反渗透浓缩液中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法
专利汇可以提供反渗透浓缩液中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及的是一种废 水 处理 技术领域的 反渗透 浓缩液中 硫酸 钙 结垢 盐的混凝脱除方法。对反渗透浓缩液进行处理，利用混凝剂对浓缩液中的Ca2+、SO42-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。本发明其成本低，所用混凝剂硫酸 铝 价廉易得，无毒无害，处理过程成本低廉；处理过程环境友好，无有害物质的排放，处理后的浓缩液可作为进水重新利用，实现浓缩液资源化，提高反渗透系统水回收率。，下面是反渗透浓缩液中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法专利的具体信息内容。
1. 一种反渗透浓缩液中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法，其特征在于，对反渗 透浓缩液进行处理，利用混凝剂对浓缩液中的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，所述的混凝剂，为硫酸铝。
2. 根据权利要求1所述的反渗透浓缩液中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法， 其特征是，所述的反渗透浓缩液，包含25mg/L阻垢剂。
3. 根据权利要求2所述的反渗透浓缩液中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法，其 特征是，所述的阻垢剂，包括有机膦类、聚羧酸类、聚璜酸类、聚酯类及其它们 之间的共聚物，还包括绿色阻垢剂聚天冬氨酸类、分子结构树枝状类。
4. 根据权利要求1所述的反渗透浓缩液中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法， 其特征是，在所述的混凝时，在反渗透浓缩液加入60-200mg/L的硫酸铝进行混凝 溶液先在300转/分钟下进行搅拌混凝半分钟，使混凝剂和溶液充分混合，之后将 搅拌速率降为50转/分钟，进行混凝40分钟，使形成的矾花充分长大。
5. 根据权利要求1所述的反渗透浓缩液中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法， 其特征是，在所述的混凝结束后，将溶液过滤，除去沉淀的矾花，得到处理后的 反渗透浓缩液。
6. 根据权利要求5所述的反渗透浓缩液中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法， 其特征是，所述的反渗透浓缩液，经混凝脱盐处理后，其SI为1.0。
技术领域
本发明涉及的是一种废水处理技术领域的方法，特别是一种反渗透浓缩液 中硫酸钙结垢盐的混凝脱除方法。
背景技术
在反渗透系统长时间的运行中，膜的结垢是一个十分棘手的问题，它的出 现造成了反渗透装置产水量的大幅下降，限制了该技术更广泛的应用。为了克 服结垢问题，一般反渗透系统在运行时都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而不结垢，从而提高了水的回收率。反渗透系统的回收 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，阻垢剂已不能将其维持在不结垢状态，它们将在膜上结垢析出，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。 对反渗透的最终排放液，目前一直没有很好地利用。
