역삼투압 공정에서 발생하는 규소 오염의 원인 및 대책

역삼투압 시스템에서 실리카 오염은 골칫거리입니다. 수처리원인이 복잡하고 복구 비용이 많이 든다.

I. 규소 오염의 원인

1. 용해된 실리카의 과포화 및 침전

원수 내 활성 실리카(H₄SiO₄) 농도는 해당 과정 동안 급격히 증가합니다. 로 멤브레인 농축 과정. 농축 계수가 실리카의 용해도 한계(일반적으로 pH 및 온도에 따라 50~150mg/L)를 초과하면 규산이 중합되어 불용성 비정질 실리카 콜로이드를 형성하고, 이는 멤브레인 표면에 부착됩니다.

2. 콜로이드 실리카의 직접 증착

자연수에 함유된 콜로이드 실리카(입자 크기 0.01~1μm)는 전처리만으로는 완전히 제거되지 않습니다. 콜로이드 실리카는 멤브레인 표면을 통과하면서 농도 분극 현상에 의해 농축되어 침전되고, 조밀한 겔 층을 형성합니다.

3. 금속 규산염에 의한 동시 오염

알루미늄, 철, 칼슘과 같은 금속 이온은 규산염 이온과 결합하여 알루미늄 규산염, 철 규산염과 같은 불용성 염을 형성합니다. 이러한 복합체는 단단하고 제거하기 어려우며, 경도가 높거나 철과 알루미늄을 함유한 수원에서 흔히 발견됩니다.

4. 운영 조건이 오염을 악화시킵니다

고회수율 운전: 최종 멤브레인 요소의 실리콘 농도가 기하급수적으로 증가하여 오염 위험이 커집니다. 저온 운전: 실리콘 용해도는 온도가 낮아짐에 따라 크게 감소합니다(25°C에서 120mg/L → 5°C에서 60mg/L).

II. 예방 및 통제 조치

1. 수원 적응 전처리

콜로이드 제거 효율 향상: 콜로이드 실리카의 경우, 초여과(UF) 또는 고효율 응집(예: 페레이트)을 다중 매체 여과와 결합하여 사용하십시오.

규소 형태 조정: 규소 함량이 높은 지하수의 경우, 석회 연화와 마그네슘 탈규소화를 병행하여 용존 규소 농도를 20mg/L 미만으로 낮추십시오.

이온 교환 금속 제거: 약산성 양이온층이 Ca²⁺/Mg²⁺를 제거하여 규산염 스케일 형성 위험을 줄입니다.

2. 최적화된 역삼투압 시스템 설계

분할 설계: 최종 회수율을 낮추고 멤브레인 표면의 실리콘 농도를 용해도 한계의 90% 미만으로 제어합니다.

방오막 선택: 표면이 매끄럽고 친수성이 높은 방오막(예: 폴리아미드 복합막)을 선택하십시오.

온도 관리: 저온수 공급원에 히터를 설치하여 수온을 15°C 이상으로 유지하십시오.

3. 지능형 작동 매개변수

실리콘 농도를 온라인으로 모니터링하여 회수율을 동적으로 조절합니다. 유입수의 pH를 6~7.5(실리콘 용해도가 높은 범위)로 유지합니다. 가변 주파수 펌프를 사용하여 유량 전환을 원활하게 하고 충격 부하를 줄입니다.

4. 고효율 스케일 억제 용액

실리콘 중합을 효과적으로 지연시키려면 폴리비닐포스폰산(PVPA)을 함유한 것과 같은 특수 스케일 억제제를 사용하십시오. 과다 투입이나 과소 투입을 방지하기 위해 WinFlows와 같은 소프트웨어 시뮬레이션을 사용하여 정확한 투입량을 계산하십시오.