高塩分廃水からシリカと硬度を除去するための高度な方法

石油化学製品の製造、石炭の化学処理、濃縮ブラインの再利用など、塩分濃度の高い廃水を含む工業プロセスでは、高濃度のシリカそして硬度イオンは大きな課題です。これらの汚染物質は、深刻なスケーリングを引き起こす可能性があります逆浸透(RO)システム、膜の寿命を縮め、全体的な水回収率に影響を与えます。

下流のメンブレンろ過システムの効率的な運用を確保し、メンテナンスコストを最小限に抑えるには、効果的な前処理戦略を実施することが重要です。この記事では、最も信頼性の高い手法について説明しますシリカ除去そして硬度低下高塩分濃度の廃水では、化学沈殿、膜ろ過、およびそれらのハイブリッドアプリケーションに焦点を当てています。

ブライン処理におけるシリカと硬度の除去の一般的な技術

効果的な除去シリカそして硬度高塩分濃度の廃水から、化学的、物理的、および膜ベースの方法を組み合わせた多段階の処理プロセスが必要です。以下は、産業用アプリケーションで最も一般的に使用される手法です。

1. 石灰塩とマグネシウム塩による化学沈殿

石灰軟化は、カルシウム硬度とシリカレベルの両方を下げるための伝統的でありながら非常に効果的な方法です。いつライム(Ca(OH)₂)そして塩化マグネシウム(MgCl₂)が追加されると、以下の反応が起こります。

• シリカはマグネシウムと反応して、不溶性のケイ酸マグネシウム(MgSiO)を形成します₃)
• カルシウムとマグネシウムの硬度はCaCOとして沈殿します₃およびMg(OH)₂

この方法は費用対効果が高く、RO膜の前処理ステップ.しかし、システムの効率を維持するためには、正確な薬液注入とスラッジ除去が必要です。

2. 限外ろ過および精密ろ過

場合によっては、メンブレンベース限外ろ過(UF)又は精密濾過(MF)沈殿後に残留懸濁物質とコロイダルシリカを除去するために使用されます。これらの技術は、逆浸透ユニットに入る前に水質を研磨し、膜の汚れを防ぐのに役立ちます。

3. イオン交換と樹脂系軟化

硬度レベルを微調整するために、イオン交換樹脂システムカルシウムイオンとマグネシウムイオンの除去に使用できます。この方法は効果的ですが、樹脂のコストと再生要件があるため、少量または研磨用途に適しています。

4. 逆浸透システムとの統合

これらの前処理方法は、多くの場合、上流で使用されます。逆浸透(RO)システム膜の寿命を延ばし、安定した透過品質を維持します。それらを処理プロセスに組み込むことで、特に高濃度のシリカでブラインを処理する際に、スケーリングのリスクが軽減されます。

シリカと硬度の除去に関する設計上の重要な考慮事項

信頼性の高い運転と高い除去効率を確保するためには、高塩分濃度の廃水処理にシリカと硬度低減システムを実装する際には、いくつかの設計パラメータを慎重に制御する必要があります。

1.化学薬品投与精度

石灰とマグネシウムの投与量を適切に制御することが重要です。投与量が少ないと沈殿物が不完全になり、過剰投与はスラッジのキャリーオーバーや過剰な残留物を引き起こす可能性があります。.自動ドージングポンプと、濁度計またはpH計からのリアルタイムフィードバックを使用することをお勧めします。

2. pHの調整と制御

シリカと硬度の沈殿反応は、pHに大きく依存します。マグネシウム塩を使用したシリカ除去の理想的な範囲は、通常、9.5–10.5.最適な反応効率を得るためには、継続的なモニタリングと調整が不可欠です。

3. 反応と沈降時間

十分な反応時間と沈降時間を確保することで、不溶性沈殿物の完全な形成と除去が保証されます。これは、急激な汚れを避けるために、膜ろ過段階の前に特に重要です。保持タンクまたは傾斜プレートセトラーを使用して、スラッジの分離を改善することができます。

4. 汚泥の処理および排水

化学沈殿プロセスでは、管理が必要な大量のスラッジが発生します。フィルタープレス、ベルトプレス、または遠心分離機による脱水は、廃棄コストを最小限に抑え、システムの設置面積を削減するのに役立ちます。

5. ダウンストリームROユニットとの統合

シリカおよび硬度除去プロセスからの最終排水は、下流の入口要件を満たす必要がありますROシステム.メンブレン性能を保護するために、SDI、導電率、およびスケーリングインデックス(LSIなど)の定期的なモニタリングが推奨されます。

概要とアプリケーションの推奨事項

高塩分濃度の廃水からシリカと硬度を除去することは、下流のROシステムを保護し、水の回収率を向上させ、排出または再利用基準に準拠するための重要なステップです。化学沈殿、膜研磨、および運転制御の適切に設計された組み合わせは、信頼性の高い前処理システムのバックボーンを形成します。

高塩分濃度の廃水処理システムを設計またはアップグレードする際、オペレーターとエンジニアは以下を優先する必要があります。

• リアルタイムの水質に基づくカスタマイズされた化学薬品投与戦略
• 効率的な固液分離とスラッジ処理
• 沈殿を最適化するためのpHおよび反応時間制御
• メンブレン適合性とスケーリングリスクの最小化

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