一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法技术

本发明专利技术提供了一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，包括如下步骤：S103：向含阻垢剂的膜浓缩液中加入含三价金属的化合物和/或含三价金属化合物的溶液进行反应。本发明专利技术公开了一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，通过利用三价金属离子(例如Fe

【技术实现步骤摘要】
一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法


[0001]本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法。

技术介绍

[0002]反渗透(RO)脱盐技术广泛应用于苦咸水、海水淡化、饮料用水、化工生产等工业领域。和蒸馏法脱盐相比，反渗透技术具有能耗低，操作简便，系统占地面积小，运行费用经济等突出优点。随着制膜技术的改进、能量回收系统的开发、预处理技术的改进以及对高低盐度进水的广泛适用性，反渗透脱盐成本逐年明显下降，反渗透工艺在经济、技术上的竞争力不断增强，将成为21世纪脱盐领域的主导高新技术之一。
[0003]在反渗透脱盐过程中，最大水回收率常常受到膜表面无机难溶盐(CaCO3、CaSO4、BaSO4等)结垢的限制。虽然一般反渗透系统在进水中添加阻垢剂，以将成垢离子维持在较高的过饱和度下而不结垢析出，从而提高水的回收率，但阻垢剂的作用也是有限的，因此也不可避免地产生浓缩液。RO系统长期运行中，膜结垢是一个十分突出得问题，造成了RO装置产水量的大幅下降。工业上与反渗透联用的纳滤膜，其浓缩系统承担高盐废水脱二价盐的主要任务。
[0004]反渗透膜系统的回收率达到一定程度后，若再继续提高回收率，溶液中的成垢离子由于浓度已高度过饱和，阻垢剂不能将其维持在不结垢状态，最终在膜上结垢析出，故此时只有将浓缩液排放。即使采用了浓缩液循环技术也将有最终浓缩液的排放。RO最终排放液，目前一直没有被很好地利用，一般直接被排放掉了，造成水资源的浪费。实际上，由于RO进水都经过了严格的预处理，故浓缩液的水质也很高。浓缩液含有较高的盐份，特别是Ca
2+
、Mg
2+
、HCO3‑
等成垢离子浓度高，具有较大的结垢趋势，易于结垢而不能直接继续利用。
[0005]增大回收率可通过将膜浓缩液进行处理，降低结垢趋势后再进行回用来实现，这样不仅增加了经济效益，还减少了浓缩液排放对环境的影响。然而，膜浓缩液中阻垢剂的存在对无机过饱和浓缩液起着稳定作用，增大了处理难度。
[0006]专利CN1235668C公开了一种反渗透浓缩液中阻垢剂的电芬顿氧化方法，该专利技术的技术方案中，采用电芬顿法对反渗透浓缩液进行处理，利用电化学过程中产生的二价铁离子(Fe
2+
)与双氧水(H2O2)反应生成的强氧化剂
‑
羟基自由基(OH
·
)来氧化破坏掉反渗透浓缩液中的阻垢剂，使溶液中高过饱和度的成垢离子失稳，然后通过溶液混凝，使浓缩液中的成垢盐类如CaCO3等析出而降低溶液的结垢趋势，从而可将浓缩液作为进水重新利用，提高反渗透系统水回收率。
[0007]专利CN100415659C公开了一种反渗透浓缩液中硫酸钙阻垢剂的混凝脱除方法，利用混凝剂对反渗透浓缩液中的Ca
2+
、SO
42
‑
成垢离子形成的纳米微粒的混凝作用，使溶液中高过饱和度的成垢离子沉积出来，然后通过溶液过滤将沉积物除去，降低了反渗透浓缩液的结垢趋势，从而可将反渗透浓缩液作为进水重新利用，提高反渗透系统水回收率。
[0008]上述专利方法中，浓缩液采用芬顿氧化需要精准控制反应体系的pH值，同时产生
一定量的污泥。混凝方法在有阻垢剂循环累积存在的条件下，成垢离子无法被脱除。若对浓缩液不处理，后续蒸发结晶的过程中容易在蒸发设备表面积垢，且影响结晶盐品质。
[0009]因此，亟待提出一种操作简便、高效、低成本的脱除膜浓缩液中阻垢剂的方法。

