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干货-废水除硅工艺介绍!

来源:欧洲杯比赛投注环保     宣布时间:2021-10-08

       除硅的工艺介绍:

       混凝脱硅

       混凝脱硅是利用某些金属的氧化物或氢氧化物对硅的吸附或凝聚来抵达脱硅目的的一种物理化学要领。这是一种非深度脱硅要领,一般的混凝+过滤可去除60%的胶体硅,混凝+澄清过滤可去除90%的胶体硅。

       1 镁剂脱硅

       在实际的水处理历程中,常将镁剂和石灰一起使用以包管脱硅效果。 镁剂脱硅的效果决定于:

       ①pH值:镁剂脱硅的*佳pH值为10.1~10.3。为包管pH值,有须要在处理系统中加入石灰。石灰不但有调理pH的功效,并且还可以除去部分二氧化硅、暂时硬度和二氧化碳等。

       ② 混凝剂的用量:接纳镁剂脱硅时,通常都加混凝剂。适当的混凝剂可以改善氧化镁沉渣的性质,提高除硅效果。一般所用的混凝剂为铁盐,其添加量为0.2~0.35 mmol/L。

       ③ 水温:提高水温可以加速除硅历程,并使除硅效果提高。40 ℃时出水中残留硅可达1 mg/L以下。

       ④ 水在澄清器中的停留时间:水温为30 ℃时,实际停留时间应>1 h,40 ℃时约为1 h,120 ℃时为20~30 min。

       ⑤ 原水水质:原水的硬度大时对镁剂脱硅的效果有利。原水中硅化合物含量对镁剂比耗(mgMgO/mgSiO2-3)有影响。镁剂比耗随原水硅化合物含量的增加而减少,随水中胶体硅所占比例的增加而增加,一般在5~20规模内。

       2 铝盐脱硅

       决定铝盐脱除溶解硅效果的主要条件有:

       ① 温度:铝盐除硅的*适宜温度为20 ℃。

       ② 接触时间:在铝盐与含硅水接触30 min后,大大都的硅可被吸附脱除。

       ③pH值:*适宜的pH值规模为8~9。

       ④ 铝盐的结晶状态和物理性质:铝盐沉淀物如果在溶液之外生成,尤其是经过干燥后,其脱硅效果将大为减弱,而铝盐的结晶状态对二氧化硅脱除效果的影响为:AlO(OH)>Al2O3·3H2O>Al(OH)3。 铝盐脱除胶体硅的*佳pH规模为4.1~4.7,约莫40 mol胶体硅仅需1 mol铝盐即可。

       3 铁盐脱硅

       氢氧化铁能够吸附溶解硅,一般认为其*有效的pH值为9,且无定形氢氧化铁比其晶形的吸附效果更佳。去除1 mg二氧化硅需要硫酸铁10~20 mg。在常温时,以铁盐作絮凝剂对含硅水进行处理后,可使水中剩余溶解硅含量降至3~5 mg/L。据报道,在水中加入适量的三氯化铁、铝酸钠和氧化钙处理含硅20 mg/L的水,硅的去除率也可达70%~80%。

       4 石灰脱硅 接纳熟石灰处理原水,于40 ℃下在除去暂时硬度和二氧化碳的同时,还可以除去部分二氧化硅,水中残留硅含量可降到30%~35%。

       在110~115 ℃的温度下接纳消石灰对福建炼油厂锅炉给水进行除硅预处理,由于生成CaSiO3沉淀的缘故,硅去除率可达80%。

       近年来,水的混凝处理技术在两个方面有了较大进展。一方面是注重混凝剂的复配使用,通过药剂的协同效应以求得*佳的混凝沉淀效果。另一方面是一些无机高分子混凝剂,如聚铁、聚铝三号等开发乐成并已投入工业应用。这些无机高分子混凝剂具有适用规模广和价格低的特点,与古板的铝盐和铁盐相比,它们免除了水解和聚合反应,不但可以加速混凝历程,并且还减轻了许多影响混凝效果因素的滋扰,脱除硅的效果比较稳定。

       反渗透脱硅

       反渗透是自然现象渗透的逆历程。反渗透可以脱除胶体硅和溶解硅,适于净化锅炉补给水,接纳部分冷却塔排污水,以及制取超纯水。另据资料,反渗透法的总除盐效率可达93%,SiO2可脱除80%。日本专利报道,对硅含量为5~20 mg/L的混淆水,以渗透膜处理后,其出水硅含量可降至1 mg/L以下。

       80年代以来,反渗透已成为锅炉补给水的一种重要处理要领,常用于离子交换系统之前对给水进行预脱盐,以减轻离子交换系统的担负。

       超滤脱除胶体硅

       超滤与反渗透法一样是以压力差为推动力,将欲处理水在一定压力作用下经过一个可让水和低分子量溶质透过而高分子物质、胶体物质不可透过的高分子膜,从而抵达疏散的目的。超滤处理所用的膜质料及装置与反渗透法相似,其疏散机理主要是筛分效应。在接纳超滤脱除胶体硅时,膜孔径不宜凌驾100 nm,不然不可截留所有的胶体硅。有关试验标明其事情压力不宜凌驾7×104~7×105 Pa。

       超滤法没有脱盐能力,对溶解硅险些无脱除效果。

       气浮脱除胶体硅

       Cassell等接纳微泡浮选的要领进行了水处理研究,发明这一要领对水中的所有胶态物质均有去除效果。浮选前先用1.0×10-3 mol/L的Al(NO3)3调浆10 min。捕收剂为月桂酸(浓度为25 mg/L),起泡剂为乙醇(用量为2.5 mL/L)。除硅效果与pH值紧密相关,在pH为8~11的规模内,经浮选5 min后,胶体硅的脱除率可达90%以上。另外,铝盐的添加也是必不可少的,单独的胶体硅无法浮选。Cassell认为微泡浮选乐成的要害在于必须满足以下三个条件:

