamente y la tasa de desalinización del sistema disminuirá significativamente después de la limpieza química.
Cuando la incrustación es severa, la diferencia de presión aumentará rápidamente e incluso la rejilla de agua concentrada se eliminará.
Cuando se observa la membrana con descamación severa bajo un microscopio, se encuentran rayones finos en la superficie de la membrana (ver Figura 1) y la membrana tiene rayones físicos irreversibles. Consulte la Figura 2 para ver la fotografía del microscopio electrónico de la incrustación de silicato.
Requisitos para SiO2 y otras concentraciones de iones en el afluente
La concentración de SiO2 en el afluente de ósmosis inversa está determinada por la solubilidad máxima y la concentración múltiple en el lado del agua concentrada, generalmente 20 ppm. Requisitos previos: Cuando el contenido de oxígeno (OD) en el agua es<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.
La influencia del hierro, aluminio, etc. sobre las incrustaciones de silicatos.
La mayor parte de las incrustaciones de sílice se producen debido a la presencia de aluminio o hierro en el agua. El hierro y el aluminio reaccionan con el silicio para formar silicatos metálicos insolubles (silicato de aluminio y silicato de hierro), y los silicatos metálicos formados cambian la solubilidad del SiO2, lo que ensucia aún más rápidamente los elementos de la membrana.
Incluso si la concentración de silicio en el agua es baja (10 ppm), una concentración de aluminio de 50 ppb hará que el rendimiento del sistema disminuya.
Si hay silicio presente, se debe asegurar que no haya aluminio ni hierro en el agua, y se recomienda utilizar un elemento filtrante de seguridad de 1μm y tomar medidas preventivas de limpieza con ácido.
Limpieza de incrustaciones de silicato.
La limpieza química convencional es básicamente ineficaz para las incrustaciones de silicato, mientras que el ácido fluorhídrico puede limpiar eficazmente las incrustaciones de silicato. Incluso a baja temperatura y baja concentración, el ácido fluorhídrico tiene buena solubilidad para las incrustaciones de silicato.
La limpieza química se puede realizar mezclando {{0}}.1% HF+0.4% HCl o 0,1% NaF+0.4% HCl.
Nota:
(1) La concentración de la solución limpiadora debe ajustarse según la situación real de contaminación. Se recomienda realizar una limpieza de prueba antes de determinar la concentración de limpieza adecuada;
(2) El ácido fluorhídrico es extremadamente corrosivo. La inhalación de vapor o el contacto con la piel pueden provocar quemaduras incurables. Se estima que una persona que ingiera 1,5 g de ácido fluorhídrico puede provocar la muerte inmediata. La inhalación de niebla de ácido fluorhídrico en altas concentraciones puede causar bronquitis y edema pulmonar hemorrágico. También puede absorberse a través de la piel y provocar intoxicaciones graves. Por lo tanto, se deben tomar medidas de protección durante la limpieza química y la operación debe ser realizada por profesionales.
Prevención de incrustaciones de silicato.
(1) Controlar la concentración de SiO2 en el afluente y la tasa de recuperación del sistema de ósmosis inversa para reducir la concentración de SiO2 en el concentrado y evitar exceder el producto de solubilidad es el método principal para prevenir la incrustación de SiO2;
(2) La adopción de procesos de pretratamiento adicionales o mejorados, como el ablandamiento con cal, puede reducir el 50 % del SiO2 en el agua de alimentación, o la adición de óxido de magnesio o aluminato de sodio durante el pretratamiento del ablandamiento con cal y soda para reducir la concentración de SiO2 en el afluente;
(3) Aumentar adecuadamente la temperatura del agua (no permitido). (4) Aumentar adecuadamente el pH del agua afluente ayuda a aumentar la solubilidad del SiO2 y ralentizar la incrustación de silicato;
(5) Pretratamiento con un dispersante antical específico para la incrustación de sílice. La concentración máxima de SiO2 permitida en el lado del agua concentrada de diferentes dispersantes antical es diferente. Consulte con el fabricante del agente antical para obtener más detalles;
(6) La sílice coloidal se puede eliminar mediante adsorción utilizando una resina de intercambio aniónico fuertemente alcalina o utilizando una membrana de ultrafiltración con un peso molecular de corte inferior a 10,000.
