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    ?海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑的選型

    來源:碧涂水處理科技    更新時間:2019-12-15 21:42:52    編輯:BITU    瀏覽:1839

    海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑的選型,海水淡化技術多采用一級二級反滲透技術,就需要用于反滲透膜阻垢劑,海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑如何選型,這是確保海水淡化反滲透水處理設備穩定運行的關鍵。BITU海水淡化反滲透膜阻垢劑BT0220采用多種小分子有機物配制,具有高效的阻垢分散效果。


    海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑的選型


    反滲透膜阻垢劑BT0220產品是專為反滲透(RO)系統開發的一種堿式(堿性)廣譜高效阻垢劑。碧涂(BITU) 反滲透膜阻垢劑BT0220產品經實際使用證實對控制以下污垢卓有成效:碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶、氟化鈣、二氧化硅和鐵??梢钥刂圃跐馑袀萀SI達3.0,Fe3+含量1.5 mg/l,二氧化硅含量185mg/l。

    海水淡化處理技術是指將水中的多余鹽分和礦物質去除得到淡水的工序。目前,世界上裝機應用的海水淡化膜方法主要有多級閃蒸(MSF)、多效蒸發(MED)和反滲透法(RO),半個世紀以來己養活了世界上1億多的人口,促進了干旱沙漠地區和發達國家沿海經濟和社會發展。

    反滲透法

    通常又稱超過濾法,是1953年才開始采用的一種膜分離淡化法。該法是利用只允許溶劑透過、不允許溶質透過的半透膜,將海水與淡水分隔開的。在通常情況下,淡水通過半透膜擴散到海水一側,從而使海水一側的液面逐漸升高,直至一定的高度才停止,這個過程為滲透。此時,海水一側高出的水柱靜壓稱為滲透壓。如果對海水一側施加一大于海水滲透壓的外壓,那么海水中的純水將反滲透到淡水中。反滲透法的最大優點是節能。它的能耗僅為電滲析法的1/2,蒸餾法的1/40。因此,從1974年起,美日等發達國家先后把發展重心轉向反滲透法。

    反滲透海水淡化技術發展很快,工程造價和運行成本持續降低,主要發展趨勢為降低反滲透膜的操作壓力,提高反滲透系統回收率,廉價高效預處理技術,增強系統抗污染能力等。碧涂(BITU)反滲透膜阻垢劑在國內海水淡化行業中應用廣泛。


    海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑的選型


    海水淡化是指將海水里面的溶解性礦物質鹽分、有機物、細菌和病毒以及固體分離出來從而獲得淡水的過程. 從能量轉換角度來講, 海水淡化是將其他能源轉化為鹽水分離能的過程。離子交換法是目前除鹽最徹底的水處理技術,它利用陽離子交換樹脂吸附水中的陽離子并釋放出氫離子,再用陰離子交換樹脂吸附其中的陰離子并釋放出氫氧根離子,二者中和而達到除鹽的目的。但是該方法處理含鹽量低的海水運行成本較低,而在含鹽量高的區域運行成本高,降低了它在海水淡化除鹽中的經濟優勢。隨著高容量離子交換樹脂的開發,其應用價值越來越受到重視。

    一、海水淡化技術

    1、多效蒸餾。多效蒸餾法早期MED一直受換熱表面容易結垢(水垢)的制約, LT-MED系統中采用水平管降膜蒸發器,可以消除蒸發表面上的靜壓影響, 當海水在冷凝器內預熱后被分成兩股, 一股作為冷卻海水被排放回海中, 用于排出加入到系統中的過多的熱量; 另一股作為進料海水被分配到各效蒸發容器中. 在每一效蒸發容器中, 進料海水通過噴嘴被噴灑在水平布置的換熱管上。第一效內水平管上的液膜通過吸收管內加熱蒸汽冷凝釋放的潛熱而蒸發, 由此產生的二次蒸汽進入第二效的水平管內驅動管外液膜的蒸發. 第一效的加熱蒸汽由外部蒸汽發生器提供, 加熱蒸汽在管內冷凝后產生的冷凝水返回到外部蒸汽發生器. 此后每一效內水平管外液膜的蒸發都由上一效提供的二次蒸汽驅動, 而二次蒸汽則在管內凝結成淡水, 并被收集到淡水罐中. 由于每一效蒸發容器內的壓力依次降低, 因而可以實現海水在每一效內的連續蒸發而不需要再提供熱量.最后一效產生的二次蒸汽被引入到冷凝器中對海水進行預熱. 每一效內未蒸發的剩余海水則作為濃鹽水被排出. 每一效蒸發容器內產生的二次蒸汽都需要經過除霧器以去除夾帶在二次蒸汽中的海水液滴,從而提高生產的淡水的質量. 系統內的每一效均需要與真空排氣系統連接以除去不凝氣, 不凝氣的存在會阻礙傳熱過程, 降低傳熱系數。