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的脱除阻垢剂的同时产生副产物或无法脱除较高含量的阻垢剂的难点。本专利技术提供了一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，简单高效，可降低反渗透浓缩液的结垢趋势，使其作为进水重新利用。
[0011]第一方面，本专利技术提出了一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，包括如下步骤：S103：向含阻垢剂的膜浓缩液中加入三价金属化合物和/或含三价金属化合物的溶液进行反应。
[0012]优选地，向含阻垢剂的膜浓缩液中加入含三价金属化合物的溶液。
[0013]本专利技术可以通过向含阻垢剂的膜浓缩液中加入含三价金属的化合物的粉末和/或含三价金属化合物的溶液实现，加入含三价金属化合物的溶液反应较快。
[0014]本专利技术公开了一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，通过利用三价金属离子(例如Fe
3+
、Al
3+
)与阻垢剂的络合作用，将硫酸钙的阻垢剂从膜浓缩液中置换出来，从而使溶液中高过饱和度的成垢离子失稳，结晶析出，可降低反渗透浓缩液的结垢趋势，使其作为进水重新利用，且无需添加设备、无污泥或其它副产物，对水质基本无影响。
[0015]优选地，所述三价金属为铁和/或铝。本专利技术中，可以是含铁和/或铝的无机盐或聚合物盐类，例如氯化铁、氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝等。
[0016]作为本专利技术的具体实施方式，含三价金属化合物的膜浓缩液中，三价金属离子的质量浓度为5ppm～30ppm，例如5ppm，10ppm，15ppm，20ppm，25ppm，30ppm及其任意组合的范围。当控制三价金属的浓度范围在这一范围内时，可以有效去除硫酸钙阻垢剂；如果三价金属浓度过大，则成本升高，同时会使膜浓缩液水体颜色改变加重。
[0017]作为本专利技术的具体实施方式，在所述步骤S103前还包括步骤S102：调节含阻垢剂的膜浓缩液的pH值至4.0
‑
6.0，例如4.0，5.0，6.0及其任意组合的范围。
[0018]作为本专利技术的具体实施方式，在所述步骤S102前还包括步骤S101：向含阻垢剂的膜浓缩液中加入二水硫酸钙晶种，从而可以缩短反应时间。
[0019]更优选地，所述二水硫酸钙在所述膜浓缩液中的质量分数为4％～10％，例如4％，7％，10％及其任意组合的范围。
[0020]作为本专利技术的具体实施方式，所述含阻垢剂的膜浓缩液中，阻垢剂的质量浓度为0.01ppm～40ppm，例如1ppm，10ppm，20ppm，30ppm，40ppm及其任意组合的范围。
[0021]优选地，所述阻垢剂为有机膦酸类阻垢剂，例如，PC191，本专利技术对此不作特别限定，只要有效成分为有机膦酸类的阻垢剂，皆适用于本专利技术。
[0022]更优选地，在所述含阻垢剂的膜浓缩液中，包括Na
+
、K
+
、Cl
‑
、SO
42
‑
、Ca
2+
、NO3‑
等无机盐离子，其中Cl
‑
浓度一般在5000mg/L～20000mg/L，例如5000mg/L，10000mg/L，15000mg/L，20000mg/L及其任意组合的范围。
[0023]作为本专利技术的具体实施方式，在所述含阻垢剂的膜浓缩液中，CaSO4过饱和度不小于200％，例如200％，230％，250％，300％及其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，包括如下步骤：S103：向含阻垢剂的膜浓缩液中加入三价金属化合物和/或含三价金属化合物的溶液进行反应；优选地，向含阻垢剂的膜浓缩液中加入含三价金属化合物的溶液。2.根据权利要求1所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，所述三价金属为铁和/或铝。3.根据权利要求1或2所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，含三价金属化合物的膜浓缩液中，三价金属离子的质量浓度为5ppm～30ppm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，在所述步骤S103前还包括步骤S102：调节含阻垢剂的膜浓缩液的pH值至4.0
‑
6.0。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，在所述步骤S103前，优选地，在步骤S102之后还包括步骤S101：向含阻垢剂的膜浓缩液中加入晶种；优选地，所述晶种为二水硫酸钙；更优选地，所述二水硫酸钙在所述膜浓缩液中的质量分数为4％...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟振伟，段亚威，程子洪，钟振成，熊日华，卫昶，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：