文档介绍：循环冷却水中***离子去除方法过量石灰-铝技术(UHLA)摘要:在循环冷却水中,***离子是一种有害的成分,一方面***离子易引发腐蚀,另一方面大多数的缓蚀阻垢剂对水中***离子浓度都有限值。***离子可通过沉淀方式去除:Ca4Al2Cl2(H)12,由此本文开展平衡实验和动力学实验评估UHLA技术对***离子的去除能力和反应条件。平衡实验共进行48组,其中NaCl溶液为30mM,Ca(OH)2为0~200mM,偏铝酸钠为0~100mM。实验结果表明UHLA可通过形成***铝酸钙固体去除,同时这一过程可以通过一个反应动力学表达式证实。实验结果也表明Ca4Al2Cl2(H)12的溶度积为10-。1、前言2000年,美国工业废水排放量约为120亿吨,接近80%的废水来源于电力产业。工业废水主要来源于冷却水,主要污染包括了高温、有毒化学物质、有机和无机污染物等,同时冷却水也是美国水资源的重要消费者。为了污染物减排、节水和节约开支,必须提高水冷却水的循环倍数。但循环倍数的提高必然导致难挥发物质的浓缩,进而引发腐蚀、结垢以及生物黏泥等问题。为了减少这些问题的产生,需要去除冷却水中某些物质,包括Ca2+、Mg2+、磷、硅酸盐、硫酸盐和***离子。***离子是其中一种难挥发且易导致腐蚀的物质,同时***离子也会影响缓蚀阻垢剂的使用效果,一些研究表明在高***浓度下,药剂的使用量也会增加。石灰软化在冷却水中应用去除Ca2+和Mg2+,降低硬度和碱度,同时也可部分去处硅酸盐,但这和Mg2+含量有关。石灰软化在去除硫酸盐和***离子方面无效果。UHL是一种改进型的石灰软化方法,可以去除Ca2+、Mg2+、PO43-、CO32-、硅酸盐等。UHLA去除硅酸盐是通过高含量的石灰投加提高水体pH并形成硅酸钙沉淀。UHL的流程如图1所示,该流程分两步进行,第一步投加过量的Ca(OH)2使水中钙离子提高同时pH达到11~12,硅酸盐、Mg2+、PO43-在这一阶段得到去除;第二步通过加入CO2或Na2CO3去除多余的Ca2+,同时调节pH到适宜值。该技术可应用于制水,也可应用于旁滤系统。此外该工艺也可以根据补给水特点进行改进,如图2所示,旁滤水通过UHL处理,同时软化处理补给水。UHL的优势有很多,包括去除绝大多数的成垢离子和盐、去除重金属等。图1UHL流程图图2改进型UHL流程图2、UHLA工艺介绍石灰软化和UHL工艺虽然能够去处绝大多数的成垢物质,但在处理硫酸盐和***离子方面效果甚微。虽然反渗透、离子交换、电渗析等技术能够达到这一目的但成本要高很多。此外,硫酸盐和***离子问题在其他领域也存在,如膜污染、制盐结垢等,因而前处理去除迫切需要解决。UHLA是一种改进型技术,该技术在去除硫酸盐和***离子方面具有优势,其中去除硫酸盐的研究在1985年即被研究,在高pH和高Ca2+含量情况下(图2的第一步),形成Ca6Al2(SO4)3(OH)12沉淀,当Ca2+:,符合理论的化学计量。该沉淀的溶度积很低(10-),同时该反应属快速反应。此外,该反应也会通过协同沉淀和吸附去除硅酸盐。该方法也可去除***离子,形成弗雷德尔盐。目前针对液相中Ca4Al2Cl2(H)12的研究较为缺乏,更多的研究集中在混凝土和水泥合成中。一些研究表明当在***化钙溶液中投加氧化铝和氧化钙时,***铝酸钙结晶沉淀会迅