Silica in water bestaat voornamelijk in de vorm van anorganische siliciumzuurverbindingen en de industrie meet het uniform als siliciumdioxide (SiO₂). Volgens GB/T 12149-2017, Bepaling van Silicium in Industriële Circulerende Koelwater en Ketelwater, bestaat silica in water in vier vormen:
1. Opgelost Silicium (Reactief Silicium) Hoofdzakelijk samengesteld uit monomere orthosiliciumzuur (H₄SiO₄) en metasiliciumzuur (H₂SiO₃); detecteerbaar via de molybdaatkleurmetingsmethode. Deeltjesgrootte 10,5, dissocieert een klein deel in silicaat-ionen.
2. Colloïdaal Silicium (Niet-reactief Silicium) Gevormd wanneer siliciumzuurmoleculen polymeriseren tot polysiliciumzuurcolloïden, met een deeltjesgrootte van 1 nm tot 1 μm. Conventionele coagulatie verwijdert slechts ongeveer 60%, en het kan gemakkelijk door ultrafiltratie- en omgekeerde-osmosemembranen gaan.
3. Geadsorbeerd Silicium Silica geadsorbeerd op het oppervlak van sediment, ijzerhydroxide of calciumcarbonaatvlokken; het grootste deel ervan kan worden verwijderd door conventionele sedimentatie en filtratie.
4. Particulair Silicium Vaste deeltjes zoals zand, grind en siliciummineralen, die volledig kunnen worden onderschept door zeefroosters en kwartszandfiltratie.
Voor zero-liquid-discharge (ZLD) en MVR-verdampingssystemen zijn opgelost silicium en colloïdaal silicium het gevaarlijkst. Omdat ze door het membraansysteem gaan, worden ze continu geconcentreerd en vermenigvuldigen hun concentraties zich, waardoor ze de kernoorzaak van silica-aanslagvorming worden.
Kernredenen waarom waterbehandeling silica moet verwijderen, en de gevaren van silica:
1. Schade aan Omgekeerde Osmose / Nanofiltratie Membraansystemen Colloïdaal silicium vormt een dichte gel-laag op het membraanoppervlak, terwijl opgelost silicium neerslaat als silica-aanslag na continue concentratie. Volgens HJ 579-2010, Technische Specificatie voor Membraanscheiding Afvalwaterbehandeling, moet de SDI van het RO-inlaatwater ≤ 5 zijn. Overmatig silicium houdt de SDI direct verhoogd, wat zich manifesteert als een maandelijkse stijging van de transmembraandruk, een productievermindering van meer dan 30% en voortijdige uitval van membraanelementen binnen 1-2 jaar. Silica-aanslag kan niet worden opgelost door conventionele zuur- of alkalireiniging; alleen fluorwaterstofzuur kan het verwijderen, wat het chemisch verbruik en de veiligheidsrisico's ter plaatse aanzienlijk verhoogt.
2. Fatale Impact op MVR Verdampings-Kristallisatie Systemen Industriestandaarden specificeren duidelijk dat het siliciumdioxide in het voedingswater van MVR-verdampers niet meer dan 50 mg/L mag bedragen, terwijl zoutbronterugwinningsprojecten het binnen 10 mg/L moeten houden. Onder hoge-temperatuurconcentratie polymeriseert siliciumzuur tot dichte, harde magnesiumsilicaat- en calciumsilicaat-aanslag die stevig aan de warmtewisselaarbuiswanden hecht. Met een thermische geleidbaarheid van slechts 1/100 van die van roestvrij staal, verhoogt silica-aanslag direct het verdampingsenergieverbruik met 40%. Omdat het extreem hard is, is het moeilijk te verwijderen door gewoon zuurwassen en vereist het stilstand voor hogedrukwaterreiniging; elke dergelijke onderhoudsstop kan 3-7 dagen duren. Zodra leidingen geblokkeerd zijn door silica-aanslag, daalt de behandelcapaciteit van het systeem scherp, en er is ook een milieurisico op niet-conforme lozing van afvalwater.
3. Secundaire Cascaderende Economische Verliezen Silica dat in het gekristalliseerde zoutproduct terechtkomt, maakt het zout zwart en voldoet niet aan de kwaliteitsnormen, waardoor het onverkoopbaar is als industrieel zout en moet worden afgevoerd als gevaarlijk afval — tegen tot 10 keer de kosten. Ondertussen genereren frequente start-stopcycli en herhaalde chemische reinigingen grote hoeveelheden gevaarlijk slib, en gecombineerd met chemische verbruiksgoederen, arbeidsuren en productiestilstand, vermenigvuldigen de totale operationele en onderhoudskosten zich.
Silica-aanslag heeft drie belangrijke kenmerken — moeilijk te reinigen, onomkeerbare schade en zware apparatuurslijtage — en is een belangrijke verborgen bedreiging voor de stabiele werking van membraanconcentratie- en verdampings-kristallisatiesystemen.
Alle industriële ontwerpcodes maken duidelijk dat ontzilting niet kan worden verholpen of gerepareerd door downstream-apparatuur; het moet een kernonderdeel van de voorbehandeling zijn, met strikte controle over belangrijke procesparameters zoals pH, chemische dosering en reactie-retentietijd. Op basis van de werkelijke waterkwaliteit van het project en de doelstellingen van grondstofterugwinning, moeten de geschikte processen — zoals magnesiumzoutprecipitatie, buisvormig membraan en hars-polijsten voor silica-verwijdering — worden geselecteerd om het siliciumdioxide in het voedingswater binnen de standaardlimieten te houden. Alleen op deze manier kunnen de uitgebreide kosten die voortvloeien uit apparatuurstoringen, stilstandonderhoud en afvoer van gevaarlijk afval effectief worden verminderd, waardoor een langdurige stabiele en conforme werking van het gehele waterbehandelingssysteem wordt gewaarborgd.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