       ①添加少量的电解质和调解pH值使胶体颗粒得以聚团;

       ②添加合适的捕收剂和起泡剂以形成合乎要求的泡沫层;

       ③气泡直径必须在 40~60 μm以下。

       电凝聚脱硅

       电凝聚是利用电化学要领通过电极反应爆发金属水合物凝聚剂,一定条件下可析出气泡,通过凝聚剂的吸附以实现聚沉,也可通过气泡的浮选来抵达净水的要领。电凝聚常用于离子交换、电渗析、反渗透除盐之前,不但可以有效脱除二氧化硅,并且能除浊、脱色,还能去除水中重金属离子、藻类和细菌等,对去除水中的有机物质也有一定效果。

       有报道接纳电凝聚对硅含量为44 mg/L(其中离子态的硅含量37.5 mg/L)的原水进行脱硅处理后,其出水硅含量可降至约莫1~2 mg/L的规模内。另外也有用电凝聚除硅,使硅酸总量由19.2 mg/L下降至1.37 mg/L,胶态硅酸由3.9 mg/L下降至0.26 mg/L的报道。某公司引进的一套蒸汽锅炉装置,其中的水处理工艺接纳电凝聚除硅,原水溶解态二氧化硅5.5 mg/L,胶体态二氧化硅1~2 mg/L,处理后二氧化硅含量<0.05 mg/L。

       在非深度除硅时,接纳电凝聚法效果*为明显。在铝和电能消耗量不大的情况下,可使水中的二氧化硅含量降低60%~80%。在深度或完全除硅时,电凝聚法会大幅度增加铝和电能的消耗量,如含有二氧化硅40 mg/L的河水在电流密度2 mA/cm2时能完全除硅,但耗铝量高达50 g/m3,耗电量达0.6 kW.h/m3。

       离子交换脱硅

       将差别的离子交换床结合使用,不但可以抵达很好的软化和除盐效果,并且也可以深度除硅,具有很高的处理深度。

       在离子交换系统中,一级复床除盐出水二氧化硅含量可低于0.5 mg/L,再经混床处理,出水的硅含量可以控制在0.02 mg/L以下(依情况温度的差别在0.005~0.03 mg/L的规模内波动)。我国电厂接纳的离子交换除盐系统可以将硅含量由给水3~10 mg/L降至出水为0.005~0.08 mg/L。其指标依原水性质和处理系统的特点而定。

       美国纽约州电力煤气公司所属米利肯电站接纳一种可移动式水处理系统,使全硅含量为3.47 mg/L(溶解硅为1.04 mg/L,胶体硅为2.43 mg/L)的原水通过该系统的2台并联强酸型阳离子树脂交换器和2台并联强碱型阴离子树脂交换器,出水中全硅含量降为0.029 mg/L,胶体硅为0,再经大孔阴离子树脂处理后,出水全硅含量可降至0.007 mg/L。

       日本专利宣布了一种以氢氟酸饱和的弱碱性阴离子交换树脂除去水中硅酸的要领。将含有120 mg/L硅酸(以二氧化硅计)的水通过该树脂,出水中硅酸含量可降至1 mg/L以下。

       一般认为离子交换系统关于胶体硅无脱除能力,因而需在此前接纳预处理和预脱盐去除悬浮物质和胶体物质,以避免其污染树脂,降低处理系统的效率。

       阻垢剂抑制硅垢的形成

       硅垢阻垢剂是在用水系统中添加化学药剂以避免硅化合物从含有过饱和硅的水溶液中析出的要领。其主要作用体现在以下几个方面:延迟沉淀开始成垢的时间,使沉淀在成垢之前就随流体排出系统之外;使沉淀以悬浮状态保存,抑制其附着在管壁和设备上成垢;在一定的温度和压力条件下,完全抑制硅垢的形成。

       近年来,海内外对硅垢的阻垢剂作了大宗的研究并提出了许多差别的配方,其主要的药剂组分基本上仍未超泛起今使用的规模。阻垢剂总的生长趋向是向复合配方生长,并且要求耐温性能良好。虽然近10年来硅垢阻垢剂的试验室事情有了明显进展,但还不可认为是突破性的,大多配方在实用性上另有待革新。

       其他的脱硅或抑垢要领

       日本专利报道了一种在系统内连续或间断地接纳超声波振动来避免地热水结硅垢的要领。其发明在高纯水制备系统中用紫外线和臭氧联合处理可以将胶体硅转化为溶解硅而除去。美国专利发明了用流态化的沙床作为晶核来沉积除去硅的要领。由于以上要领在工业上尚未获得广泛应用,在此不予详述。

       总结

       总之,在工业用水处理系统中,由于指标要求众多,关于硅化合物的处理不可能单独进行,需综合考虑给水中种种悬浮物质,胶体物质和溶解的有害气体、离子的处理效果,以包管系统出水各项指标切合工业生产要求。一般而言,混凝处理的深度较低,很难将出水中硅化合物的含量降至1 mg/L以下。如果用水系统水质要求较高,则需在混凝作业后安排反渗透、电凝聚或离子交换作业以提横跨水质量。具体的水处理工艺流程需凭据原水水质和差别工艺技术经济指标的优劣来选定。
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