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​海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂的选型

来源:碧涂水处理科技    更新时间:2019-12-15 21:42:52    编辑:BITU    浏览:447

海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂的选型,海水淡化技术多采用一级二级反渗透技术,就需要用于反渗透膜阻垢剂,海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂如何选型,这是确保海水淡化反渗透水处理设备稳定运行的关键。BITU海水淡化反渗透膜阻垢剂BT0220采用多种小分子有机物配制,具有高效的阻垢分散效果。


海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂的选型


反渗透膜阻垢剂BT0220产品是专为反渗透(RO)系统开发的一种碱式(碱性)广谱高效阻垢剂。碧涂(BITU) 反渗透膜阻垢剂BT0220产品经实际使用证实对控制以下污垢卓有成效:碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙、二氧化硅和铁。可以控制在浓水中侧LSI达3.0,Fe3+含量1.5 mg/l,二氧化硅含量185mg/l。

海水淡化处理技术是指将水中的多余盐分和矿物质去除得到淡水的工序。目前,世界上装机应用的海水淡化膜方法主要有多级闪蒸(MSF)、多效蒸发(MED)和反渗透法(RO),半个世纪以来己养活了世界上1亿多的人口,促进了干旱沙漠地区和发达国家沿海经济和社会发展。

反渗透法

通常又称超过滤法,是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。

反渗透海水淡化技术发展很快,工程造价和运行成本持续降低,主要发展趋势为降低反渗透膜的操作压力,提高反渗透系统回收率,廉价高效预处理技术,增强系统抗污染能力等。碧涂(BITU)反渗透膜阻垢剂在国内海水淡化行业中应用广泛。


海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂的选型


海水淡化是指将海水里面的溶解性矿物质盐分、有机物、细菌和病毒以及固体分离出来从而获得淡水的过程. 从能量转换角度来讲, 海水淡化是将其他能源转化为盐水分离能的过程。离子交换法是目前除盐最彻底的水处理技术,它利用阳离子交换树脂吸附水中的阳离子并释放出氢离子,再用阴离子交换树脂吸附其中的阴离子并释放出氢氧根离子,二者中和而达到除盐的目的。但是该方法处理含盐量低的海水运行成本较低,而在含盐量高的区域运行成本高,降低了它在海水淡化除盐中的经济优势。随着高容量离子交换树脂的开发,其应用价值越来越受到重视。

一、海水淡化技术

1、多效蒸馏。多效蒸馏法早期MED一直受换热表面容易结垢(水垢)的制约, LT-MED系统中采用水平管降膜蒸发器,可以消除蒸发表面上的静压影响, 当海水在冷凝器内预热后被分成两股, 一股作为冷却海水被排放回海中, 用于排出加入到系统中的过多的热量; 另一股作为进料海水被分配到各效蒸发容器中. 在每一效蒸发容器中, 进料海水通过喷嘴被喷洒在水平布置的换热管上。第一效内水平管上的液膜通过吸收管内加热蒸汽冷凝释放的潜热而蒸发, 由此产生的二次蒸汽进入第二效的水平管内驱动管外液膜的蒸发. 第一效的加热蒸汽由外部蒸汽发生器提供, 加热蒸汽在管内冷凝后产生的冷凝水返回到外部蒸汽发生器. 此后每一效内水平管外液膜的蒸发都由上一效提供的二次蒸汽驱动, 而二次蒸汽则在管内凝结成淡水, 并被收集到淡水罐中. 由于每一效蒸发容器内的压力依次降低, 因而可以实现海水在每一效内的连续蒸发而不需要再提供热量.最后一效产生的二次蒸汽被引入到冷凝器中对海水进行预热. 每一效内未蒸发的剩余海水则作为浓盐水被排出. 每一效蒸发容器内产生的二次蒸汽都需要经过除雾器以去除夹带在二次蒸汽中的海水液滴,从而提高生产的淡水的质量. 系统内的每一效均需要与真空排气系统连接以除去不凝气, 不凝气的存在会阻碍传热过程, 降低传热系数。

