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電化學技術在膜法設備超純水預處理中使用
隨著科學技術的飛速發展,電子、電力、制藥、化工、輕工、航空航天和冶金等行業對純水水質的要求越來越高,直接采用超純水作原料和工藝用水的部門也越來越多。油田伴生氣是石油開采過程中所產生的副產品,由于油田伴生氣成分復雜,在加工回收利用過程中,須用超純水噴射洗滌。本論文研究以地下微污染水為水源,采用預處理+2級反滲透+EDI+拋光混床制備超純水。合理的預處理工藝對制備超純水至關重要。本論文先采用石英砂過濾器+保安濾器作為預處理工藝,由于原水中有機類雜質和S2-含量高,膜污染嚴重,連續運行120h后,反滲透膜通量明顯下降,證明此預處理方法不理想;電化學技術作為預處理工藝,能有效將有機類物質氧化降解,S2-氧化為S單質,從而達到減少后續反滲透膜污染的。電化學方法作為預處理工藝,選擇電極是關鍵。通過比較鈦基釕銥鉭電極和鈦基釕銥電極析氧電位、析氯電位和強化壽命的大小,得出鈦基釕銥鉭材料電極更具抗腐蝕性能、優良催化性能和更佳的電化學性能。電化學氧化過程中產生余氯和溶劑化電子、·OH、O2、HO2·等活性物質,余氯能將S2-氧化為S單質,活性物質能將有機類物質氧化降解。氧化過程中產生的余氯濃度和活性物質與電流密度、極板間距和氧化時間有關。實驗結果證明:在電流密度為0.10A/cm2,極板間距為30mm時,氧化產生余氯濃度效率zui高;氧化時間為6.5min時,產生的余氯濃度滿足氧化水體中4mg/L S2-的需要;氧化時間為7min時,氧化產生自由基濃度效果*,對水體中有機類物質去除率可達66.9%;氧化后的S單質和其它一些雜質會對后續膜造成污染,當1% PAM投加量為6mL/500mL溶液,PAC投加量為0.10g/L時,絮凝效果*,濁度去除率為89.1%。系統運行一個月結果證明:出水中,Ca2+含量小于2μg/L,Na+含量小于5μg/L,SiO2含量小于5μg/L,電阻率穩定在17 MΩ·cm以上,TOC含量基本檢測不出,出水水質穩定可靠,可很好滿足油田伴生氣洗滌水水質要求。本工程總投資約為26.8萬元,運行成本約為3.60元/噸。