CN110436697A - 物化-超导hgms耦合工艺净循环水系统阻垢方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种物化‑超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法，属于水处理技术领域。该方法首先，调节循环水的pH，使水中的钙、镁等离子形成沉淀的形式析出。然后投加自行研制的高效复合絮凝剂，将析出的微小晶体颗粒捕获并形成小絮凝体。最后已形成小絮凝体的循环水进入超导高强磁分离系统使絮凝体迅速长大与水分离而将所形成的垢体全部脱除。该方法中的超导HGMS技术所提供的高强磁场具有循环水中成垢离子的缔合作用，防止其结晶析出在设备及管路表面成垢，而且还具有使离子以晶体形式析出过程中发生晶格歪曲和形貌改变的作用，因此，即使离子以晶体形式析出也不会在设备表面附着形成硬垢。该方法硬度去除率最高可达到75％，阻垢效果明显。

Description

物化-超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是指一种物化-超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法。
背景技术
循环冷却水占整个工业用水的70-80％，因此，对于敞开式循环冷却水系统，提高浓缩倍数是节水减排的关键，而制约循环水浓缩倍数提高的主要因素就是结垢和腐蚀的问题。随着循环水浓缩倍数的增加钙镁等成垢离子的浓度逐渐增加，在条件满足的情况下，这些离子就会形成碳酸盐、硫酸盐或硫酸盐的沉淀以晶体的形式析出，并逐渐在设备及管路的表面形成致密的垢层，影响换热效果，从而影响正常生产。因此，要投加阻垢缓蚀剂，并且要在浓缩倍数达到一定值的时候“排污”，以防止结垢或腐蚀发生，但这样就使得水耗增加。
当前，对于高硬度水除硬的技术主要有化学软化法、离子交换法及反渗透方法等，传统的化学法泥量大而且硬度去除效率低；离子交换法硬度脱除效果好，但存在吸附饱和后需要活化再生，而活化再生时会产生大量的氯离子，高浓度氯离子会增加晶间腐蚀的危险，从而制约循环水的回用；反渗透技术具有很好的钙镁等成垢离子的脱除功能，但是反渗透浓液的处理是个关键，如果不处理会导致一马勺坏一锅的作用，影响水的循环利用，而要处理的话，投资大(30万元/吨水)、运行成本高(40-80元/吨水)。因此，寻找硬度脱除效果好、投资小、运行成本低的新技术是必要的选择。现有阻垢技术主要是投加阻垢缓蚀药剂，靠络合增溶、晶格歪曲及分散等作用实现预期阻垢效果，存在问题主要是处理效果、药剂残留和运行成本问题。
本发明应用物化-超导高梯度磁分离(HGMS)耦合技术可同时实现硬度的脱除、晶格歪曲以及缔合作用，达到阻垢效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种物化-超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法。
该方法包括步骤如下：
(1)调节循环水的pH，使水中的钙、镁等离子以沉淀的形式析出；
(2)投加高效复合絮凝剂，将步骤(1)中析出的微小晶体颗粒捕获并形成小絮凝体；
(3)已形成小絮凝体的循环水进入超导高强磁分离系统使絮凝体迅速长大与水分离而将所形成的垢体脱除。
其中，步骤(1)中利用化学法，将循环水的pH值调整至9-13。
步骤(2)中的高效复合絮凝剂为自行研制的带硼酸及硅酸根基团的具有微纳米支链结构的无机高效复合絮凝剂(该絮凝剂为中国发明专利“一种含硼聚合硅酸硫酸铝铁复合絮凝剂”、“一种聚硅酸硫酸硼酸铁锌复合絮凝剂”中所公开的絮凝剂)。
步骤(2)中复合絮凝剂的投加量为10-80mg/L。
步骤(3)中超导高强磁分离系统的磁场强度为1.5-4.0T，循环水流速为300-1000mL/min。
该方法中，超导HGMS技术所提供的高强磁场具有循环水中成垢离子的缔合作用，防止其结晶析出在设备及管路表面成垢。而且超导HGMS技术所提供的高强磁场还具有使离子以晶体形式析出过程中发生晶格歪曲和形貌改变的作用，因此，即使离子以晶体形式析出也不会在设备表面附着形成硬垢。
本发明物化-超导HGMS耦合工艺阻垢作用主要以以下三种方式体现：(1)首先使成垢离子大部分脱除；(2)使存留在水中的成垢离子发生缔合作用，提高成垢离子的容忍度；(3)使结晶体在水垢形成过程中发生晶格歪曲或形貌改变，形成软垢不在设备及管路表面附着成垢。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
通过该技术的除垢及阻垢作用，硬度去除率最高可达到75％，处理循环水显示了很好的缔合作用和晶格歪曲作用，阻垢效果提高。不仅可保障正常生产，还可使得净循环水的浓缩倍数提高，达到节水、节能效果。
附图说明
图1为本发明实施例1中原水经调节pH值后反应产生的垢体沉淀产物，其中，(a)为放大至10μm形貌，(b)为放大至1μm形貌；
图2为本发明实施例1中沉淀物加入絮凝剂后垢体的形貌变化，其中，(a)为放大至10μm形貌，(b)为放大至1μm形貌；
图3为本发明实施例1中絮凝后的沉淀物经超导处理后的垢体形貌变化，其中，(a)为放大至10μm形貌，(b)为放大至1μm形貌；
图4为本发明实施例1中超导HGMS对循环水中成垢离子的缔合作用，其中，(a)为处理后水硬度随磁场强度变化情况，(b)为循环水表面熵相对变化量和表面张力随磁场强度变化情况，(c)为循环水表面熵相对变化量和表面张力随流速变化情况，(d)为循环水粘度和表面张力随时间变化情况；
图5为本发明实施例1中超导HGMS对垢体晶格歪曲及形貌改变的作用，其中，(a)为处理前形貌，(b)为处理后形貌。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种物化-超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法。