2、多级闪蒸。MSF系统同样是由多个蒸发容器(闪蒸室)串联而成, 海水首先被引入排热段的冷凝管中, 在吸收蒸汽冷凝释放的潜热后, 海水被预热至一个较高的温度. 加热后的海水被分成两部分:一部分为冷却海水, 排放回海中以排出系统中过多的热量; 另一部分为进料海水, 经过脱气和化学预处理后, 与排热段最后一级闪蒸室内的海水混合. 随后循环海水从排热段最后一级中抽出, 被引入热回收段最后一级的冷凝管中. 当循环海水沿贯穿每一级的冷凝管向第一级流动时, 吸收管外闪蒸蒸汽冷凝时放出的潜热而不断升高温度. 循环海水进入盐水加热器后, 吸收加热蒸汽冷凝释放的潜热, 从而温度升高到TBT, 而加热蒸汽则在管外壁被冷凝成冷凝水. 此后热海水依次进入压力逐渐降低的热回收段和排热段的各级闪蒸室, 进入各级闪蒸室的热海水的压力高于对应闪蒸室内的压力, 海水由于过热而急速蒸发(闪蒸), 从而产生蒸汽. 各级闪蒸室中由闪蒸产生的蒸汽需要通过除雾器以去除夹带在其中的海水液滴, 以提高产品水质量和防止冷凝管外壁水垢的生成。为了将系统内盐水的浓度维持在一个合适的值, 最后一级闪蒸室内的一部分浓盐水会被排放到海洋中. 与MED系统相同, MSF系统需要与真空排气系统连接以排出不凝气, 从而消除不凝气的存在对传热的不利影响。

二、离子交换法在海水淡化中的应用

1、离子交换剂直接淡化海水。天然沸石分子筛是一种白色、无毒、无臭的晶体粉末,可吸附尺寸在0.3~2nm 的多种离子。基于这样的原理,海水中的阳离子可以吸附到沸石分子筛的骨架结构中,定位在孔道或空腔中的一定位置上。但海水溶液中的离子是电中性的,为了同时去除氯离子,[1]将天然沸石分子筛用硝酸银溶液反应,使之与银离子进行交换,生成沸石银复合物。然后利用沸石分子筛阴离子骨架上的银离子去交换海水中的钠离子、镁离子、钙离子等碱金属离子,被替换到海水中的银离子则与氯离子生成氯化银沉淀,最终完成对海水或微咸水的淡化。天然沸石银复合物淡化海水的能力与沸石类型有关。

从实验结果来看,1g 沸石银分子筛处理5 mL 海水,一般只能将氯离子去除8.73%~28.5%,连续处理8 次才能达到饮用水标准。因此,如何提高沸石银的交换能力仍然是技术的难点。将3A、4A、13X 和NaY 型沸石分子筛放入马弗炉中于550℃焙烧,使之具有稳定的活性和足够的机械强度。粉碎,过40 目筛,按固液比1: 10 与硝酸银溶液混合,微波炉加热反应16 min 后洗涤、抽滤,至滤液中无银离子,105℃干燥2 h 得海水淡化剂。取各种淡化剂3A、4A、13X、NaY 各50 g,与250 mL 海水混合振荡30min,海水中的氯离子分别降至1.25、1.20、1.38 和1.27 mg /L,海水中的钠离子分别降至300、150、420 和800 mg /L,4A 型淡化及处理效果最好,但淡化水中各种离子浓度仍然高于自来水。

2、离子交换剂用于海水淡化预处理。海水是一个复杂的稀溶液体系,含有80 多种化学元素,同时海水中大量的钙镁离子所形成的碳酸盐、碳酸氢盐、氯化物等又导致海水具有很高的硬度。对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; 对于蒸馏法海水淡化而言,易产生锅垢,从而降低蒸发效率。因此,淡化前需要进行海水预处理。海水预处理的程序一般是先用石灰-纯碱软化法去掉大部分钙镁离子,然后通过离子交换法进一步软化。阳离子交换树脂通常用钠离子、氢离子型,通过阳离子交换反应去除海水中的部分钙镁离子。如果单纯使用钠型阳离子交换树脂,交换反应后水中硬度虽被去除,但碳酸氢钙和碳酸氢镁转变为碳酸氢钠,水质呈碱性:

为此,可以同时使用氢型阳离子交换树脂,使之与水中阳离子交换时释放出氢离子,只要控制两种树脂的使用比例,便可使水的pH 值处于中性范围之内。

离子交换是目前海水淡化脱硼技术中最为重要和高效的方法,它的机理是利用离子交换树脂上的功能基团与溶液中的离子发生交换反应,以达到分离浓缩目的。按照活性基团的不同,研究人员先后使用过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、大孔树脂和凝胶树脂。由于硼酸可以迅速与多元醇和α- 羟基羧酸反应形成稳定的螯合物,研究人员开发出大量的含有微孔结构的硼特效吸附树脂[13],其中主要是含有N-甲基葡萄糖胺的树脂。这种弱碱性阴离子交换树脂加入含硼水中后,硼酸受到功能基团中羟基氧原子的攻击,原来的B-O 键断裂而形成B -O-C 新键,断裂后生成的羟基与功能基团断裂产生的氢离子结合形成水。一般情况下,一个硼酸分子可与两个羟基作用而形成稳定的螯合物,直至离子交换反应结束。离子交换树脂法可通过较小的能量消耗,获得很低的硼浓度,具有技术优势。但树脂再生操作则耗费大量的化学药剂,而且再生产水的处理可能会带来二次污染,这方面已引起研究者的广泛关注。