经对现有技术文献的检索发现，在《反渗透-膜技术·水化学和工业应用》 (化学工业出版社，1999)一书中，对RO浓缩液的处置方法进行了综述，典型 方法包括地面水排放、深井注射、喷灌、热蒸发等。但以上方法并未能将RO浓 缩液进行很好地利用，未从根本上减少浓缩液的排放，实际上造成了水资源的 浪费。由于反渗透进水都经过了严格的预处理，故浓缩液的水质也很高，如能 重新回用，不仅能提高RO系统产水率，而且可减少废物的排放量。浓缩液之所 以未得到回用，是因为含有较高的结垢盐份，有的含CaCO3结垢盐类多如Ca2+、 HCO3 -含量多；有的含CaSO4结垢盐类多如Ca2+、SO4 2-等成垢离子浓度高， 具有较大的CaSO4结垢趋势，即较高的过饱和指数SI，易于结垢而不能继续利 用。
发明内容
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明对反渗透浓缩液进行处理，利 用混凝剂对浓缩液中的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。
所述的混凝剂，为硫酸铝；所述的反渗透浓缩液，包含25mg/L阻垢剂。
所述的阻垢剂，包括有机膦类、聚羧酸类、聚璜酸类、聚酯类及其它们之 间的共聚物，还包括绿色阻垢剂聚天冬氨酸类、分子结构树枝状类等。
在所述的混凝时，在反渗透浓缩液加入60-200mg/L的硫酸铝进行混凝，溶 液先在300转/分钟下进行搅拌混凝半分钟，使混凝剂和溶液充分混合，之后将 搅拌速率降为50转/分钟，进行混凝40分钟，使形成的矾花充分长大。
在所述的混凝结束后，将溶液过滤，除去沉淀的矾花，即得到处理后的反 渗透浓缩液，此浓缩液的结垢趋势已大大降低，可以作为反渗透系统的进水重 新利用。
对处理后的反渗透浓缩液进行离子浓度分析，并计算SI(饱和指数)值， 结果表明溶液结垢趋势大大降低。所述的反渗透浓缩液，初始的SI为4.4，经混 凝脱盐处理后，其SI可降至1.0，这表明溶液已达热力学平衡态，结垢盐的过饱 和度已被完全除去。
本发明方法采用的混凝脱除法处理反渗透浓缩液中的CaSO4结垢盐，其成 本低，所用混凝剂硫酸铝价廉易得，无毒无害，处理过程成本低廉；处理过程 环境友好，无有害物质的排放，处理后的浓缩液可作为进水重新利用，实现浓 缩液资源化，提高反渗透系统水回收率。
附图说明
图1为本发明实施例1的处理结果。
图2为本发明实施例2-4的处理结果。
具体实施方式
实施例1
模拟某反渗透浓缩液的组成来配置溶液，称取NaCl，Na2SO4，CaCl2加入 蒸馏水中混合，置入1L烧杯中，并加入25mg/L商用阻垢剂A(山东淄博力帮 精细化工有限公司的产品LB2000)，配成800ml浓缩液，其中Ca2+＝3250mg/L， SO4 2-＝6300mg/L，Na+＝6007mg/L，Cl-＝10352mg/L。浓缩液温度为30℃，其初 始饱和指数SI为4.4。
然后加入60mg/L硫酸铝进行混凝，300转/分钟下进行混凝半分钟，接着在 50转/分钟下进行混凝40分钟。在混凝反应过程中，每隔一定时间测量一次溶 液的钙离子浓度。然后将钙离子浓度作归一化处理，即将测量得到的每个钙离 子浓度Ca1都除以初始钙离子浓度Ca0，然后作Ca1/Ca0随时间的变化曲线。
改变混凝剂用量做两次上述同样的实验，一次用量为125mg/L，另一次为 200mg/L。三次实验结果如图1所示。
图1结果表明，60-200mg/L硫酸铝可以浓缩液中钙离子浓度快速降低，即 可将CaSO4结垢盐除掉。其中，添加60mg/L硫酸铝时的除盐速率最快，添加 200mg/L硫酸铝时的除盐速率最慢。经计算混凝结束时，添加60mg/L硫酸铝条 件下溶液的饱和指数SI为1.0，这表明溶液已达热力学平衡态，结垢盐的过饱和 度已被完全除去。
该例表明，添加60mg/L硫酸铝可显著降反渗透低浓缩液的结垢趋势，且除 盐速率快，处理效果十分显著。
实施例2
该实施例将阻垢剂的种类改为商用阻垢剂B(山东淄博力帮精细化工有限 公司的产品LB0100)进行实验。