该方法包括步骤如下：
(1)调节循环水的pH，使水中的钙、镁离子以沉淀的形式析出；
(2)投加高效复合絮凝剂，将步骤(1)中析出的微小晶体颗粒捕获并形成小絮凝体；
(3)已形成小絮凝体的循环水进入超导高强磁分离系统使絮凝体迅速长大与水分离而将所形成的垢体脱除。
其中，步骤(1)中循环水的pH值调整至9-13。
步骤(2)中的高效复合絮凝剂为自行研制的带有硼酸及硅酸根基团高效复合絮凝剂，(该絮凝剂参考专利“一种含硼聚合硅酸硫酸铝铁复合絮凝剂”、“一种聚硅酸硫酸硼酸铁锌复合絮凝剂”等中所公开的絮凝剂)。
步骤(2)中复合絮凝剂的投加量为10-80mg/L。
步骤(3)中超导高强磁分离系统的磁场强度为1.5-4.0T，循环水流速为300-1000mL/min。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
针对硬度在350mg/L以上的高硬度水，利用物化-超导耦合工艺进行处理，首先加入NaOH调节pH值，NaOH加入量265ppm，调节后形貌如图1所示；然后加入絮凝剂(由20-50％的硅酸钠、20-40％硫酸铁、20-40％硫酸锌和5-30％硼酸钠组成)，絮凝剂加入量30ppm，絮凝剂加入后形貌如图2所示；再将已形成小絮凝体的循环水进入超导高强磁分离系统，磁场强度3.0T，流速600ml/L，经过超导处理的形貌如图3所示；如此，可将循环水硬度从415mg/L左右降至100mg/L以下，去除率在75％以上，浊度可降至5mg/L以下，同时防垢/阻垢功效显著。超导HGMS对循环水中成垢离子的缔合作用如图4所示，超导HGMS对垢体晶格歪曲及形貌改变的作用如图5所示，图5中1为方解石，2为文石。
实施例2
处理步骤同上，在NaOH加入量265ppm，絮凝剂(由20-50％的硅酸钠、20-40％硫酸铁、20-40％硫酸铝和5-30％硼酸钠组成)加入量30ppm，流速为300mL/min条件下，磁场强度为4.0T时，循环水硬度为113mg/L。
实施例3
处理步骤同上，在NaOH加入量265ppm，絮凝剂(由20-50％的硅酸钠、20-40％硫酸铁、20-40％硫酸锌和5-30％硼酸钠组成)加入量30ppm，磁场强度为3.0T条件下，流速为500mL/min时，循环水硬度为105mg/L。
实施例4
在NaOH加入量265ppm，絮凝剂(由20-50％的硅酸钠、20-40％硫酸铁、20-40％硫酸铝和5-30％硼酸钠组成)加入量30ppm，磁场强度为3.0T条件下，流速为900mL/min时，循环水硬度为129mg/L。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种物化-超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法，其特征在于：包括步骤如下：
(1)调节循环水的pH，使水中的钙、镁离子以沉淀的形式析出；
(2)投加高效复合絮凝剂，将步骤(1)中析出的微小晶体颗粒捕获并形成小絮凝体；
(3)已形成小絮凝体的循环水进入超导高强磁分离系统使絮凝体迅速长大与水分离而将所形成的垢体脱除。
2.根据权利要求1所述的物化-超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法，其特征在于：所述步骤(1)中循环水的pH值调整至9-13。
3.根据权利要求1所述的物化-超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法，其特征在于：所述步骤(2)中的高效复合絮凝剂为带硼酸及硅酸根基团的具有微纳米支链结构的无机高效复合絮凝剂。
4.根据权利要求1所述的物化-超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法，其特征在于：所述步骤(2)中复合絮凝剂的投加量为10-80mg/L。
5.根据权利要求1所述的物化-超导HGMS耦合工艺净循环水系统阻垢方法，其特征在于：所述步骤(3)中超导高强磁分离系统的磁场强度为1.5-4.0T，循环水流速为300-1000mL/min。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09192676A (ja) * 1996-01-22 1997-07-29 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 含鉛排水の処理方法
CN101781003A (zh) * 2009-01-21 2010-07-21 中国科学院理化技术研究所 一种超导磁分离废水处理装置
CN102115238A (zh) * 2011-01-27 2011-07-06 北京科技大学 一种聚硅酸硫酸硼酸铁锌复合絮凝剂
CN206457355U (zh) * 2017-02-07 2017-09-01 山东深信节能环保科技有限公司 一种工业循环水处理系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09192676A (ja) * 1996-01-22 1997-07-29 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 含鉛排水の処理方法
CN101781003A (zh) * 2009-01-21 2010-07-21 中国科学院理化技术研究所 一种超导磁分离废水处理装置
CN102115238A (zh) * 2011-01-27 2011-07-06 北京科技大学 一种聚硅酸硫酸硼酸铁锌复合絮凝剂
CN206457355U (zh) * 2017-02-07 2017-09-01 山东深信节能环保科技有限公司 一种工业循环水处理系统

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