電化學(xué)-微濾耦合工藝對循環(huán)水鈣硬度的結(jié)晶分離

蘇晴，顏薇，唐沂珍，劉迪，江波

（1 青島理工大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，山東青島266033；2 黃島海關(guān)綜合業(yè)務(wù)二處征管科，山東青島266000）

工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中循環(huán)水濃縮倍數(shù)的增加，使系統(tǒng)中成垢離子（Ca、Mg、HCO、CO等） 濃度也隨之增加，會(huì)導(dǎo)致水垢（CaCO、MgCO等）在換熱器表面的沉積，降低換熱效能，積存微生物形成黏泥，甚至造成垢下腐蝕，威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。由此可知，有效控制循環(huán)水系統(tǒng)中水中硬度離子含量是保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵措施。添加阻垢劑可以有效減緩晶體生長，抑制硬度離子在換熱器表面結(jié)垢。但是，化學(xué)藥劑法暴露出濃縮倍數(shù)較低（2～4 倍）、二次污染、藥劑選擇及使用具有局限性等問題。

電化學(xué)沉淀法具有環(huán)境相容性好、操作方便、不需要外加化學(xué)試劑等優(yōu)點(diǎn)，在循環(huán)冷卻水軟化方面受到了廣泛關(guān)注。電化學(xué)技術(shù)的除垢原理是通過電解水釋放OH，在陰極周圍產(chǎn)生高堿性環(huán)境去除硬度離子。在傳統(tǒng)電化學(xué)沉淀除垢技術(shù)中，陰極既是產(chǎn)堿區(qū)域，又是水垢沉積區(qū)域，在工業(yè)應(yīng)用上有一定的局限性，例如傳質(zhì)效率低、陰極表面沉積垢需要定期清除等。針對此，Zaslavschi等提出隔膜電解除垢體系，利用陽離子交換膜隔離陰陽極腔室，陰極室出水為強(qiáng)堿性水體，水中的硬度離子可在外置的結(jié)晶室內(nèi)結(jié)晶去除，減少陰極所需面積，提高了鈣硬度的去除率。但是，該體系受離子交換膜易被污染、外置結(jié)晶器體積龐大等因素限制，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

本研究將電……