Teicneolaíocht osmosis droim ar ais (RO). a úsáidtear go forleathan i gcóireáil uisce mar gheall ar a buntáistí, mar rátaí díshalannaithe cobhsaí, lorg beag, uathoibriú, agus inscálaithe. Mar sin féin, is ceist trioblóideach é an scálú do phearsanra cóireála uisce le linn oibriú membrane. D'fhéadfadh laghdú ar flosc membrane, tomhaltas fuinnimh méadaithe, rátaí díshalannaithe níos ísle, agus saolré membrane laghdaithe a bheith mar thoradh ar scálaithe, rud a mhéadaíonn costais oibriúcháin. Dá bhrí sin, ní mór bearta a ghlacadh chun scálú membrane a chosc. Áirítear le modhanna coiscthe scálaithe dhá phríomhchur chuige: pH an uisce beatha RO a choigeartú agus coscairí scála a chur leis an uisce beatha. Is féidir an dá mhodh a úsáid le chéile freisin. Pléann an t-alt seo an mheicníocht choiscthe scálaithe agus soláthraíonn sé modhanna chun an modh coiscthe a roghnú agus an dáileog riachtanach a ríomh.
1. Meicníocht chosc ar Scála
Tagraíonn scálú membrane do dheascadh substaintí lag intuaslagtha, mar shampla caCO3, CaSO4, baSO4, agus Ca3(PO4)2, ar dhromchla an scannáin. Nuair a thagann na substaintí seo comhchruinnithe sa chóras RO, is féidir leo sársháithiú a bhaint amach. Mar shampla, ag pH=7.5 agus teocht an uisce 25°C, nuair a bhíonn cruas cailciam (arna thomhas mar CaCO3) 200 mg/L agus alcaileacht iomlán (arna thomhas mar CaCO3) 150 mg/L, beidh CaCO3 ag druidim le forsháithiú. Ar an gcaoi chéanna, ag pH=7.5 agus teocht an uisce 25°C, nuair nach bhfuil ach tiúchan na n-ian bhairiam ach 0.01 mg/L agus na hiain sulfáit 4.5 mg/L, éireoidh baSO4 forsháithithe agus deascán.
Is éard atá i gceist go príomha leis an meicníocht um chosc scálaithe ar choscóirí scála osmosis droim ar ais ná casta, scaipeadh, saobhadh laitíse, agus éifeachtaí tairsí.
Coimpliú agus tuaslagthacht: Is féidir le coscairí scála coimpléisc intuaslagtha a fhoirmiú le caiteanna scálaithe in uisce, mar shampla cailciam, maignéisiam, agus iain bhairiam, rud a choscann foirmiú CaCO3, CaSO4, BaSO4, agus Ca3(PO4)2.
Téachtadh agus scaipeadh: Tá na hainions a scaoiltear ag na coscairí scála ceangailte le criostail CaCO3. Ós rud é go n-iompraíonn ábhar salaithe i bhfuíolluisce tionsclaíoch go hiondúil lucht diúltach, cosúil le muirir a aistarraingíonn a chéile, rud a chruthaíonn éaradh leictreastatach a chuireann cosc ar chriostail CaCO3 a chomhiomlánú agus fás ina gcáithníní níos mó. Scaiptear na criostail go haonfhoirmeach sa tuaslagán, rud a chuireann cosc ar fhoirmiú scálaí CaCO3.
Saobhadh laitíse: Le linn comhiomlánú agus fás microcrystals CaCO3, tá coscóirí scála ionchorpraithe sa laitís criostail nó ag an gcomhéadan criostail, rud a fhágann go bhfuil saobhadh laitíse. Coscann sé seo go díreach nó cuireann sé as a riocht fás criostail. Mar shampla, cruthaítear CaCO3 le hiain chailciam atá luchtaithe go dearfach agus iain décharbónáite a ghearrtar go diúltach, a fhásann i dtreo sonrach. Le linn a bhforbairt, tá coscóirí scála ionchorprú isteach sa laitíse, ag méadú strus inmheánach laistigh den chriostail. Nuair a shroicheann an strus tairseach áirithe, réabfaidh an criostail, rud a choscann foirmiú criostail.
Tionchar tairsí: Cuireann na coscairí scála isteach ar phróisis chomhiomlánaithe agus ordaithe micreacriostail CaCO3, CaSO4, BaSO4, Ca3(PO4)2, rud a chuireann cosc ar fhrasaíocht.