离子交换法不仅可以直接用于海水淡化,而且在常规海水淡化预处理、后处理领域得到了广泛应用。此外,该方法在浓海水提取钾元素中发挥了重要作用,具有广阔的应用前景。

反渗透法

海水含盐量高、硬度高,对设备腐蚀性大,而且水温季节性变化较大 使得反渗透海水淡化系统比常规的苦咸水脱盐系统要复杂得多,工程投资和能耗也高得多。因此 通过精心的工艺设计,合理的设备配置来降低工程投资和能耗,从而降低单位制水成本,并确保系统稳定运行就显得格外重要。


海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂的选型


海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂的选型,海水淡化反渗透膜阻垢剂BT0220产品说明:

海水淡化反渗透膜阻垢剂BT0220产品是专为反渗透(RO)系统开发的一种碱式(碱性)广谱高效阻垢剂。碧涂(BITU) 海水淡化反渗透膜阻垢剂BT0220产品经实际使用证实对控制以下污垢卓有成效:碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙、二氧化硅和铁。可以控制在浓水中侧LSI达3.0,Fe3+含量1.5 mg/l,二氧化硅含量185mg/l。

碧涂(BITU) 海水淡化反渗透膜阻垢剂BT0220碱式(碱性)产品适用膜的类型:海水淡化反渗透膜阻垢剂BT0220产品适用于美国陶氏化学公司(Dow. Filmtec)、海德能公司(Hydranautics)、科氏公司(Fluid Systems)、东丽(TORAY)、世韩膜(CSM)、九章(JOZZON)、易膜(E-MEM)、时代沃顿(vontron)、沁森高科(keensen)等各类进口国产膜及各类型系统的阻垢分散应用。

产品特点:

1、卓有成效的水处理阻垢剂,适用范围广;

2、使用剂量减少,是控制结垢的高性价比方案;

3、适用于各种类型的膜材料;

4、是铁和锰的有效螯合剂;

5、可使系统运转的回收率更高;

6、进水PH在5~9范围内均有效。

物理特性:

外观:琥珀色透明液体        

气味:轻微氨气味        

比重(25℃):1.20±0.05

pH值(纯态):10±1.5        

粘性(25℃):23cps


海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂的选型


使用要求

加药:将海水淡化反渗透膜阻垢剂BT0220产品连续投加至进入膜系统前的进水中。典型投加剂量为3-5mg/l,视水的化学性质和膜类型和系统运行参数(如回收率、温度与压力等)有所变化。具体加药量由服务商核算。

稀释:海水淡化反渗透膜阻垢剂BT0220产品应连续投加,建议用RO产水或脱盐水稀释,稀释倍数不超过10。

包装与储存

塑料桶装,净重25公斤/桶;保质期:避光阴凉处保存,有效期2年。

安全与防护

佩戴乳胶手套、防护眼镜、防护服,若溅到眼睛时,请立即用大量清水冲洗眼睛,并迅速就诊。防止外溢在水泥地面以免引起腐蚀,如侵蚀地面请立刻用清水冲洗。


海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂的选型


海水淡化技术中反渗透膜阻垢剂的选型,海水淡化技术,海水由于其含盐量非常高,而不能被直接使用,主要采用两种方法淡化海水,即蒸馏法和反渗透法。蒸馏法主要被用于特大型海水淡化处理上及热能丰富的地方。反渗透膜法适用面非常的广,且脱盐率很高,因此被广泛使用。反渗透膜法首先是将海水提取上来,进行初步处理,降低海水浊度,防止细菌、藻类等微生物的生长,然后用特种高压泵增压,使海水进入反渗透膜,由于海水含盐量高,因此海水反渗透膜必须具有高脱盐率,耐腐蚀、耐高压、抗污染等特点,经过反渗透膜处理后的海水,其含盐量大大降低,TDS含量从36000毫克/升降至200毫克/升左右。海水淡化反渗透膜阻垢剂可确保海水淡化设备稳定可靠运行,淡化后的水质甚至优于自来水,这样就可供工业、商业、居民及船舶、舰艇使用。

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共1条评论
  • psdew

    水资源的日益紧张,再不节约用水,未来的人类,也许只能喝淡化的海水了。

    2019-12-15 21:34:42 回复

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