Points clés de la technologie de désilication : Résoudre 80 % des défauts courants dans le traitement de l'eau à zéro rejet liquide

La silice dans l'eau existe principalement sous forme de composés inorganiques d'acide silicique, et l'industrie la mesure uniformément comme du dioxyde de silicium (SiO₂). Selon GB/T 12149-2017, Détermination du silicium dans l'eau de refroidissement industrielle en recirculation et l'eau de chaudière, la silice dans l'eau existe sous quatre formes :

1. Silice dissoute (Silice réactive) Composée principalement d'acide orthosilicique monomérique (H₄SiO₄) et d'acide métasilicique (H₂SiO₃) ; détectable par la méthode colorimétrique au molybdate. Taille des particules 10,5, une petite fraction se dissocie en ions silicate.

2. Silice colloïdale (Silice non réactive) Formée lorsque les molécules d'acide silicique polymérisent en colloïdes d'acide polysilicique, avec une taille de particule de 1 nm à 1 μm. La coagulation conventionnelle n'élimine qu'environ 60 %, et elle peut facilement passer à travers les membranes d'ultrafiltration et d'osmose inverse.

3. Silice adsorbée Silice adsorbée à la surface de boues, d'hydroxyde de fer ou de flocons de carbonate de calcium ; la majeure partie peut être éliminée par sédimentation et filtration conventionnelles.

4. Silice particulaire Particules solides telles que le sable, le gravier et les minéraux silicatés, qui peuvent être entièrement interceptées par des grilles et une filtration sur sable de quartz.

Pour les systèmes d'évaporation à zéro rejet liquide (ZLD) et MVR, la silice dissoute et la silice colloïdale sont les plus dangereuses. Elles traversent le système membranaire, sont continuellement concentrées et leurs concentrations se multiplient, devenant la cause principale de la formation de tartre de silice.

Raisons principales pour lesquelles le traitement de l'eau doit éliminer la silice, et les dangers de la silice :

1. Dommages aux systèmes de membranes d'osmose inverse / nanofiltration La silice colloïdale forme une couche de gel dense à la surface de la membrane, tandis que la silice dissoute précipite sous forme de tartre de silice après une concentration continue. Selon HJ 579-2010, Spécification technique pour le traitement des eaux usées par séparation membranaire, l'indice SDI de l'eau d'alimentation RO doit être ≤ 5. Un excès de silice maintient directement le SDI élevé, se manifestant par une augmentation mensuelle de la pression transmembranaire, une baisse de la capacité de production de plus de 30 % et une défaillance prématurée des éléments de membrane dans les 1 à 2 ans. Le tartre de silice ne peut pas être dissous par un nettoyage acide ou alcalin conventionnel ; seul l'acide fluorhydrique peut l'éliminer, augmentant considérablement la consommation de produits chimiques et les risques de sécurité sur site.

2. Impact fatal sur les systèmes d'évaporation-cristallisation MVR Les normes industrielles spécifient clairement que le dioxyde de silicium dans l'eau d'alimentation des évaporateurs MVR ne doit pas dépasser 50 mg/L, tandis que les projets de récupération de ressources salines doivent le contrôler à moins de 10 mg/L. Sous concentration à haute température, l'acide silicique polymérise pour former un tartre dense et dur de silicate de magnésium et de silicate de calcium qui adhère fermement aux parois des tubes d'échangeur de chaleur. Avec une conductivité thermique seulement 1/100 de celle de l'acier inoxydable, le tartre de silice augmente directement la consommation d'énergie d'évaporation de 40 %. Étant extrêmement dur, il est difficile à éliminer par un lavage acide ordinaire et nécessite un arrêt pour un rinçage à haute pression ; chaque arrêt de maintenance de ce type peut prendre 3 à 7 jours. Une fois les conduites bloquées par le tartre de silice, la capacité de traitement du système diminue fortement, et il existe également un risque environnemental de rejet d'effluents non conforme.

3. Pertes économiques secondaires en cascade La silice entrant dans le produit de sel cristallisé rend le sel noir et non conforme aux normes de qualité, le rendant invendable comme sel industriel et le forçant à être éliminé comme déchet dangereux — à un coût jusqu'à 10 fois supérieur. Pendant ce temps, les cycles fréquents de démarrage-arrêt et les nettoyages chimiques répétés génèrent de grands volumes de boues dangereuses, et combinés aux consommables chimiques, aux heures de travail et aux temps d'arrêt de production, les coûts globaux d'exploitation et de maintenance sont multipliés.

Le tartre de silice présente trois caractéristiques majeures — difficulté de nettoyage, dommages irréversibles et usure lourde des équipements — et constitue une menace cachée majeure pour le fonctionnement stable des systèmes de concentration membranaire et d'évaporation-cristallisation.

Tous les codes de conception industriels précisent que la désilication ne peut pas être corrigée ou réparée par les équipements en aval ; elle doit faire partie intégrante du prétraitement, avec un contrôle strict des paramètres clés du processus tels que le pH, le dosage chimique et le temps de rétention de réaction. Sur la base de la qualité réelle de l'eau du projet et des objectifs de récupération des ressources, les processus appropriés — tels que la précipitation au sel de magnésium, la membrane tubulaire et le polissage à la résine pour l'élimination de la silice — doivent être sélectionnés pour contrôler le dioxyde de silicium de l'eau d'alimentation dans les limites standard. Ce n'est qu'ainsi que les coûts complets résultant des défaillances d'équipement, de la maintenance des arrêts et de l'élimination des déchets dangereux pourront être efficacement réduits, garantissant un fonctionnement stable et conforme à long terme de l'ensemble du système de traitement de l'eau.