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〜lOOmM。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。
CaH2SiO4(s)
Mg(OH)a⑸
M&HaSiO4(s)
图1UHL流程图
CaC(h(sj
CaHjSiO^⑸
Mg(OH)2⑸
MgH^SiO^(召)
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。
Table1-Unitcostsofwatertreatment(Youetal.,1999).
Treatmentmethod