诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置及方法

摘要

本公开涉及水处理技术领域，尤其涉及一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置及方法；诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置包括诱导结晶反应器、酸液布液器、原水布液器、第一硅酸盐检测计、第二硅酸盐检测计和pH检测计，诱导结晶反应器的内腔在竖直方向上由下至上分为结晶反应区和过渡区；原水布液器位于结晶反应区内底部，酸液布液器位于原水布液器上方；进液管连通原水布液器，第一硅酸盐检测计和pH检测计均设置于进液管上，诱导结晶反应器的顶部设置有出液管，第二硅酸盐检测计设置于出液管上。本发明在不引入金属离子杂质且药耗大幅度降低的前提下，保证反渗透浓水中的硅酸盐以较高的去除率得到脱除，节省占地面积，出水浊度较低。

权利要求

1.一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置，其特征在于，包括诱导结晶反应器（1）、酸液布液器（2）、原水布液器、第一硅酸盐检测计（4）、第二硅酸盐检测计（5）、pH检测计（6）、烘干机（8）、振动筛（9）和储料罐（10），所述诱导结晶反应器（1）具有内腔（11），在竖直方向上，所述内腔（11）由下至上分为结晶反应区（111）和过渡区（112），所述结晶反应区（111）内填充预设粒径的二氧化硅颗粒；在竖直方向上，所述原水布液器（3）位于所述结晶反应区（111）内底部，所述酸液布液器位于所述结晶反应区（111）内且位于所述原水布液器（3）上方，所述原水布液器（3）与所述酸液布液器（2）均为圆盘状结构，且所述原水布液器（3）与所述酸液布液器（2）上的布液孔的数量相同；所述诱导结晶反应器（1）上设置有均连通所述内腔（11）且位于所述结晶反应区（111）底部的进液管（12）和排泥管（13），所述进液管（12）连通所述原水布液器（3），所述第一硅酸盐检测计（4）和所述pH检测计（6）均设置于所述进液管（12）上，所述诱导结晶反应器（1）的顶部设置有出液管（14），所述第二硅酸盐检测计（5）设置于所述出液管（14）上，所述排泥管（13）连接所述烘干机（8），所述烘干机（8）以预设温度煅烧所述排泥管（13）排出的沉淀物，预设温度大于或等于150℃，所述振动筛（9）分离不同粒径的二氧化硅颗粒，所述储料罐（10）内盛放预设粒径的二氧化硅颗粒。

2.根据权利要求1所述的诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置，其特征在于，所述酸液布液器（2）设置有一个；或者所述酸液布液器（2）设置有多个，在竖直方向上，多个所述酸液布液器（2）于所述结晶反应区（111）内间隔设置，多个所述酸液布液器（2）均位于所述原水布液器（3）上方。

3.根据权利要求1所述的诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置，其特征在于，所述二氧化硅颗粒的预设粒径为0.3mm，当所述结晶反应区（111）内充满原水时，所述结晶反应区（111）内的原水总质量与二氧化硅颗粒总质量的比值M小于或等于20；

所述诱导结晶反应器（1）于所述结晶反应区（111）为圆筒状结构，所述圆筒状结构的占地面积为：；

2

其中，A为圆筒状结构的占地面积，m；Q为原水由所述进液管（12）流入至所述结晶反应3

区（111）内的第一预设流量，m/h；A大于 且小于 ；

在竖直方向上，所述结晶反应区（111）的高度为：

；

其中，H为结晶反应区（111）的高度，m；ms为所述结晶反应区（111）内的二氧化硅颗粒总质量，kg。

4.根据权利要求1所述的诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置，其特征在于，所述诱导结晶反应器（1）的所述过渡区（112）为倒圆台状结构，在竖直方向上，所述倒圆台状结构的内径由下至上逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置，其特征在于，所述诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置还包括储酸罐（7），所述储酸罐（7）通过加酸管（71）连接所述酸液布液器（2），所述加酸管（71）上设置有加酸泵（72）和加酸阀（73）。

6.一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的方法，其特征在于，适用于如权利要求1‑5任一项所述的诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置，所述诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置还包括自动化控制系统，所述第一硅酸盐检测计、所述第二硅酸盐检测计、所述pH检测计和各泵阀均连接所述自动化控制系统，所述诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的方法包括：原水通过原水布液器以第一预设流量输入结晶反应区，同时预设摩尔浓度的稀硫酸通过酸液布液器以第二预设流量输入结晶反应区，使得结晶反应区内的固液混合物形成流化床状态；

