公布日：2023.03.24
申請日：2021.09.18
分類號：C02F1/52(2006.01)I
摘要
本發明提供了一種膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，包括如下步驟：S103：向含阻垢劑的膜濃縮液中加入含三價金屬的化合物和/或含三價金屬化合物的溶液進行反應。本發明公開了一種膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，通過利用三價金屬離子(例如Fe3+、Al3+)與阻垢劑的絡合作用，將硫酸鈣的阻垢劑從膜濃縮液中置換出來，從而使溶液中高過飽和度的成垢離子失穩，結晶析出，可降低反滲透濃縮液的結垢趨勢，使其作為進水重新利用，且無需添加設備、無污泥或其它副產物，對水質基本無影響。
權利要求書
1.一種膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，其特征在于，包括如下步驟：S103：向含阻垢劑的膜濃縮液中加入三價金屬化合物和/或含三價金屬化合物的溶液進行反應；優選地，向含阻垢劑的膜濃縮液中加入含三價金屬化合物的溶液。
2.根據權利要求1所述的膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，其特征在于，所述三價金屬為鐵和/或鋁。
3.根據權利要求1或2所述的膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，其特征在于，含三價金屬化合物的膜濃縮液中，三價金屬離子的質量濃度為5ppm～30ppm。
4.根據權利要求1-3任一項所述的膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，其特征在于，在所述步驟S103前還包括步驟S102：調節含阻垢劑的膜濃縮液的pH值至4.0-6.0。
5.根據權利要求1-4任一項所述的膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，其特征在于，在所述步驟S103前，優選地，在步驟S102之后還包括步驟S101：向含阻垢劑的膜濃縮液中加入晶種；優選地，所述晶種為二水硫酸鈣；更優選地，所述二水硫酸鈣在所述膜濃縮液中的質量分數為4％～10％。
6.根據權利要求1-5任一項所述的膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，其特征在于，所述含阻垢劑的膜濃縮液中，阻垢劑的質量濃度為0.01ppm～40ppm；優選地，所述阻垢劑為有機膦酸類阻垢劑。
7.根據權利要求1-6任一項所述的膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，其特征在于，所述含阻垢劑的膜濃縮液為納濾膜濃縮液和/或反滲透膜濃縮液；更優選地，在所述含阻垢劑的膜濃縮液中，Cl-濃度為5000mg/L～20000mg/L；和/或，在所述含阻垢劑的膜濃縮液中，CaSO4過飽和度不小于200％。
8.權利要求1-7任一項所述的膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法在反滲透領域的應用。
9.權利要求8所述的應用，其特征在于，在所述步驟S103后還包括步驟S104：將所述步驟S103處理過的溶液依次進行結晶、沉降，得到過飽和度不高于130％的硫酸鈣，并過濾。
10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，在所述步驟S103中，反應時間為30min～90min。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在的脫除阻垢劑的同時產生副產物或無法脫除較高含量的阻垢劑的難點。本發明提供了一種膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，簡單高效，可降低反滲透濃縮液的結垢趨勢，使其作為進水重新利用。