    2、多級閃蒸。MSF系統同樣是由多個蒸發容器(閃蒸室)串聯而成, 海水首先被引入排熱段的冷凝管中, 在吸收蒸汽冷凝釋放的潛熱后, 海水被預熱至一個較高的溫度. 加熱后的海水被分成兩部分:一部分為冷卻海水, 排放回海中以排出系統中過多的熱量; 另一部分為進料海水, 經過脫氣和化學預處理后, 與排熱段最后一級閃蒸室內的海水混合. 隨后循環海水從排熱段最后一級中抽出, 被引入熱回收段最后一級的冷凝管中. 當循環海水沿貫穿每一級的冷凝管向第一級流動時, 吸收管外閃蒸蒸汽冷凝時放出的潛熱而不斷升高溫度. 循環海水進入鹽水加熱器后, 吸收加熱蒸汽冷凝釋放的潛熱, 從而溫度升高到TBT, 而加熱蒸汽則在管外壁被冷凝成冷凝水. 此后熱海水依次進入壓力逐漸降低的熱回收段和排熱段的各級閃蒸室, 進入各級閃蒸室的熱海水的壓力高于對應閃蒸室內的壓力, 海水由于過熱而急速蒸發(閃蒸), 從而產生蒸汽. 各級閃蒸室中由閃蒸產生的蒸汽需要通過除霧器以去除夾帶在其中的海水液滴, 以提高產品水質量和防止冷凝管外壁水垢的生成。為了將系統內鹽水的濃度維持在一個合適的值, 最后一級閃蒸室內的一部分濃鹽水會被排放到海洋中. 與MED系統相同, MSF系統需要與真空排氣系統連接以排出不凝氣, 從而消除不凝氣的存在對傳熱的不利影響。

    二、離子交換法在海水淡化中的應用

    1、離子交換劑直接淡化海水。天然沸石分子篩是一種白色、無毒、無臭的晶體粉末,可吸附尺寸在0.3~2nm 的多種離子?;谶@樣的原理,海水中的陽離子可以吸附到沸石分子篩的骨架結構中,定位在孔道或空腔中的一定位置上。但海水溶液中的離子是電中性的,為了同時去除氯離子,[1]將天然沸石分子篩用硝酸銀溶液反應,使之與銀離子進行交換,生成沸石銀復合物。然后利用沸石分子篩陰離子骨架上的銀離子去交換海水中的鈉離子、鎂離子、鈣離子等堿金屬離子,被替換到海水中的銀離子則與氯離子生成氯化銀沉淀,最終完成對海水或微咸水的淡化。天然沸石銀復合物淡化海水的能力與沸石類型有關。

    從實驗結果來看,1g 沸石銀分子篩處理5 mL 海水,一般只能將氯離子去除8.73%~28.5%,連續處理8 次才能達到飲用水標準。因此,如何提高沸石銀的交換能力仍然是技術的難點。將3A、4A、13X 和NaY 型沸石分子篩放入馬弗爐中于550℃焙燒,使之具有穩定的活性和足夠的機械強度。粉碎,過40 目篩,按固液比1: 10 與硝酸銀溶液混合,微波爐加熱反應16 min 后洗滌、抽濾,至濾液中無銀離子,105℃干燥2 h 得海水淡化劑。取各種淡化劑3A、4A、13X、NaY 各50 g,與250 mL 海水混合振蕩30min,海水中的氯離子分別降至1.25、1.20、1.38 和1.27 mg /L,海水中的鈉離子分別降至300、150、420 和800 mg /L,4A 型淡化及處理效果最好,但淡化水中各種離子濃度仍然高于自來水。

    2、離子交換劑用于海水淡化預處理。海水是一個復雜的稀溶液體系,含有80 多種化學元素,同時海水中大量的鈣鎂離子所形成的碳酸鹽、碳酸氫鹽、氯化物等又導致海水具有很高的硬度。對于膜法海水淡化而言,高硬度海水容易堵塞膜孔,降低膜的透水率; 對于蒸餾法海水淡化而言,易產生鍋垢,從而降低蒸發效率。因此,淡化前需要進行海水預處理。海水預處理的程序一般是先用石灰-純堿軟化法去掉大部分鈣鎂離子,然后通過離子交換法進一步軟化。陽離子交換樹脂通常用鈉離子、氫離子型,通過陽離子交換反應去除海水中的部分鈣鎂離子。如果單純使用鈉型陽離子交換樹脂,交換反應后水中硬度雖被去除,但碳酸氫鈣和碳酸氫鎂轉變為碳酸氫鈉,水質呈堿性:

    為此,可以同時使用氫型陽離子交換樹脂,使之與水中陽離子交換時釋放出氫離子,只要控制兩種樹脂的使用比例,便可使水的pH 值處于中性范圍之內。

    離子交換是目前海水淡化脫硼技術中最為重要和高效的方法,它的機理是利用離子交換樹脂上的功能基團與溶液中的離子發生交換反應,以達到分離濃縮目的。按照活性基團的不同,研究人員先后使用過陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、大孔樹脂和凝膠樹脂。由于硼酸可以迅速與多元醇和α- 羥基羧酸反應形成穩定的螯合物,研究人員開發出大量的含有微孔結構的硼特效吸附樹脂[13],其中主要是含有N-甲基葡萄糖胺的樹脂。這種弱堿性陰離子交換樹脂加入含硼水中后,硼酸受到功能基團中羥基氧原子的攻擊,原來的B-O 鍵斷裂而形成B -O-C 新鍵,斷裂后生成的羥基與功能基團斷裂產生的氫離子結合形成水。一般情況下,一個硼酸分子可與兩個羥基作用而形成穩定的螯合物,直至離子交換反應結束。離子交換樹脂法可通過較小的能量消耗,獲得很低的硼濃度,具有技術優勢。但樹脂再生操作則耗費大量的化學藥劑,而且再生產水的處理可能會帶來二次污染,這方面已引起研究者的廣泛關注。