2. Roghnú Modhanna Cosc Scála
Is é Innéacs Sáithiúcháin Langelier (LSI) an príomhtháscaire a úsáidtear chun riosca scálaithe i gcórais osmosis droim ar ais (RO) a mheas. Nuair a bhíonn LSI < 0, níl aon chlaonadh scála ag an uisce (cé go bhféadfadh sé a bheith beagán creimneach). Nuair a bhíonn LSI ≥ 0, tá an t-uisce seans maith go scálú. Cuireann an modh coigeartaithe pH cosc ar scálú trí pH an uisce beatha a ísliú, agus mar sin an LSI a aistriú ó níos mó ná 0 go dtí níos lú ná 0. Má chuirtear coscairí scála leis is féidir cosc a chur ar an scála fiú nuair nach féidir le LSI ≥ 0, toisc nach féidir le micreacriostail dothuaslagtha san uisce fás, comhiomlán, nó deascadh. Is iad na príomh-mheicníochtaí don chosc seo ná na ceithre cinn a gcuirtear síos orthu thuas. Faoi láthair, is féidir le táirgí coscairí scála baile a chinntiú nach n-eascraíonn substaintí dothuaslagtha fiú nuair a bhíonn LSI = 3. Is féidir le coscairí barr-bhranda idirnáisiúnta aon deascadh a ráthú ag LSI = 5. Mar sin féin, tá sé tábhachtach a bheith cúramach nuair a bhíonn coscairí á gceannach, toisc go n-allmhairíonn roinnt díoltóirí baile. coisctheoirí branda idirnáisiúnta comhchruinnithe agus caolaigh iad le méideanna móra uisce, rud a fhágann go bhfuil neamhréireachtaí suntasacha i bhfeidhmíocht an choisc scálaithe iarbhír, cé go bhfuil an táirge lipéadaithe mar LSI 5.
1. Modh Coigeartaithe pH
Chun táirgeadh uisce tréscaoilteach cáilithe a chinntiú, is gnách go rialaítear pH uisce beatha RO idir 6 agus 9, agus cuireann roinnt cuideachtaí rialú níos scagtha i bhfeidhm laistigh de raon níos cúinge, mar shampla 7.0 go 8.5. Is féidir le leibhéil pH thar a bheith íseal nó ard san uisce beatha cosc a chur ar an RO tréscaoilteach na caighdeáin cháilíochta uisce riachtanacha a chomhlíonadh. Dá bhrí sin, glacann an modh coigeartaithe pH le haghaidh cosc scála leis go mbeidh an pH tréscaoilteach RO laistigh den raon inmhianaithe. Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara go ndíríonn an modh coigeartaithe pH go príomha ar scálú CaCO3 agus nach bhfuil sé éifeachtach i gcoinne cineálacha eile substaintí scálaithe.
2. Modh Suimithe Cosc ar Scála
Mar a luadh níos luaithe, is féidir le coscairí scála a chur ar chumas seicní RO luachanna LSI níos airde a fhulaingt. Mar sin féin, is gnách go mbíonn coscairí scála RO costasach, le táirgí baile idir 0.008 agus 0.012 RMB/g agus táirgí comhchruinnithe barr-bhranda idirnáisiúnta a chosnaíonn idir 0.055 agus 0.075 RMB/g, rud a fhágann costais oibriúcháin arda.
Ina theannta sin, tá go leor cineálacha coscairí scála ar an margadh, agus cuireann roinnt déantúsóirí coincheapa nua, neamhchruthaithe chun cinn i gcónaí, rud a fhágann go mbíonn mearbhall orthu agus iad ag roghnú coscaire scála. Go ginearálta, is féidir coscairí scála tráchtála aibí a rangú i dtrí chatagóir: coscairí scála bunaithe ar fhosfair, coscairí scála polaiméire-bhunaithe, agus coscairí scála atá neamhdhíobhálach don chomhshaol.
-
Coscairí Scála Bunaithe ar Fhosfar: Áirítear orthu seo coscairí fosfóin neamhorgánacha (amhail tripolyphosphate sóidiam nó heicsametaphosphate sóidiam) agus coscairí fosfónáit orgánacha (cosúil le haigéad diphosphonic hidroxyethylidene, aigéad aimín-trimheitiléineach, agus díorthaigh aigéad fosfónacha). Tá anions slabhra fada i gcoscairí fosfáit neamhorgánacha agus bíonn siad seans maith go hidrealú, go háirithe ag teochtaí níos airde. Nuair a dhéantar hidrealú orthu, foirmíonn siad salainn aigéid fhosfaracha, ar féidir leo imoibriú le hiain chailciam chun Ca3(PO4)2 a fhoirmiú, scála a bhfuil táirge intuaslagthachta níos ísle aige ná CaCO3. Dá bhrí sin, tá coscairí fosfáit neamhorgánacha mí-oiriúnach le haghaidh uisce le teocht ard nó tiúchan ard ian cailciam.
