污水深度处理系统水质结垢问题及治理方法研究-第2页-北极星环保网

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3处理方案

3.1原理及流程

降低上述结垢倾向，理论上可同时向系统中加酸和阻垢剂，加酸中和水中的部分碱，使给水的LSI降至阻垢剂最佳适用范围(LSI<2.0)，再加阻垢剂防止CaCO3垢的形成。然而，考虑到目前市场上阻垢剂的价格相对昂贵，只能对最精细且LSI最高的反渗透部分进行阻垢处理，因此只将加药点设于保安过滤器前，即反渗透进水处，其余3个单元则只采用加酸处理。加酸防垢的原理为加入的酸和CO32-作用生成CO2，降低了结垢阴离子CO32-的浓度。降低上述结垢倾向，理论上可同时向系统中加酸和阻垢剂，加酸中和水中的部分碱，使给水的LSI降至阻垢剂最佳适用范围(LSI<2.0)，再加阻垢剂防止CaCO3垢的形成。然而，考虑到目前市场上阻垢剂的价格相对昂贵，只能对最精细且LSI最高的反渗透部分进行阻垢处理，因此只将加药点设于保安过滤器前，即反渗透进水处，其余3个单元则只采用加酸处理。加酸防垢的原理为加入的酸和CO32-作用生成CO2，降低了结垢阴离子CO32-的浓度。

一般情况下，加酸处理中所加酸选择硫酸或盐酸。硫酸价廉而且反渗透膜对SO42-的去除率比对Cl-的高，但是，由于水中Ca2+、Ba2+、Sr2+含量高，经计算存在生成硫酸盐垢的危险，故笔者选择加盐酸。

加酸量的计算：根据盐酸与碳酸盐的化学反应式，每加入1mg/L的HCl(按100%计算)，产生1.205mg/L的CO2和减少1.37mg/L的HCO3-。在水温25℃时，将反渗透进水pH由pHf0调整至pHf时所需加入的HCl量分别按下式计算：

式中：GHCl——加入的HCl(按100%计算)量，kg/h;

Q——进水流量，m3/h;

〔HCO3-〕f3——加酸前的进水中HCO3-质量浓度，mg/L。

改进处理方案后的工艺流程如图1所示。

调整后原有流程及操作条件基本保持不变，在BAF出口增加一加酸点，投加HCl，调整pH至6.0～7.5，以防止LSI过大而结垢，而且增加了杀菌剂HClO在保安过滤器进水中的投加量。

整套工艺水的pH降至6.0～7.5，HCO3-浓度降低后，反渗透部分仍需加入阻垢剂进行处理。阻垢剂的加药浓度依进水硬度的变化而做了适当调整。

3.2设备改造及加酸量的确定

根据上述调整方案，设计增加了以下设备并确定了酸投加用量范围：

盐酸计量泵：该计量泵为进口隔膜计量泵。该泵采用全自动调节，根据pH大小调节泵的冲程，即按照水质进行跟踪调节。

高/低pH报警：给水的pH过高或过低对系统都会带来危害。pH过高会导致系统结垢，过低会损坏微滤及反渗透膜，并导致系统腐蚀，因此调整处理方案后，在系统中增加了高/低pH报警装置。控制pH在6.0~7.5。

理论加酸量(盐酸以31%计)：若调节pH=6.0，盐酸投加质量浓度为116.24mg/L，需加盐酸量86.8L/h，算得LSI=-0.256。若调节pH=7.5，盐酸投加质量浓度为9.93mg/L，需加盐酸量7.5L/h，算得LSI=2.050。

因此，盐酸投加质量浓度可维持在9.93～116.24mg/L之间，加酸量在7.5～86.8L/h之间。

4效果分析

经过加酸处理后，系统pH显著降低，改进前pH大约为8.1，改进后pH约为7.8，从而有效抑制了系统结垢。

为了进一步验证加酸后的效果，对比了加酸前后BAF进口、FG进口、MF进口以及RO进口处的LSI，2010年6月深度水处理系统各单元进水水质参数如表3所示。

根据LSI公式，计算得到2010年6月系统各单元进水LSI，如表4所示。可见，经过处理，整个工艺主要单元的LSI虽然仍然>0，有结垢倾向，但与2009年10月的数据相比，LSI显著降低，即系统结垢倾向得到了有效抑制，初步达到了预期目标，取得了一定成果。

5结论

笔者针对独山子石化公司乙烯厂污水深度处理装置结垢严重的问题进行了详细分析，经SEM及EDX分析确定结垢主要成分为碳酸钙，通过在BAF出口投加HCl以降低体系pH，最终使得LSI显著降低，结垢倾向得到了有效抑制。研究成果可以广泛应用于水处理领域。

原标题：污水深度处理系统水质结垢问题及治理方法研究

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