[发明专利]一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法

说明书

本发明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Fe³⁺、Al³⁺)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。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法。

背景技术

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。

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。

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Ca²⁺、Mg²⁺、HCO^3-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。

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。

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，该发明的技术方案中，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(Fe²⁺)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。

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Ca²⁺、SO₄^2-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。

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。

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。