Giriş Giriş Giriş

Ters osmosis (RO) modern su arıtmalarının temel taşı haline geldi, enerji üretimi ve gıda işlemesi için endüstriler hizmet etti. Teknoloji, öncelikle süpersaturasyona ulaşan kirleticilerin yüksek seviyelerini elde ediyor, hızlı bir şekilde kimyasal temizlik, enerji tüketimi, membranın çok daha geniş çaplı temizlenmesi ve bu sistemlerin belirlenmesi için daha geniş çaplı bir sistem sağlar.

Mineral Ölçeğinin Ters Patlayıcı Sistemlerinde Anlamasını Anlamak

RO sistemlerinde mineral ölçeği, verilen tuzun çözünürlük ürünü aşıldığında, kristal nükleasyon ve büyüme için termodinamik sürüş kuvveti oluşturmak için doğrudan bir çözümdür.

Ortak Ölçeği - Formasyon Mineralleri

RO operasyonlarındaki en sık karşılaşılan ölçekler şunlardır:

  • [FONT:0)Calcium karbonat (CaCO3) ) - en yaygın ve tipik olarak alkalin beslemede ilk ölçek, pH, alkalinlik ve kalsiyum konsantrasyonu ile etkilenmektedir.
  • [FONT:0)Calcium Sulfate (CaSO4·2H2O)) - gypsum olarak görünür ve yüksek sularla sorunlu hale gelir.
  • [Barium Sulfate (BaSO4) ) – son derece düşük çözünürlük; hatta yem sularında baryumların izlerinin% 75-80'in üzerinde iyileşmeye yol açabilir. BaSO4 ölçeği mekanik veya kimyasal olarak ortadan kaldırmak için çok zor.
  • [FONT:0)Strontium sulfate (SrSO4)[[Dönetici: 1 ) – BaSO4’e benzer davranışlar, biraz daha belirgin olsa da.
  • [FONT:0]Silica (SiO2) ve metal silikler [Döntgen: 1), silik ölçeklendirme özellikle sorunludur, çünkü geleneksel asit ve caustik temizlike karşı dirençli on değerli yataklar. demir, alüminyum veya magnezyumun bulunduğu karmaşık metal silikler olarak kabul edilir.

Scaling düzgün bir şekilde gerçekleşmez. Genellikle bir RO serisi kuyruk elementlerinde konsantrasyonların en yüksek olduğu ve yüksek kurtarma oranları, düşük besleme suyu sıcaklığı (bu da tuzu azaltır) ve membran yüzey kabalığı, nükleksiyon sitelerine kadar başlar.Bir kez su permeasyona engel olarak davranır ve her iki flux ve tuzu reddetme gibi faktörler tarafından hızlandırılır.

Ölçek Yönetimindeki Antiscalants rolü

Antiscalants, yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte (örneğin, yüksek çözünürlükte) veya yedeklenen kristalizasyon sürecine müdahale eden kimyasal katkı maddeleridir.

  • [FONT:0]Thresholdion[[Dönetici: 1 ) – altstoichiometrik dozlarda, kristal yüzeylerdeki aktif büyüme siteleri için reklamverenb, daha fazla iyon dahil edilme ve tuz tutmanın, uzun bir süre boyunca süper doygun bir durumda (uygunluk vaktinden) ayrı olmasıdır.
  • [FONT:0]Crystal modifikasyon[Döneticiler, büyüme sırasında kristal latticeyi bozmak, keskin, yoğun yataklar yerine düzensiz kristalleri üretmek veya çarpık kristalleri üretmek daha kolay membran yüzeylere uymak ve çapraz oar güçlerle daha kolay kaldırılabilir.
  • [FONT:0]Dispersion[[Döneticiler) – bazı antiskalantlar, kolloidal partiküller ve kristal çekirdekler üzerinde negatif bir yüzey şarjı verir, onları membrana yerleşmeden ziyade, dökme su akışına askıya almalarına neden olur.