    離子交換法不僅可以直接用于海水淡化,而且在常規海水淡化預處理、后處理領域得到了廣泛應用。此外,該方法在濃海水提取鉀元素中發揮了重要作用,具有廣闊的應用前景。

    反滲透法

    海水含鹽量高、硬度高,對設備腐蝕性大,而且水溫季節性變化較大 使得反滲透海水淡化系統比常規的苦咸水脫鹽系統要復雜得多,工程投資和能耗也高得多。因此 通過精心的工藝設計,合理的設備配置來降低工程投資和能耗,從而降低單位制水成本,并確保系統穩定運行就顯得格外重要。


    海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑的選型


    海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑的選型,海水淡化反滲透膜阻垢劑BT0220產品說明:

    海水淡化反滲透膜阻垢劑BT0220產品是專為反滲透(RO)系統開發的一種堿式(堿性)廣譜高效阻垢劑。碧涂(BITU) 海水淡化反滲透膜阻垢劑BT0220產品經實際使用證實對控制以下污垢卓有成效:碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶、氟化鈣、二氧化硅和鐵??梢钥刂圃跐馑袀萀SI達3.0,Fe3+含量1.5 mg/l,二氧化硅含量185mg/l。

    碧涂(BITU) 海水淡化反滲透膜阻垢劑BT0220堿式(堿性)產品適用膜的類型:海水淡化反滲透膜阻垢劑BT0220產品適用于美國陶氏化學公司(Dow. Filmtec)、海德能公司(Hydranautics)、科氏公司(Fluid Systems)、東麗(TORAY)、世韓膜(CSM)、九章(JOZZON)、易膜(E-MEM)、時代沃頓(vontron)、沁森高科(keensen)等各類進口國產膜及各類型系統的阻垢分散應用。

    產品特點:

    1、卓有成效的水處理阻垢劑,適用范圍廣;

    2、使用劑量減少,是控制結垢的高性價比方案;

    3、適用于各種類型的膜材料;

    4、是鐵和錳的有效螯合劑;

    5、可使系統運轉的回收率更高;

    6、進水PH在5~9范圍內均有效。

    物理特性:

    外觀:琥珀色透明液體        

    氣味:輕微氨氣味        

    比重(25℃):1.20±0.05

    pH值(純態):10±1.5        

    粘性(25℃):23cps


    海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑的選型


    使用要求

    加藥:將海水淡化反滲透膜阻垢劑BT0220產品連續投加至進入膜系統前的進水中。典型投加劑量為3-5mg/l,視水的化學性質和膜類型和系統運行參數(如回收率、溫度與壓力等)有所變化。具體加藥量由服務商核算。

    稀釋:海水淡化反滲透膜阻垢劑BT0220產品應連續投加,建議用RO產水或脫鹽水稀釋,稀釋倍數不超過10。

    包裝與儲存

    塑料桶裝,凈重25公斤/桶;保質期:避光陰涼處保存,有效期2年。

    安全與防護

    佩戴乳膠手套、防護眼鏡、防護服,若濺到眼睛時,請立即用大量清水沖洗眼睛,并迅速就診。防止外溢在水泥地面以免引起腐蝕,如侵蝕地面請立刻用清水沖洗。


    海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑的選型


    海水淡化技術中反滲透膜阻垢劑的選型,海水淡化技術,海水由于其含鹽量非常高,而不能被直接使用,主要采用兩種方法淡化海水,即蒸餾法和反滲透法。蒸餾法主要被用于特大型海水淡化處理上及熱能豐富的地方。反滲透膜法適用面非常的廣,且脫鹽率很高,因此被廣泛使用。反滲透膜法首先是將海水提取上來,進行初步處理,降低海水濁度,防止細菌、藻類等微生物的生長,然后用特種高壓泵增壓,使海水進入反滲透膜,由于海水含鹽量高,因此海水反滲透膜必須具有高脫鹽率,耐腐蝕、耐高壓、抗污染等特點,經過反滲透膜處理后的海水,其含鹽量大大降低,TDS含量從36000毫克/升降至200毫克/升左右。海水淡化反滲透膜阻垢劑可確保海水淡化設備穩定可靠運行,淡化后的水質甚至優于自來水,這樣就可供工業、商業、居民及船舶、艦艇使用。

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    共1條評論
    • psdew

      水資源的日益緊張,再不節約用水,未來的人類,也許只能喝淡化的海水了。

      2019-12-15 21:34:42 回復

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