-
Coscairí Scála Fosfónáit Orgánach: Tá fosfónáití orgánacha sna coscairí seo, arb iad is sainairíonna iad banna C-P de ghnáth. Nuair a bhíonn sé faoi lé teochtaí arda agus timpeallachtaí alcaileach, is féidir le fosfónáití orgánacha hidrealú isteach in eistir agus in alcól fosfarach, rud a laghdóidh go mór a n-éifeachtúlacht scála ar chosc. Dá bhrí sin, níl fosfónáití orgánacha oiriúnach le húsáid in uisce le teocht ard nó luachanna ard pH.
Roinntear coscairí scála polaiméire go príomha i gcoscóirí polaiméire anionic agus cationic. Úsáidtear an chéad cheann go príomha chun scálú ian miotail a chosc, agus úsáidtear an dara ceann go príomha chun scálú shilice a chosc. Is iad na príomh-chomhábhair in inhibitors polaiméir-bhunaithe aigéad aicrileach agus aigéad mhailéach, agus le linn foirmithe, tugtar isteach grúpaí feidhmiúla éagsúla isteach sna móilíní. Mar thoradh air sin, tagann coscóirí scála polaiméire i bhfoirmlithe éagsúla. Agus na coscairí seo á n-úsáid, tá sé tábhachtach ní hamháin na coinníollacha maidir le cáilíocht an uisce a mheas ach freisin na cineálacha scálaí atá ann. Mar shampla, díríonn coscairí polaiméire le grúpaí carbocsaileacha go príomha ar scálú cailciam, úsáidtear coscairí polaiméire bunaithe ar aigéad sulfónach go príomha le haghaidh scálaithe ocsaíd miotail, agus tá coscairí polaiméire bunaithe ar aimín éifeachtach le haghaidh scálaithe shilice. Dá bhrí sin, ní gníomhairí leathan-speictrim iad coscairí scála polaiméire; tá siad deartha chun aghaidh a thabhairt ar na heasnaimh a bhaineann le coscairí leathan-speictrim. Ina theannta sin, ós rud é gur polaiméir príomh-chomhpháirt na n- choscairí polaiméire-bhunaithe, tá siad so-ghabhálach d'ocsaídiú clóirín agus bithicídí ocsaídiúcháin eile, rud a d'fhéadfadh a bheith neamhéifeachtach. Dá bhrí sin, sula gcuirtear na coscóirí seo leis, is gá aon chlóirín iarmharach san uisce a neodrú ar dtús trí ghníomhaire laghdaitheora a chur leis.
Go hiondúil bíonn comhábhair ghníomhacha mar aigéad polyaspartic, aigéad polyepocsaicniceach, agus a gcuid díorthach in coscairí scála comhshaoil. Úsáidtear na coscairí seo go príomha chun aghaidh a thabhairt ar scálaí cailciam-bhunaithe mar CaCO3, CaSO4, agus CaF2. Is é an buntáiste a bhaineann leis na coscóirí seo ná gur féidir leo tiúchain ian cailciam sách ard a fhulaingt. Mar shampla, fiú nuair a shroicheann an tiúchan ian cailciam 500 mg/L, is féidir leo fós cosc a chur ar níos mó ná 80% ar scálaithe cailciam. Mar sin féin, teastaíonn dáileoga níos airde ó na coscairí seo, cruthaíonn siad athruithe suntasacha ar pH an uisce, agus níl siad chomh héifeachtach ag teochtaí faoi 40°C. Ós rud é gurb é 35-40 ° C an teocht uasta incheadaithe uisce beatha le haghaidh seicní droim ar ais osmosis, ní bhíonn na coscairí seo oiriúnach go ginearálta le húsáid i gcórais osmosis droim ar ais ach is minice a úsáidtear iad i gcórais uisce fuaraithe.
3. Ríomh Dosage
Mar a luadh níos luaithe, braitheann cibé an bhfuil an t-uisce seans maith le scálaithe ar luach Innéacs Sáithiúcháin Langelier (LSI). Dá bhrí sin, cibé acu an úsáid a bhaint as dosing aigéad chun an pH a choigeartú nó coscairí scála a chur leis chun scálú membrane osmosis droim ar ais a chosc, is é an bunúsach ná LSI an uisce a rialú. Seo a leanas ríomh LSI:
San fhoirmle:
- pH an luach pH tomhaiste atá ag an tiúchan osmosis droim ar ais.
- pH_s an bhfuil an luach pH saturation a fhreagraíonn don chóras carbónáit san uisce ag an teocht an uisce iarbhír, ar a dtugtar an pH saturation.
Tá an pH Is féidir an tiúchan osmosis droim ar ais a fháil go héasca trí ionstraimí ar líne nó trí thomhas láimhe. Dá bhrí sin, is é an eochair chun LSI a ríomh a chinneadh pH_s . De réir an Modhanna Caighdeánacha chun Uisce agus Fuíolluisce a Scrúdú , pH_s a ríomh ag baint úsáide as an bhfoirmle seo a leanas.
San fhoirmle:
- A is comhéifeacht iomlán na solad tuaslagtha (TDS).