Alternatif Scale Control Yöntemleri ile Karşılaştırma

Antiscalants, ölçeklendirmeyi yönetmek için tek araçtır. Operatörler de kullanabilir:

  • [FONT:0]Acid, [Dönetici: 1)) - CaCO3'ün çözünürlükini artırmak için yem suyunun daha düşük olmasını sağlar (bürül asite ve silik ölçeklere karşı sınırlı bir etkinliği vardır ve büyük asit hacimleri, korozyon ve güvenlik endişelerini artırabilir.
  • [FONT=0)Ion değişimi yumuşatma [Dönetici: 1 ) – Sertlik iyonlarını ortadan kaldırmak (Ca2+, Ba2+) RO ünitesinin üst düzeye kadar, ion değişimi sermaye maliyetini artırırken, ion tasarruf gereksinimleri ve regenerantrant kimyasal tüketimi.
  • [0]Daha düşük kurtarmada Operasyonlama [Dönetici: 1) - membran elementlerinin içindeki konsantrasyon faktörünü azaltır ve bu fedakarlıkların su üretimini artırır ve kullanım gerektiren konsantre hacmi artırır.
  • [FONT:0]Membrane temizliği[Döneticileri kullanarak periyodik kimyasal temizlik, üsleri ve chelating ajanları önceden bilgilendirilmiş ölçekleri kaldırmak için. Temizlik, kimyasal maliyetler ve yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş membran performansı sağlayabilir.

Antiscalants zorlayıcı bir denge sunuyor: Operasyona sadece asitten daha yüksek kurtarma oranlarına izin veriyorlar, düşük sermaye yatırımı gerektirir ve aynı anda birden çok ölçek türü ele geçirebilirler. Uygun şekilde seçilmiş ve dozlandığında, RO sistemi içindeki su konut süresini genişletirler, normal işlem sırasında ölçek formlarını etkili bir şekilde engelleyebilirler.

Antiscalants ve onların Mechanisms

Ticari antiscalant formülasyonlar genellikle verilen bir yem suyunun belirli ölçeklendirme zorluklarını hedeflemek için seçilen aktif malzemelerle karıştırılır. büyük kimyasal aileler polifosphonates, policarboxylates ve yeni polimer bazlı formülasyonlar içerir.

Polyfos

Polyfos (örneğin, sodyum hexametafotoz, SHMPert) membran sistemlerinde kullanılan en erken antiscalants arasındaydı.Özellikle kalsiyum karbonat ve bazı kalsiyum sulfate ölçekleri için kontraseptif olarak hizmet ediyorlar. Ancak, önemli kısıtlamalara sahipler: Hidrolyze under asit veya yüksek sıcaklık koşulları, daha organik stabilizatörler tarafından geri alındılar ve sonra kalsiyum fosfatları için bazı malzemelere katılabilirler.

Phosphonates

Phosphoate bazlı antiscalants – aminotris (profeksiyonel asit) (ATMP), Hidroxyethylidene difosphonic asit (HEDP), ve dipiamin penta (profeksiyonel asit) (DTPMP) gibi - çok daha yaygın olarak kullanılan mineraller ile etkileşime girebilmeleri için, büyük bir pH aralığı (pH 2-12) ve CaSO3 için güçlü eşik eşiği göstermeleri gerekir.

Polycarboxylates

Polycarboxyla, poliacrylic asit (PAA) ve polimaleik asit (PMA) gibi işlev mükemmel dispersiyonlar ve kristal modlayıcılar. yüksek yoğunlukta karboxylic asit grupları, bazı chelate divalent cations ve reklamlarorb'lar büyümelerine izin verir.Bu polimerler genellikle yüksek çözünürlükte tercih edilir.

Polimere Dayalı ve Dendrimer Formulations

Son gelişmeler, düşük toksisite veya UV absorbeasyonu kullanarak, bazı gelişmiş antiskalantrasyonlar dahil olmak üzere, bazı gelişmiş antiscalant konsantrasyonları, flores veya UV absorbe edilmesinde umut verici performans göstermektedir.

Herhangi bir antiscalantın etkinliği sadece aktif kimyasına değil, aynı zamanda özel olarak sinerjik sinerjikler ve pH tamponları da bağlıdır. Bu yüzden genel “off-the-shelf” antiscalants genellikle su iyonik kompozisyon ve işletim koşulları için tasarlanmış formülasyonlara kıyasla daha sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık.

Faktörler Antiscalant Etkililiği Etkiliyor

En iyi antiscalant bile yanlış uygulanamazsa başarısız olacaktır. RO sistemlerindeki antiskalantların gerçek dünya performansı, su kimyası, sistem tasarımı ve operasyonel uygulamalarla yönetilir.

Feedwater Chemistry

Yüksek baryum içeren ve strontium içeren özel ölçeklendirme türleri, kanıtlanmış BaSO4 engelleyici su, her mineral için genellikle bir dispersant ile karıştırılabilir. Yüksek organik madde anti-skalant adsorbatımı ile müdahale edebilir, etkililiği azaltır.

