電化學-微濾耦合工藝對循環水鈣硬度的結晶分離

蘇晴，顏薇，唐沂珍，劉迪，江波

（1 青島理工大學環境與市政工程學院，山東青島266033；2 黃島海關綜合業務二處征管科，山東青島266000）

工業循環冷卻水系統中循環水濃縮倍數的增加，使系統中成垢離子（Ca、Mg、HCO、CO等） 濃度也隨之增加，會導致水垢（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，威脅機組的安全運行。由此可知，有效控制循環水系統中水中硬度離子含量是保障系統安全穩定運行的關鍵措施。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垢。但是，化學藥劑法暴露出濃縮倍數較低（2～4 倍）、二次污染、藥劑選擇及使用具有局限性等問題。

電化學沉淀法具有環境相容性好、操作方便、不需要外加化學試劑等優點，在循環冷卻水軟化方面受到了廣泛關注。電化學技術的除垢原理是通過電解水釋放OH，在陰極周圍產生高堿性環境去除硬度離子。在傳統電化學沉淀除垢技術中，陰極既是產堿區域，又是水垢沉積區域，在工業應用上有一定的局限性，例如傳質效率低、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，陰極室出水為強堿性水體，水中的硬度離子可在外置的結晶室內結晶去除，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、外置結晶器體積龐大等因素限制，難以實現工業化應用。

本研究將電……