[发明专利]一种海水淡化一级反渗透水的缓蚀方法

说明书

技术领域：

本发明属于海水综合利用技术领域，涉及一种海水淡化一级反渗透水的缓蚀方法，特别是一种将海水淡化后的产品水水质进行调节的工艺方法。

背景技术：

目前，核电站等场合往往采用反渗透技术进行海水淡化，一级反渗透产品水部分可作为消防泵轴承冷却水、消防水和绿地用水得到广泛的应用。由于在海水淡化过程中，海水中的悬浮物和大部分溶解盐被除去，产品水的总溶解固体(TDS)值低于350mg/L，其中主要是氯化钠等一价盐类，钙、镁盐含量(硬度)很低。同时，由于海水淡化过程中的一级反渗透产品水中含有游离二氧化碳，pH值降低到6以下，且水中含有较高浓度的溶解氧及少量次氯酸钠。因此，一级反渗透水作为消防水对消防系统设备的金属材料、特别是碳钢管道内壁具有较强的腐蚀性，当水处于流动状态时，其腐蚀性可能更强。这样，消防系统在长期使用一级反渗透水的过程中可能发生严重腐蚀，难以满足可靠运行60年的设计要求，从而危及核岛设施的安全。为了保证消防系统的长期可靠运行，有必要对消防水用的一级反渗透产品水进行水质调节缓蚀处理。但目前国内尚无关于海水淡化厂一级反渗透水利用系统的调质缓蚀技术应用；国外现有技术一般采用先通饱和二氧化碳，再流经石灰石滤器做填料的填料塔，然后再用碳酸氢钠溶液调质。但是，目前报道应用的调质技术主要有三方面的缺点：(1)设施的造价高，填料塔的建造需要很高的费用；(2)用碳酸氢钠调质，添加的药剂量大，运行费用高；(3)调质的同时，水中又引入了钠离子，增加了水的盐度，缓蚀效果不够理想，碳钢在静态下的缓蚀效率为60％。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，寻求设计一种能降低水的调质设施造价和运行费用，提高缓蚀效果并根据腐蚀和水质调节原理，对海水淡化一级反渗透水的水质进行调质的缓蚀方法。该方法通过调节水中的钙、镁离子平衡和水的pH值，达到稳定水质和降低腐蚀的作用，使碳钢在静止和流动的一级反渗透产品水中的腐蚀明显减轻，从而延长消防系统的使用寿命，提高其运行可靠性。

为了实现上述目的，本发明的总体技术方案构思是：先向海水淡化一级反渗透水中通以饱和二氧化碳，以降低水的活性；再向水中分别投加氢氧化镁、氢氧化钙饱和溶液，以调节水中的钙、镁离子平衡和水的pH值，以便稳定水质和降低水的腐蚀性；其具体工艺过程包括：

第一步：常温下，将一级反渗透产品水装于相对密闭的容器中，利用装有二氧化碳的气瓶向水中通以二氧化碳气体，为提高二氧化碳的溶解速度，通气管的水中部分可用暴气管；通二氧化碳的同时，用pH计连续监测水的pH值至4.0～4.5之间时停止通气；

第二步：向通过二氧化碳的水中缓慢投加事先配制好的氢氧化镁饱和溶液并不停地搅拌；同时，用pH计监测水的pH值至提高到7.0～7.5时，停止投加氢氧化镁饱和溶液；

第三步：向投加过氢氧化镁饱和溶液的水中缓慢投加氢氧化钙饱和溶液并不停地搅拌；同时，用pH计监测水的pH值至提高到8.5～9.0时，停止投加，调质完成，放取密闭容器水即可使用。

本发明涉及的氢氧化镁饱和溶液制备时用蒸馏水和分析纯氢氧化镁配制，充分搅拌溶解后，应含有少量未溶解的氢氧化镁固体粉末；氢氧化钙饱和溶液制备时用蒸馏水和分析纯氢氧化钙配制，充分搅拌溶解后，应含有少量未溶解的氢氧化钙固体粉末。

本发明方法用静态挂片腐蚀失重实验和旋转挂片腐蚀失重实验，分别测量了碳钢在调质前后的一级反渗透产品水中的腐蚀速率和缓蚀率，结果见表1。

表1碳钢在调质前后的一级反渗透产品水中的腐蚀速率和缓蚀率

其结果显示，在静态水中，利用本发明调质后，可使碳钢的腐蚀速率由调质前的0.0458mm/y降至0.0148mm/y以下，缓蚀效率大于67.7％；在流速为2m/s的动态水中，利用本发明调质后，可使碳钢的腐蚀速率由调质前的0.257mm/y降至0.100mm/y以下，缓蚀效率大于61.1％，缓蚀效果显著。所以，本发明具有工艺方法简单，生产成本低，水质调节品质好，缓蚀效果显著等优点。

具体实施方式：

下面结合实施例做进一步描述。