模拟某反渗透浓缩液的组成来配置溶液，称取NaCl，Na2SO4，CaCl2加入 蒸馏水中混合，置入1L烧杯中，并加入25mg/L商用阻垢剂B，配成800ml浓 缩液，其中Ca2+＝3250mg/L，SO4 2-＝6300mg/L，Na+＝6007mg/L，Cl-＝10352mg/L。 浓缩液温度为30℃，其初始饱和指数SI为4.4。
然后加入60mg/L硫酸铝进行混凝，300转/分钟下进行混凝半分钟，接着在 50转/分钟下进行混凝40分钟。在混凝反应过程中，每隔一定时间测量一次溶 液的钙离子浓度。然后将钙离子浓度作归一化处理，即将测量得到的每个钙离 子浓度Ca1都除以初始钙离子浓度Ca0，然后作Ca1/Ca0随时间的变化曲线。实验 结果如图2中阻垢剂B曲线所示。
图2中阻垢剂B曲线结果表明，60mg/L硫酸铝可以浓缩液中钙离子浓度快 速降低，即可将CaSO4结垢盐除掉。经计算混凝结束时，溶液的饱和指数SI为 1.0，这表明溶液已达热力学平衡态，结垢盐的过饱和度已被完全除去。
该例表明，针对不同的阻垢剂B，添加60mg/L硫酸铝也可显著降反渗透低 浓缩液的结垢趋势，且除盐速率很快，处理效果也十分显著。
实施例3
该实施例将阻垢剂的种类改为商用阻垢剂C(化学品六偏磷酸钠)进行实 验。
模拟某反渗透浓缩液的组成来配置溶液，称取NaCl，Na2SO4，CaCl2加入 蒸馏水中混合，置入1L烧杯中，加入25mg/L商用阻垢剂C，配成800ml浓缩 液，其中Ca2+＝3250mg/L，SO4 2-＝6300mg/L，Na+＝6007mg/L，Cl-＝10352mg/L。 浓缩液温度为30℃，其初始饱和指数SI为4.4。
然后加入60mg/L硫酸铝进行混凝，300转/分钟下进行混凝半分钟，接着在 50转/分钟下进行混凝40分钟。在混凝反应过程中，每隔一定时间测量一次溶 液的钙离子浓度。然后将钙离子浓度作归一化处理，即将测量得到的每个钙离 子浓度Ca1都除以初始钙离子浓度Ca0，然后作Ca1/Ca0随时间的变化曲线。实验 结果如图2中阻垢剂C曲线所示。
图2中阻垢剂C曲线结果表明，60mg/L硫酸铝可以浓缩液中钙离子浓度快 速降低，即可将CaSO4结垢盐除掉。经计算混凝结束时，溶液的饱和指数SI为 1.0，这表明溶液已达热力学平衡态，结垢盐的过饱和度已被完全除去。
该例表明，针对不同的阻垢剂C，添加60mg/L硫酸铝也可显著降反渗透低 浓缩液的结垢趋势，且除盐速率很快，处理效果也十分显著。
实施例4
该实施例将阻垢剂的种类改为商用阻垢剂D(美国PWT公司的产品Titan ASD200)进行实验.
模拟某反渗透浓缩液的组成来配置溶液，称取NaCl，Na2SO4，CaCl2加入 蒸馏水中混合，置入1L烧杯中，加入25mg/L商用阻垢剂D，配成800ml浓缩 液，其中Ca2+＝3250mg/L，SO4 2-＝6300mg/L，Na+＝6007mg/L，Cl-＝10352mg/L。 浓缩液温度为30℃，其初始饱和指数SI为4.4。
然后加入60mg/L硫酸铝进行混凝，300转/分钟下进行混凝半分钟，接着在 50转/分钟下进行混凝40分钟。在混凝反应过程中，每隔一定时间测量一次溶 液的钙离子浓度。然后将钙离子浓度作归一化处理，即将测量得到的每个钙离 子浓度Ca1都除以初始钙离子浓度Ca0，然后作Ca1/Ca0随时间的变化曲线。实验 结果如图2中阻垢剂C曲线所示。
图2中阻垢剂D结果表明，60mg/L硫酸铝可以浓缩液中钙离子浓度快速降 低，即可将CaSO4结垢盐除掉。经计算混凝结束时，溶液的饱和指数SI为1.0， 这表明溶液已达热力学平衡态，结垢盐的过饱和度已被完全除去。
该例表明，针对不同的阻垢剂C，添加60mg/L硫酸铝也可显著降反渗透低 浓缩液的结垢趋势，且除盐速率很快，处理效果也十分显著。
从图2可以看出，对四种不同种类的典型商用反渗透阻垢剂A、B、C、D， 本发明的硫酸铝混凝法皆可可显著降反渗透低浓缩液的结垢趋势，除盐速率很 快，处理效果十分显著，说明本发明方法具有广普性。
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