- B is é an comhéifeacht teocht an uisce.
- C Is é an comhéifeacht cruas cailciam.
- D is é an comhéifeacht alcaileacht iomlán.
Na modhanna a ríomh le haghaidh A , B , C , agus D iad seo a leanas.
- TDS an bhfuil cion iomlán na solad tuaslagtha sa tiúchan osmosis droim ar ais, i mg/L.
- t an bhfuil teocht an chomhchruinnithe osmosis droim ar ais, ina °C.
- Cca is é cruas cailciam an tiúcháin droim ar ais osmosis, arna shloinneadh mar CaCO3, i mg/L.
- C_alcaileacht iomlán is é alcaileacht iomlán an tiúcháin droim ar ais osmosis, arna shloinneadh mar CaCO3, i mg/L.
Ag baint úsáide as an sampla a luadh níos luaithe, i gcás ina pH = 7.5 , TDS = 2000 mg/L , teocht t = 25°C , cruas cailciam Cca = 200 mg/L , agus alcaileacht iomlán C_alcaileacht iomlán = 150 mg/L , is é seo a leanas an próiseas chun an LSI a ríomh:
Tá sé seo ar aon dul leis an ráiteas roimhe seo, áit a bhfuil CaCO3 beagnach sáithithe faoi na coinníollacha seo. Ina theannta sin, is féidir linn a thabhairt faoi deara gur féidir an ríomh dáileog a chur in iúl leis na trí fhoirmle seo a leanas.
Is é seo a leanas an modh iarratais sonrach:
Gcéad dul síos, déanaimid tomhas ar an TDS, teocht t , cruas cailciam Cca , agus alcaileacht iomlán C_alcaileacht iomlán den tiúchan osmosis droim ar ais. Ansin, ag baint úsáide as an fhoirmle, táimid ag ríomh pH_s .
- Más rud é pH_s ≥ pH , ní gá aon choigeartuithe breise nó coscairí scála chun scálú cailciam a chosc.
- Más rud é pH_s < pH , cinnteoimid, tar éis an pH a choigeartú, nach dtagann an pH uisce beatha osmosis droim ar ais faoi bhun 6.5 (mar go bhféadfadh uisce táirge osmosis droim ar ais aigéadach a bheith mar thoradh ar pH níos ísle). Sa chás seo, is féidir linn an pH a choigeartú trí aigéad a chur leis go dtí pH_s ≥ pH . Níl sé seo infheidhme ach amháin nuair a pH_s ≥ 6.5 . Más rud é pH_s < 6.5 , ní mór dúinn an pH a choigeartú le haigéad go dtí go sroicheann sé 6.5 nó fiú níos ísle, rud a fhágann go dtiocfaidh uisce táirge osmosis droim ar ais aigéadach.
- Más rud é pH_s < 6.5 , ní mór coscairí scála a chur leis.
Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara, mar a luadh cheana, go ndírítear go príomha ar dháileogacht aigéid le haghaidh coigeartú pH CaCO3 scálú agus tá sé neamhéifeachtach do chineálacha eile scálaithe. I gcás substaintí scálaithe eile, tá gá le coscaire scála le haghaidh rialaithe.
Chun an pH a choigeartú don dáileog aigéid, is féidir an dáileog a rialú tríd an pH tomhaiste iarbhír. Maidir le dáileog an choisceora scála, léirigh taighde fairsing a rinne scoláirí intíre agus idirnáisiúnta:
- Nuair a bhíonn an dáileog inhibitor scála thíos 2.5 g / m³ , tá an éifeachtacht chosc sách íseal.
- Nuair a sháraíonn an dáileog 3.0 g/m³ , ní fheabhsaíonn an éifeachtúlacht coiscthe go suntasach a thuilleadh.
Mar sin, is é an dáileog is fearr d'inhibitor scála idir 2.5-3.0 g / m³ , mar a thaispeántar sa chairt seo a leanas.
Go hachomair, agus cosc ar scálú membrane osmosis droim ar ais, ba cheart dúinn LSI an tiúchan osmosis droim ar ais a ríomh ar dtús ag baint úsáide as na foirmlí a sholáthraítear san Airteagal seo chun a fháil amach cé acu an dócha go dtarlóidh scálaithe. Ar an dara dul síos, ní mór dúinn anailís a dhéanamh ar na príomhshubstaintí scálaithe sa tréscaoilteán, ar féidir a chinneadh trí tháscairí tástála ar nós Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃⁻, Ba²⁺, SiO₂, etc. Ligeann an anailís seo dúinn cinntí spriocdhírithe a dhéanamh maidir le cibé an coigeartaigh an pH le haigéad nó le coscairí scála a chur leis. Má tá gá le coscaire scála, ba cheart dúinn an cineál agus an dáileog cuí den inhibitor a chinneadh le húsáid.