Dosage ve Enjeksiyon Noktası

Antiscalants genellikle şeker su akışına enjekte edilir (bazı antiscalants karbon kaynakları olarak hizmet eder).Indosing sistemi ölçeklendirmeye karşı savunmasız bırakır, aşırı su aparatını kullanarak), veya küçük ölçekli RO pilot testlerine katkıda bulunabilir. Modern uygulama giderek daha fazla kullanım sağlar (bazı antiscalants karbon kaynaklarına göre hizmet eder). Optimal dozajlama testi yapılır, membran filtrasyon simülasyonu (örneğin, bir capillary su aparatlama zaman cihazı kullanarak).

İşletim Sıcaklık ve Basınç

Sıcaklık hem minerallerin hem de antiskalantların reaksiyon kinetiğini etkiler. Düşük sıcaklıklar su vizyumlarını arttırır ve en ölçeklerin solgunluğunu azaltır (C.C.) ve bu nedenle antiskalant performansta daha da belirgin olan düşük sıcaklıklara karşı dirençlidir.

Sistem Kurtarma Oranı

Kurtarma, ölçeklendirme propensity'yi etkileyen en önemli operasyonel parametredir. Kurtarma% 75 ila% 85 arasında artarken, su kimyası ve antiscalant formülasyon hizasında çözülebilir.Bu, tüm potansiyel ölçekler için bile, gelişmiş antiscalants onları asit veya seçicileştirmek için birleştirmelidir.

Membran Uyumluluk

Antiscalants membran polimerleri (tipik olarak poliamid ince film kompozitleri) ile uyumlu olmalıdır ve reklamcıları, önerilen dozlarda poliamid membranları zararsız olarak tasarlanır, ancak düz ekranlı membran kuponları veya deneysel polimerler kullanarak kesin olarak garanti edilir.

Antiscalant Kullanımının Operasyonel ve Ekonomik Faydaları

Antiscalant yatırımın birincil nedeni membran temizliğinde azalmadır. Çok sayıda RO tesisatından gelen alan verileri antiscalant olmadan, bir sistem her 1-3 ay kimyasal temizliği gerektirebilir; uygun antiskalant dosing, temizlik aralıkları 6-12 ay veya daha uzun süre uzatılabilir. Her temizlik olayı, yarı zamanlı olarak (genellikle 4-8 saat), kimyasal maliyetler (acids, katalerjik, biyokürücüler, chelants), ve iş.

[FONT:0)Enerji tasarrufu[DÜT:1], belirli enerji tüketiminde (yaklaşık% 3 hidroksit başına) daha temiz bir membran yüzeyinin arttırılması, sürekli üretime daha yüksek besleme basıncı gerektiren, böylece uygulanan basınçta% 10-15 artış doğrudan% 10-15 oranında artış, belirli bir enerji tüketiminde (süresel olmayanlar için% 3 s.) Antiscalants temiz bir membran yüzeyi korur, bu nedenle tasarım spesifikasyonun yakınında veya yakınında besleme basıncı gerektirir.

Ayrıca, antiscalants, yaklaşık% 40 oranında, önemli ölçüde daha düşük tasarruf maliyetlerine izin verir - atık su arıtma tesisine gider veya su-kar bölgelerden% 75 ila% 85 oranında tasarruf sağlar.

A study published inETHFLT:0)Desalinasyon ve Su Tedavisi[[DÜT:1) Karşılaştırmalı suların toplamı 5.000 m3/gün endüstriyel RO bitkisi olarak değerlendirilmiştir. analizler, antiskalant maliyetinin, bu tek bitki için yılda yaklaşık 70.000 $ 'dan fazla olduğu tespit edildi.