第二预设流量为：

其中，q1为第二预设流量，ml/min；为原水的pH值；b为稀硫酸的预设摩尔浓度，mol/L；

3

Q为原水由所述进液管（12）流入至所述结晶反应区（111）内的第一预设流量，m/h；

pH检测计以n次/min的预设频率检测进水pH值，第一硅酸盐检测计以n次/min的预设频率检测进水硅酸盐浓度C0，第二硅酸盐检测计以n次/min的预设频率检测出水硅酸盐浓度C1，n为正整数；自动化控制系统计算硅酸盐去除率R，R=（C0‑C1）/C0；当R值曲线的斜率持续为负值且持续时长超过第一预设时长时，停止向结晶反应区内输入原水及酸液，并通过排泥管排出沉淀物。

7.根据权利要求6所述的诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的方法，其特征在于，所述酸液布液器设置有N个， N为大于或等于2的整数，N个酸液布液器于竖直方向上间隔设置于结晶反应区内，位于最下层的酸液布水器与原水布液器同时开启；当位于最下层的酸液布液器开启后，由下至上，每间隔1min开启一个酸液布液器；

其中，每个酸液布液器以第三预设流量向结晶反应区内输入预设摩尔浓度的稀硫酸，第三预设流量为：其中，q2为第三预设流量，ml/min。

8.根据权利要求7所述的诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的方法，其特征在于，所述N为INT(HRT)+1；

其中，HRT为结晶反应区内的水力停留时间，min；所述HRT为

。

说明书

诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置及方法

技术领域

[0001] 本公开涉及水处理技术领域，尤其涉及一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置及方法。

背景技术

[0002] 在反渗透原水和反渗透浓水中，硅元素通常以游离态硅酸盐或化合态二氧化硅的形式存在，其存在形式主要受到水体pH值的影响。进行反渗透过滤时，若不加阻垢剂，SiO2的浓度当量需要控制在100mg/L以下，若投加阻垢剂，SiO2的浓度当量需要控制在320mg/L以下，当SiO2的浓度当量超过上述浓度限值时，易造成SiO2固体析出，堵塞反渗透膜。

[0003] 在通过反渗透工艺实现废水零排放和资源化的过程中，通常需要对原水的盐分进行高倍率浓缩，进而导致浓水中的SiO2的浓度当量显著升高，在后续的二级反渗透过程或其它深度处理工艺单元总造成系统污堵。因此，若想顺利实现反渗透浓水的回收或达标排放，必须对硅酸盐进行深度去除。

[0004] 在水处理研究领域，通过现有研究总结得到的去除硅酸盐的方法包括镁剂除硅法、偏铝酸钠除硅法、铁盐除硅法、双膜法除硅等，除双膜法外，其余除硅法的基本原理均为通过投加金属盐类药剂，在水中生成的带正电荷的金属氢氧化物胶体，进而吸附并沉淀带负电荷的硅酸根离子，然而此类方法需额外引入金属离子杂质，且生成的絮体难以迅速、稳定地的沉降。

[0005] 因此，亟需一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置及方法，以解决上述问题。

发明内容

[0006] 为了解决上述技术问题，本公开提供了一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置及方法。

[0007] 第一方面，本公开提供了一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置，包括诱导结晶反应器、酸液布液器、原水布液器、第一硅酸盐检测计、第二硅酸盐检测计和pH检测计，所述诱导结晶反应器具有内腔，在竖直方向上，所述内腔由下至上分为结晶反应区和过渡区，所述结晶反应区内填充预设粒径的二氧化硅颗粒；在竖直方向上，所述原水布液器位于所述结晶反应区内底部，所述酸液布液器位于所述结晶反应区内且位于所述原水布液器上方；所述诱导结晶反应器上设置有均连通所述内腔且位于所述结晶反应区底部的进液管和排泥管，所述进液管连通所述原水布液器，所述第一硅酸盐检测计和所述pH检测计均设置于所述进液管上，所述诱导结晶反应器的顶部设置有出液管，所述第二硅酸盐检测计设置于所述出液管上。

[0008] 可选地，所述酸液布液器设置有一个；或者所述酸液布液器设置有多个，在竖直方向上，多个所述酸液布液器于所述结晶反应区内间隔设置，多个所述酸液布液器均位于所述原水布液器上方。

[0009] 可选地，所述诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置还包括烘干机、振动筛和储料罐，所述排泥管连接所述烘干机，所述烘干机以预设温度煅烧所述排泥管排出的沉淀物，预设温度大于或等于150℃，所述振动筛分离不同粒径的二氧化硅颗粒，所述储料罐内盛放预设粒径的二氧化硅颗粒。

