公布日：2023.03.24
申请日：2021.09.18
分类号：C02F1/52(2006.01)I
摘要
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。
权利要求书
1.一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，包括如下步骤：S103：向含阻垢剂的膜浓缩液中加入三价金属化合物和/或含三价金属化合物的溶液进行反应；优选地，向含阻垢剂的膜浓缩液中加入含三价金属化合物的溶液。
2.根据权利要求1所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，所述三价金属为铁和/或铝。
3.根据权利要求1或2所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，含三价金属化合物的膜浓缩液中，三价金属离子的质量浓度为5ppm～30ppm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，在所述步骤S103前还包括步骤S102：调节含阻垢剂的膜浓缩液的pH值至4.0-6.0。
5.根据权利要求1-4任一项所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，在所述步骤S103前，优选地，在步骤S102之后还包括步骤S101：向含阻垢剂的膜浓缩液中加入晶种；优选地，所述晶种为二水硫酸钙；更优选地，所述二水硫酸钙在所述膜浓缩液中的质量分数为4％～10％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，所述含阻垢剂的膜浓缩液中，阻垢剂的质量浓度为0.01ppm～40ppm；优选地，所述阻垢剂为有机膦酸类阻垢剂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，其特征在于，所述含阻垢剂的膜浓缩液为纳滤膜浓缩液和/或反渗透膜浓缩液；更优选地，在所述含阻垢剂的膜浓缩液中，Cl-浓度为5000mg/L～20000mg/L；和/或，在所述含阻垢剂的膜浓缩液中，CaSO4过饱和度不小于200％。
8.权利要求1-7任一项所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法在反渗透领域的应用。
9.权利要求8所述的应用，其特征在于，在所述步骤S103后还包括步骤S104：将所述步骤S103处理过的溶液依次进行结晶、沉降，得到过饱和度不高于130％的硫酸钙，并过滤。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，在所述步骤S103中，反应时间为30min～90min。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的脱除阻垢剂的同时产生副产物或无法脱除较高含量的阻垢剂的难点。本发明提供了一种膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法，简单高效，可降低反渗透浓缩液的结垢趋势，使其作为进水重新利用。
第一方面，本发明提出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三价金属化合物和/或含三价金属化合物的溶液进行反应。
优选地，向含阻垢剂的膜浓缩液中加入含三价金属化合物的溶液。
本发明可以通过向含阻垢剂的膜浓缩液中加入含三价金属的化合物的粉末和/或含三价金属化合物的溶液实现，加入含三价金属化合物的溶液反应较快。
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。
优选地，所述三价金属为铁和/或铝。本发明中，可以是含铁和/或铝的无机盐或聚合物盐类，例如氯化铁、氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝等。
作为本发明的具体实施方式，含三价金属化合物的膜浓缩液中，三价金属离子的质量浓度为5ppm～30ppm，例如5ppm，10ppm，15ppm，20ppm，25ppm，30ppm及其任意组合的范围。当控制三价金属的浓度范围在这一范围内时，可以有效去除硫酸钙阻垢剂；如果三价金属浓度过大，则成本升高，同时会使膜浓缩液水体颜色改变加重。
作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S103前还包括步骤S102：调节含阻垢剂的膜浓缩液的pH值至4.0-6.0，例如4.0，5.0，6.0及其任意组合的范围。
作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S102前还包括步骤S101：向含阻垢剂的膜浓缩液中加入二水硫酸钙晶种，从而可以缩短反应时间。
更优选地，所述二水硫酸钙在所述膜浓缩液中的质量分数为4％～10％，例如4％，7％，10％及其任意组合的范围。
作为本发明的具体实施方式，所述含阻垢剂的膜浓缩液中，阻垢剂的质量浓度为0.01ppm～40ppm，例如1ppm，10ppm，20ppm，30ppm，40ppm及其任意组合的范围。
优选地，所述阻垢剂为有机膦酸类阻垢剂，例如，PC191，本发明对此不作特别限定，只要有效成分为有机膦酸类的阻垢剂，皆适用于本发明。
更优选地，在所述含阻垢剂的膜浓缩液中，包括Na+、K+、Cl-、SO42-、Ca2+、NO3-等无机盐离子，其中Cl-浓度一般在5000mg/L～20000mg/L，例如5000mg/L，10000mg/L，15000mg/L，20000mg/L及其任意组合的范围。
作为本发明的具体实施方式，在所述含阻垢剂的膜浓缩液中，CaSO4过饱和度不小于200％，例如200％，230％，250％，300％及其任意组合的范围。
作为本发明的具体实施方式，含阻垢剂的膜浓缩液所用废水来源于煤化工废水和/或燃煤电厂脱硫废水。
第二方面，本发明提出了所述的膜浓缩液中硫酸钙阻垢剂脱除方法在反渗透领域的应用。
作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S103后还包括步骤S104：将所述步骤S103处理过的溶液依次进行结晶、沉降约1h，得到过饱和度不高于130％的硫酸钙，并过滤。沉降和结晶处理可以分别在沉降池和结晶池中进行，过滤时可以采用管式膜，也可以采用砂滤或超滤等，本发明对此不作特别限定。
作为本发明的具体实施方式，在所述步骤S103中，反应时间为30min～90min，例如30min，60min，90min及其任意组合的范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、采用三价金属离子(例如Fe3+、Al3+)处理反渗透浓缩液，并对其反应参数进行优选，利用三价金属离子(例如Fe3+、Al3+)与阻垢剂的络合作用，将阻垢剂从膜浓缩液中置换出来，破坏阻垢效果，使得反渗透浓水中的硫酸钙析出，从而提高膜系统回收率，保证循环工段长周期有效运转；
2、引入该方法处理膜浓缩液，药剂对阻垢剂具有定向处理选择性，可以减少药剂加入量至微量；
3、本工艺流程简洁，无需额外设备和能耗，与现有技术相比较，更加高效、经济。
（发明人：佟振伟;段亚威;程子洪;钟振成;熊日华;卫昶）