第一方面，本發明提出了一種膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，包括如下步驟：S103：向含阻垢劑的膜濃縮液中加入三價金屬化合物和/或含三價金屬化合物的溶液進行反應。
優選地，向含阻垢劑的膜濃縮液中加入含三價金屬化合物的溶液。
本發明可以通過向含阻垢劑的膜濃縮液中加入含三價金屬的化合物的粉末和/或含三價金屬化合物的溶液實現，加入含三價金屬化合物的溶液反應較快。
本發明公開了一種膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法，通過利用三價金屬離子(例如Fe3+、Al3+)與阻垢劑的絡合作用，將硫酸鈣的阻垢劑從膜濃縮液中置換出來，從而使溶液中高過飽和度的成垢離子失穩，結晶析出，可降低反滲透濃縮液的結垢趨勢，使其作為進水重新利用，且無需添加設備、無污泥或其它副產物，對水質基本無影響。
優選地，所述三價金屬為鐵和/或鋁。本發明中，可以是含鐵和/或鋁的無機鹽或聚合物鹽類，例如氯化鐵、氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁等。
作為本發明的具體實施方式，含三價金屬化合物的膜濃縮液中，三價金屬離子的質量濃度為5ppm～30ppm，例如5ppm，10ppm，15ppm，20ppm，25ppm，30ppm及其任意組合的范圍。當控制三價金屬的濃度范圍在這一范圍內時，可以有效去除硫酸鈣阻垢劑；如果三價金屬濃度過大，則成本升高，同時會使膜濃縮液水體顏色改變加重。
作為本發明的具體實施方式，在所述步驟S103前還包括步驟S102：調節含阻垢劑的膜濃縮液的pH值至4.0-6.0，例如4.0，5.0，6.0及其任意組合的范圍。
作為本發明的具體實施方式，在所述步驟S102前還包括步驟S101：向含阻垢劑的膜濃縮液中加入二水硫酸鈣晶種，從而可以縮短反應時間。
更優選地，所述二水硫酸鈣在所述膜濃縮液中的質量分數為4％～10％，例如4％，7％，10％及其任意組合的范圍。
作為本發明的具體實施方式，所述含阻垢劑的膜濃縮液中，阻垢劑的質量濃度為0.01ppm～40ppm，例如1ppm，10ppm，20ppm，30ppm，40ppm及其任意組合的范圍。
優選地，所述阻垢劑為有機膦酸類阻垢劑，例如，PC191，本發明對此不作特別限定，只要有效成分為有機膦酸類的阻垢劑，皆適用于本發明。
更優選地，在所述含阻垢劑的膜濃縮液中，包括Na+、K+、Cl-、SO42-、Ca2+、NO3-等無機鹽離子，其中Cl-濃度一般在5000mg/L～20000mg/L，例如5000mg/L，10000mg/L，15000mg/L，20000mg/L及其任意組合的范圍。
作為本發明的具體實施方式，在所述含阻垢劑的膜濃縮液中，CaSO4過飽和度不小于200％，例如200％，230％，250％，300％及其任意組合的范圍。
作為本發明的具體實施方式，含阻垢劑的膜濃縮液所用廢水來源于煤化工廢水和/或燃煤電廠脫硫廢水。
第二方面，本發明提出了所述的膜濃縮液中硫酸鈣阻垢劑脫除方法在反滲透領域的應用。
作為本發明的具體實施方式，在所述步驟S103后還包括步驟S104：將所述步驟S103處理過的溶液依次進行結晶、沉降約1h，得到過飽和度不高于130％的硫酸鈣，并過濾。沉降和結晶處理可以分別在沉降池和結晶池中進行，過濾時可以采用管式膜，也可以采用砂濾或超濾等，本發明對此不作特別限定。
作為本發明的具體實施方式，在所述步驟S103中，反應時間為30min～90min，例如30min，60min，90min及其任意組合的范圍。
與現有技術相比，本發明的有益效果在于：
1、采用三價金屬離子(例如Fe3+、Al3+)處理反滲透濃縮液，并對其反應參數進行優選，利用三價金屬離子(例如Fe3+、Al3+)與阻垢劑的絡合作用，將阻垢劑從膜濃縮液中置換出來，破壞阻垢效果，使得反滲透濃水中的硫酸鈣析出，從而提高膜系統回收率，保證循環工段長周期有效運轉；
2、引入該方法處理膜濃縮液，藥劑對阻垢劑具有定向處理選擇性，可以減少藥劑加入量至微量；
3、本工藝流程簡潔，無需額外設備和能耗，與現有技術相比較，更加高效、經濟。
（發明人：佟振偉;段亞威;程子洪;鐘振成;熊日華;衛昶）