Antiscalant Selection ve Uygulama için en iyi uygulamalar

Bu avantajları güvenilir bir şekilde anlamak için, operatörler antiscalant yönetime sistematik bir yaklaşım benimsemelidir. Key best practices şunları içerir:

  • [FONT:0] Kapsamlı yem su analizi[[Dönetici: 1) En azından mevsimsel olarak, büyük cations ve anions (Ca, Mg, Na, Ba, Sr, Fe, Al, Mn, HCO3, CO3, SO4, Cl, SiO2), pH, ısı, TDS ve LSI. Özel dikkat, on değerli ölçeklere neden olabilecek unsurların izlerini takip edilmesi gerekir.
  • [FONT:0)Perform antiscalant tarama jar testleri veya dinamik ölçek döngü testleri kullanarak.), Hedef kurtarmada ve birkaç doz seviyesindeki aday antiscalants ile mücadele etmek.
  • [[DÜS:0) Belirli ölçek profili için tasarlanmış bir ürün seçin.[DÜT:1) Genric antiscalants nadiren en uygun. Özel karışımlar sunan kimyasal satıcılarla çalışmak ve pilot veya alan deneyimine dayanan teknik destek sağlayabilir.
  • [FONT:0]Calibrate pompalar ve enjeksiyon oranlarını düzenli olarak doğrular.[D: 1) Birkaç saat boyunca alttan tohuma ve büyümeye izin verebilir; bir kez kurulmuş, ölçek tamamen kaldırmak zordur.
  • [FONT=0) Sistem performans göstergeleri[[Dönetici permeate akışı, diferansiyel baskı ve günlük olarak tuz reddedilmesi gibi normalleştirilmiş permeate akışlar gibi normalleştirilmiş permeate akışlar, diferansiyel baskılar ve tuz reddedilmesi gibi). ölçeklendirme veya fouling belirtileri tespit etmek için trend analizi kullanın. İlk aşamadaki farklar genellikle ölçeklendirmenin ilk aşamasının ilk göstergesidir.
  • [0]Maintain, antiscalant tüketim, kimyasal temizlik olayları ve su kalitesi değişikliklerinin bir girişini destekler.[D:0) Bu veriler performans sapmaları meydana geldiğinde kök- neden analizi destekler ve dozajı zamanla optimize eder.
  • Örneğin, klor veya kloraminler biyofouling kontrolü için kullanılırsa, antiscalantoksitoksitinler veya eksperatif bir ajan (örneğin, sodyum bisulfite) antiskalant ile uyumlu olmasını sağlar.

Çevre ve sürdürülebilirlik

Antiscalant kullanımının çevresel ayak izi, özellikle hassas sulara karşı deşarjlar için büyüyor. Birçok fosfor yardımcıları, fosforlu antiscalants, konsantre akış yeterli tedavi olmadan eutrofike katkıda bulunabilir. Sonuç olarak, atık sularında düzenleyici sınırlar birçok yargıda sıkılıyor.

Yanıt olarak, su arıtma endüstrisi gelişiyor.Ücretsiz-fosforus ve fobisforus-free antiscalants), policarboxylates, poliepoxysuccinic asit ve poliaspartic asit. Bu “yeşil” alternatifler genellikle biyodegrad edilebilir ve daha düşük su toksisitesi olabilir. ancak, engelleyici BaSO4 veya silik ölçekleri engellemeye yönelik performansları henüz bu kadar iyi fosforlu asitle karşılaştırılabilir ve daha etkili bir şekilde devam eder.

Başka bir husus, antiscalant kalıntıların membran temizliği üzerindeki etkisidir. Bazı antiscalants bu sorunları en aza indirmek için caustic kullanarak organik foulants kullanmak) çubuğu jeller veya precipitates yapmak için bu sorunları en aza indirmek için bu sorunları en aza indirmek için tam olarak uyumlu bir antiskalant seçmek.

Sonuçta, en sürdürülebilir yaklaşım, antiskalant dozajı minimum etkili konsantrasyona optimize etmek, hem kimyasal tüketimi hem de çevresel yüklemeyi azaltmaktır.In-line izleme teknolojileri, fluorescent izler gibi, daha hassas dozaj kontrolüne olanak sağlar ve ölçeklendirme koruması olmadan bazı yüklemelerde% 15-30 azaltılabilir kullanımları azaltmak için gösterilmiştir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Mineral ölçek oluşumu, bu riski yönetmek, daha yüksek kurtarma oranlarına izin vermek, daha uzun membranları azaltmak ve kimyasal temizlik frekansına bağlı olarak, sağlıklı bir şekilde üretim maliyetlerinin arttırılmasına yardımcı olmak için, yüksek performanslı su kimyasallarının geliştirilmesine bağlı olarak, doğru kullanım alanlarının belirlenmesine ve sürekli olarak sistem performansına yönelik olarak, yüksek çözünürlükte yapılan analizlere yönelik olarak, yüksek çözünürlükte yapılan araştırmaların geliştirilmesine izin verecek.