So'nggi yillarda sanoat konsentrlangan sho'r suvni yanada kontsentratsiyalash va hajmini kamaytirish uchun yuqori-bosimli teskari osmosli membrana texnologiyasidan foydalanish sho'r suvni nol-bosib chiqarishda asosiy tendentsiyaga aylandi. Biroq, teskari osmosli membrana tizimlarida kiruvchi suvning yuqori-kontsentratsiyasi va hajmini kamaytirish uchun masshtabni cheklovchi omillardan biriga aylandi. Buning asosiy sababi shundaki, teskari osmoz membranasi tizimiga kiruvchi suvning yuqori{5}}kontsentratsiyasi jarayonida kaltsiy, magniy, bariy va stronsiy kabi ikki valentli kationlar, shuningdek, karbonat, sulfat, fosfat, ftorid va eruvchan silsilatlar tomonida oson miqyosidagi ionlar hosil bo'ladi. osmos tizimi, o'ta to'yingan holatga etib, cho'kma hosil qiladi va miqyosi. Bu membrananing ifloslanishiga, ish bosimining oshishiga, membrana oqimini tiklashda qiyinchiliklarga olib keladi va og'ir holatlarda membrana sirtini ajratish qatlamining shikastlanishiga olib keladi, bu esa tizimning noto'g'ri ishlashiga va beqaror bo'lishiga olib keladi.
Shu sababli, konsentrlangan sho'r suv uchun ishonchli va samarali yumshatuvchi va qattiqlashtiruvchi olib tashlash jarayoni sanoat konsentrlangan sho'r suvli membrana konsentratsiyasi va hajmini kamaytirish jarayonida muhim va muhim qadamdir.
1. Kimyoviy yumshatilishning reaksiya mexanizmi
Har xil qattiqlikdagi xom suv uchun odatda quyidagi choralarni ko'rish mumkin:
(1) Qattiqligi past bo'lgan xom suv uchun, suv oqimining pH va haroratini sozlang yoki shkala hosil bo'lishini oldini olish va kam eriydigan tuzlarning eruvchanligini yaxshilash uchun fizik usullardan foydalaning;
(2) Oʻrtacha{1}}past qattiqlikdagi xom suv uchun shkala inhibitorlaridan foydalanish mumkin, lekin ular faqat maʼlum diapazonda samarali boʻladi, yaʼni Langerile Index (LSI) 0 dan 1,8 gacha boʻlishi kerak;
(3) Qattiqligi yuqori boʻlgan xomashyo suvlari uchun ion almashinuvi va kimyoviy yogʻinlar-qogʻoz hosil qiluvchi ionlarni yoʻqotish uchun zarur.
Katta hajmdagi yuqori qattiqlikdagi konsentrlangan sho'r suvlar uchun kaltsiy va magniy kabi kationlar bilan ion almashinuvini yumshatishdan foydalanish katta miqdorda regeneratsiya vositalarini talab qiladi, bu esa yuqori operatsion xarajatlarga va ikkilamchi ifloslanishga olib keladi. Umuman olganda, eng tejamkor tozalash jarayoni suvning pH darajasini oshirish uchun kimyoviy yumshatuvchi vositalarni (natriy gidroksidi, kaltsiy gidroksid, natriy karbonat va boshqalar) qo'shishni, kaltsiy karbonat va magniy gidroksidi kabi cho'kmalarni hosil qilish uchun konsentrlangan sho'r suvda kaltsiy va magniy ionlari bilan reaksiyaga kirishishni o'z ichiga oladi. Kimyoviy yumshatilishning reaksiya mexanizmi quyidagicha:
Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓
Ca2+ + OH- + HCO3- → CaCO3 ↓ + H2O
Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 ↓
Formulalarda "↓" cho'kma hosil bo'lganligini ko'rsatadi, ya'ni to'xtatilgan qattiq modda. Ohak va suyuq gidroksidi reaktsiya uchun zarur bo'lgan gidroksid ionlarini ta'minlashi mumkin; agar suvdagi karbonat ionlari etarli bo'lmasa, karbonat ionlarini to'ldirish uchun sodali suv qo'shilishi mumkin.
SiO2 + 2Mg(OH)2↓ → Mg2SiO4↓ + 2H2O
Kremniy dioksidini yo'qotish reaktsiyasi ancha murakkab, ammo uni oddiygina suvdagi kremniy dioksidi va yumshatish reaksiyasida hosil bo'lgan magniy gidroksid o'rtasidagi cho'kma reaktsiyasi sifatida tushunish mumkin. Keyinchalik, qattiq{2}}suyuqlikni ajratish filtrlash va silikani olib tashlash uchun tozalash kabi usullar orqali amalga oshiriladi.
Konsentrlangan sho'r suvdagi ftorid, bariy va stronsiy ionlari ham teskari osmoz membranasida miqyoslanish xavfini tug'diradi. Kimyoviy yumshatilish reaktsiyasining pH sharoitida bu og'ir metall ionlari bir vaqtning o'zida tegishli erimaydigan cho'kmalarni (kaltsiy ftorid, bariy sulfat, stronsiy sulfat va boshqalar) hosil qiladi, ular keyinchalik filtrlash orqali chiqariladi.
2. Kimyoviy qo'shimchalarni tanlash
Ohak (sodali suv bilan) yoki sodali suyuq ishqor ikkalasi ham konsentrlangan sho'r suvni qotish uchun yumshatuvchi vositalar sifatida ishlatilishi mumkin. Reaksiyaning maqsadi suvdagi kaltsiy va magniy ionlarini tegishli erimaydigan moddalarga aylantirishdan iborat bo'lib, ular filtrlash yo'li bilan chiqariladi, shu bilan birga bariy, stronsiy, kremniy va boshqalarni olib tashlaydi. Ohak suyuq ishqordan ko'ra arzonroq va osonroq mavjud, ammo u loy miqdorini oshiradi va shu bilan ko'proq ekvivalent karbonat miqdorini kiritadi. reaksiyaga kirishadi va cho'kadi.
