在工业生产过程中,硅化合物形成的硅垢成为了一道难题。特别是在污水深度处理装置和含盐废水处理装置中,反渗透及蒸发器运行时,硅垢会频繁地堵塞反渗透膜、蒸发器换热器以及降膜管,这导致处理水量的不断降低。随着运行周期的延长,硅垢对反渗透膜的影响日益显著,不仅增加了化学清洗的频次,还使反渗透膜的脱盐率和使用周期双双下降,进而提高了膜更换的频率。
应对策略:废水中的硅去除方案
混凝脱硅法
混凝脱硅是一种物理化学方法,利用某些金属氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚作用来实现脱硅。虽然这是一种非深度脱硅方法,但通过一般的混凝与过滤过程,可以去除约60%的胶体硅;若采用混凝加澄清过滤的方式,则能去除高达90%的胶体硅。
反渗透脱硅技术
反渗透是自然渗透的逆过程,它能够有效地脱除胶体硅和溶解硅。这一技术适用于净化锅炉补给水、回收冷却塔排污水以及制备超纯水等场景。反渗透法的总除盐效率可达93%,其中SiO2的脱除效率能达到80%。对于硅含量在5~20mg/L的混合水,经过反渗透处理后,其出水硅含量可降低至1mg/L以下。
超滤法在胶体硅去除中的应用
超滤法与反渗透法类似,都是利用压力差作为驱动力。它通过高分子膜的筛分效应实现水和低分子量溶质的透过,而阻止高分子物质和胶体物质的通过。在采用超滤法时,膜孔径应控制在100nm以下,以确保能截留所有的胶体硅。实验显示,其工作压力应维持在7×104至7×105Pa之间。
其他脱硅技术
电凝聚脱硅、离子交换脱硅及环阻垢剂的应用等都是针对工业生产中的硅垢问题的有效解决方法。电凝聚法可有效脱除二氧化硅,并具备除浊、脱色等功能,同时还能去除水中的重金属离子、藻类和细菌等。离子交换系统则能将给水中的硅含量从3~10mg/L降至出水为0.005~0.08mg/L。
综合处理的重要性
在工业用水处理系统中,由于涉及众多指标,单纯针对硅化合物的处理并不足够。需综合考虑给水中各种悬浮物质、胶体物质和溶解的有害气体、离子的处理效果,以确保系统出水的各项指标均能满足工业生产的要求。
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