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矿井水该如何预防石膏垢,成为可饮用的清洁水?

  日期:2021-07-24 16:30:22  浏览量:474   移动端
导读:反渗透(RO),纳米过滤(NF)和超滤(UF)膜长期用于海水淡化行业,用于处理海水和微咸水。但是,随着全球人口的增加,必须提供

反渗透(RO),纳米过滤(NF)和超滤(UF)膜长期用于海水淡化行业,用于处理海水和微咸水。但是,随着全球人口的增加,必须提供更多新鲜的饮用水。这就是Genesys International将其专业知识转向为不太传统的行业(采矿业)提供防垢剂和清洁剂的原因。




根据Paulina Szyplinska在2012年发表的一篇文章,采矿业是全球第四大水消费行业,但是值得庆幸的是90%的矿井水可以使用RO或NF等技术进行循环利用。尽管这仍然是水过滤膜技术的一个相对较新的应用,但是在过去的10年中,与采矿相关的工厂数量急剧增加。










Genmine C15干净




矿井水过滤的挑战




存在一个影响矿井滤水厂的特殊挑战就是高水平的总溶解固体(TDS),这会导致发生很严重的结垢现象,尤其是硫酸钙(CaSO 4)或石膏的沉淀。




这些条件超出了膜制造商建议的操作参数。出于这个原因,膜技术行业传统上将采矿业视为业务来源,认为它太具挑战性而没有价值。




增加过滤投资




然而,尽管如此,由于提高了金属回收率和净化废水的能力,采矿运营商似乎正在对反渗透和纳滤膜过滤进行越来越多的投资。通过Genesys International自己的研究,它确定了多达389个目前使用膜过滤的矿山,其中301个自2009年以来投入使用。




该公司相信,通过正确的化学处理和开放的胸怀,不仅可以抑制复杂的水垢,而且可以有效地清洁结垢和结垢的膜以恢复其性能。似乎其他人开始流行。最近鼓励Genesys团队在澳大利亚BDB Process主管Darryl Butcher的一篇论文中看到以下评论,该评论涉及他在非洲参与的两个膜工厂项目:“这些应用程序均未在制造商发布的建议操作窗口内操作所选的膜,但在技术和商业上均非常成功,并且都超出了用于证明项目资本支出合理的预测性能……膜似乎很可能会广泛应用于各种应用中,以改善过程结果。”




如何控制高PH和低PH水中的石膏垢




与其他类型的水垢不同,CaSO 4的沉积与pH无关。这意味着,即使添加酸或碱,仍然无法阻止其不结垢。Genesys开发了两种新的抗垢剂– Genmine AS26和Genmine AS65 –能够在低pH和高pH(高达x8-10饱和水平)下抑制CaSO 4。




Genmine AS26对酸性条件特别有弹性,这对于防垢剂来说是罕见的。通过严格的测试配制和完善,它可以在低至1-2的pH值下抑制CaSO 4(图1)。这意味着不需要昂贵的预处理就可以中和采矿废水,使防垢剂起作用。这将节省CAPEX和OPEX,同时使从尾矿废料中回收金属和清洁水更加可行。




当然,并不是所有的矿井都是酸性的,这就是为什么该公司还开发了Genmine AS65的原因,它能够在中性和碱性pH值下,以x8-10的饱和水平抑制CaSO 4垢(图2)。这对于碱性氰化物堆浸工艺尤其重要,在碱性浸氰工艺中,膜用于浓缩孕妇和贫瘠的酒。通过提供特定于酸性和碱性矿井的产品,该公司能够为可能受到石膏垢影响的任何矿井提供正确的化学物质。




如何去除硫酸钙水垢




如果已经形成石膏垢,可能是由于使用了无效的防垢剂或使用不当造成的,则在不损坏膜的情况下将其除去是具有挑战性的,但并非不可能。这应该尽快完成,以防止水垢本身对膜表面造成不可逆转的损坏。




CaSO 4垢最初形成针状颗粒。然后它会继续形成血小板和玫瑰花结,这会因磨损而损坏膜表面。这最终将导致表面上的凹痕和孔洞,影响膜的除盐性能并增加其通量(允许更多的离子通过)。




正确的预处理和有效使用我们专业的防垢剂将大大减少结垢。但是,如果进料条件不断变化,或者在某些时候超过了防垢剂的饱和极限,则仍会形成水垢。




如上所述,硫酸钙水垢特别难以控制,与碳酸钙水垢不同,添加酸无济于事。




经过广泛的研究,Genesys开发了三种专门用于解决这些问题的新型清洁产品:Genmine C07(中性pH)和Genmine C15和Genmine C17(高pH)。这三者在去除CaSO 4方面都显示出了巨大的希望,在测试中大大优于传统的清洁剂。




清洁前后要称重一个大型的Vexar垫片,重量之间的差异可以帮助清洁人员了解其性能。清洁三小时后,Genmine C17去除了99.3%的水垢,Genmine C15去除了96.5%,Genmine C07去除了93.3%。




预测软件




在由矿井造成的挑战性条件下,膜化学药品的剂量特别敏感。在此可以提供帮助的一种工具是膜矿山主设备(MMM)软件,该软件专门开发用于预测用于过滤矿井水的RO,NF或UF膜厂的适当防垢剂投加量。该新软件通过在pH范围(1-14)内运行而打破了常规规模预测软件的规则,而大多数软件仅限于狭窄的pH范围(通常为5-9)。




根据输入的工厂详细信息,尤其是水化学的详细信息,它将建议合适的防垢剂和剂量率,并提供生成摘要报告的选项。




该软件现在正在使用实际站点数据进行试用,并且随着可获得有关阻垢剂性能的更多现场数据,其准确性将继续得到改善。




膜技术的采用




采矿公司越来越多地采用膜技术来提高金属回收率和处理复杂的废水,无论是再利用还是排放到环境中。




Genesys认识到有必要为采矿界提供更好的支持,因此面临挑战。它的专业防垢剂可以在整个pH范围内防止饱和度高达正常溶解度8-10倍的CaSO 4水垢的形成,而无需额外的预处理,并且其专用清洁产品能够完全去除石膏水垢,恢复膜工厂性能,前提是要尽快使用它们。




Membrane Mine Master软件




Membrane Mine Master软件可以帮助操作员确定适当的防垢剂和剂量率,以保持规模不变,并减少与废水的预处理和处置有关的成本。




除一系列CaSO 4特定产品外,该公司还提供防垢剂,以防止采矿中常见的二氧化硅,碳酸钙,硫酸钡和金属沉积。它还提供了一系列清洁产品,以解决粘土,铁以及其他金属和有机物(包括生物膜)的结垢问题。

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