Agar suvda mavjud bo'lgan bikarbonat + karbonat kontsentratsiyasi ohak tomonidan kiritilgan kaltsiy ionlarini cho'ktirish uchun etarli bo'lmasa, sodali suv alohida qo'shilishi kerak, ammo soda kuli juda qimmat. Suyuq gidroksidi qo'shilishi kaltsiy ionlarini kiritmaydi. Ammo shuni hisobga olish kerakki, agar suvdagi bikarbonat + karbonat ionlari kontsentratsiyasi kaltsiy ionlari konsentratsiyasidan sezilarli darajada yuqori bo'lsa, ortiqcha ishqoriylik paydo bo'ladi. Bu yumshatilgan o'tkazgichning pH qiymatini neytral holatga qaytarish kerak bo'lganda ortiqcha kislota iste'moliga olib keladi va teskari osmos membranasi bilan ishlov berishdan keyin o'tkazuvchanlikning o'tkazuvchanligi standartlarga javob bermasligi xavfi mavjud.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, ko'pgina suv sifati sharoitida (bikarbonat + karbonat ionlarining kontsentratsiyasi kaltsiy ionlari konsentratsiyasidan kattaroq bo'lsa), yumshatuvchi vosita sifatida ohak + suyuq ishqordan foydalanish yanada tejamkor va oqilona. Xom suvning qattiqligi yuqori, ammo ishqoriyligi past bo'lsa, faqat suyuq gidroksidi qo'shilishi maqbuldir. Xom suv juda yuqori ishqoriylikka ega bo'lsa, faqat ohak qo'shish yanada tejamkor va oqilona bo'ladi.
Magniy tuzlarini qo'shish kremniyni olib tashlashga qaratilgan. Yumshatish reaksiyasi natijasida magniy gidroksid hosil boʻladi, u bir vaqtning oʻzida adsorbsiya va kimyoviy reaksiyalar natijasida suvda kremniy dioksidi bilan choʻkmalarni hosil qiladi. Mavjud magniy tuzlari orasida magniy oksidi va magniy xlorid mavjud. Magniy oksidi odatda arzon va oson mavjud, ammo uni boshqarish qiyin, sekin reaksiyaga kirishadi va ma'lum bir haroratni talab qiladi. Magniy xlorid nisbatan qimmatroq, lekin u oson eriydi va uni suvli eritmaga aylantirish mumkin, bu uni ishlatish uchun qulay va tez reaksiyaga kirishadi. Ko'pgina hollarda konsentrlangan sho'r suvdagi magniy ionlari kremniyni cho'ktirish uchun etarli, ammo maxsus suv manbalarida kremniy dioksidini olib tashlash uchun etarli miqdorda magniy tuzlari va suyuq ishqor qo'shilishi kerak.
3. Kimyoviy yumshatuvchi effekt
Farmatsevtika chiqindi suvlarini yumshatish misolida, xom suv anaerobik biologik tozalashdan so'ng oqava suv hisoblanadi va diskli teskari osmoz (DTRO) jarayoni yordamida konsentratsiyalanishi kerak. Suv yuqori umumiy qattiqlik va umumiy ishqoriylikka va past kremniy tarkibiga ega. DTRO ning yuqori-konsentratsiyasi va hajmini kamaytirish bilan ishlov berish jarayonida kontsentrlangan suv tomonida kaltsiy va magniy ionlari shkalasi paydo bo'lishining oldini olish uchun qattiqlikni yo'qotish uchun kimyoviy yumshatish kerak.
Kimyoviy yumshatuvchi vosita sifatida farmatsevtik chiqindi suvning xususiyatlaridan kelib chiqqan holda suyuq gidroksidi (30% natriy gidroksid eritmasi) tanlanadi. Sabablari quyidagilar: Xom suvning umumiy qattiqligi 1100-1500 mg/L, kaltsiy qattiqligi magniy qattiqligidan oshib ketadi, umumiy ishqoriyligi esa 2300-2500 mg/l. Ishqoriy sharoitda xom suvdagi bikarbonat va karbonat ionlari kaltsiy karbonat cho'kmasini hosil qilish uchun suvdagi barcha kaltsiy ionlari bilan reaksiyaga kirishish uchun etarli bo'lib, kaltsiyning qattiqligini butunlay yo'q qiladi. Bir vaqtning o'zida barcha magniy ionlari gidroksid eritmasidagi ortiqcha gidroksid ionlari bilan reaksiyaga kirishib, magniy gidroksid cho'kmasini hosil qiladi va birgalikda cho'kma reaktsiyasida suvdan bir oz kremniy dioksidini olib yuradi, shu bilan magniyning qattiqligi va bir oz kremniy dioksidi olib tashlanadi.
Yumshatishdan oldin va keyin olingan ma'lumotlarga asoslanib, kimyoviy yumshatilish xom suvdan jami qattiqlikning 97% olib tashlash tezligiga erishishi va yumshatilgan mahsulot suvining qattiqligi 100 mg / l dan kam bo'lib, DTRO membrana uskunasining kontsentratsiyasi va hajmini kamaytirish jarayonida kiruvchi suvning qattiqligi talablariga javob beradi.
Sanoat konsentrlangan sho'r suvli membrana kontsentratsiyasi va hajmini kamaytirish bilan ishlov berishda kimyoviy yumshatilish qattiqlikni yo'qotish uchun yuqori samarali, iqtisodiy va amaliy ishlov berish texnologiyasidir.