[0010] 可选地，所述二氧化硅颗粒的预设粒径为0.3mm，当所述结晶反应区内充满原水时，所述结晶反应区内的原水总质量与二氧化硅颗粒总质量的比值M小于或等于20；

[0011] 所述诱导结晶反应器于所述结晶反应区为圆筒状结构，所述圆筒状结构的占地面积为：

[0012] ；

[0013] 其中，A为圆筒状结构的占地面积，m2；Q为原水由所述进液管流入至所述结晶反应3
区内的第一预设流量，m/h；A大于 且小于 ；

[0014] 在竖直方向上，所述结晶反应区的高度为：H（m）大于或等于

[0015] ；

[0016] 其中，H为结晶反应区（111）的高度，m ；ms为所述结晶反应区内的二氧化硅颗粒总质量，kg。

[0017] 可选地，所述原水布液器与所述酸液布液器均为圆盘状结构，且所述原水布液器与所述酸液布液器上的布液孔的数量相同；所述诱导结晶反应器的所述过渡区为倒圆台状结构，在竖直方向上，所述倒圆台状结构的内径由下至上逐渐增大。

[0018] 可选地，所述诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置还包括储酸罐，所述储酸罐通过加酸管连接所述酸液布液器，所述加酸管上设置有加酸泵和加酸阀。

[0019] 第二方面，本公开提供了一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的方法，适用于上述第一方面提供的诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置，所述诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置还包括自动化控制系统，所述第一硅酸盐检测计、所述第二硅酸盐检测计、所述pH检测计和各泵阀均连接所述自动化控制系统，所述诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的方法包括：

[0020] 原水通过原水布液器以第一预设流量输入结晶反应区，同时预设摩尔浓度的稀硫酸通过酸液布液器以第二预设流量输入结晶反应区，使得结晶反应区内的固液混合物形成流化床状态；

[0021] 第二预设流量为：

[0022]

[0023] 其中，q1为第二预设流量，ml/min；为原水的pH值；b为稀硫酸的预设摩尔浓度，3
mol/L；Q为原水由所述进液管（12）流入至所述结晶反应区（111）内的第一预设流量，m/h；

[0024] pH检测计以n次/min的预设频率检测进水pH值，第一硅酸盐检测计以n次/min的预设频率检测进水硅酸盐浓度C0，第二硅酸盐检测计以n次/min的预设频率检测出水硅酸盐浓度C1，n为正整数；自动化控制系统计算硅酸盐去除率R，R=（C0‑C1）/C0；当R值曲线的斜率持续为负值且持续时长超过第一预设时长时，停止向结晶反应区内输入原水及酸液，并通过排泥管排出沉淀物。

[0025] 可选地，所述酸液布液器设置有N个， N为大于或等于2的整数，N个酸液布液器于竖直方向上间隔设置于结晶反应区内，位于最下层的酸液布水器与原水布液器同时开启；当位于最下层的酸液布液器开启后，由下至上，每间隔1min开启一个酸液布液器；

[0026] 其中，每个酸液布液器以第三预设流量向结晶反应区内输入预设摩尔浓度的稀硫酸，第三预设流量为：

[0027]

[0028] 其中，q2为第三预设流量，ml/min。

[0029] 可选地，所述N为

[0030] INT(HRT)+1

[0031] 其中，HRT为结晶反应区内的水力停留时间，min；所述HRT为

[0032] 。

[0033] 本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

[0034] 1、本发明使用稀硫酸等低成本强酸药剂取代传统除硅酸盐方法中使用的含金属药剂，且精确控制药剂的投加量，在显著降低药耗的同时，避免引入金属离子杂质。

[0035] 2、本发明在去除的硅酸盐的过程中所析出的硅酸晶体被吸附于二氧化硅晶种颗粒表面，产物含水率极低、极易沉降，且经高温煅烧后可循环利用。

[0036] 3、本发明可根据实际工程需要灵活调整占地面积和体积，并在不额外设置沉淀池、过滤器、分离器等设施的前提下，使固相和液相在装置内部即得到充分分离、获得低浊度出水。

附图说明

[0037] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

[0038] 为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0039] 图1为本公开实施例所述的诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置的结构示意图；

[0040] 图2为本公开实施例所述的酸液布液器和原水布液器的俯视示意图。

[0041] 其中，1、诱导结晶反应器；11、内腔；111、结晶反应区；112、过渡区；12、进液管；121、进液泵；122、进液阀；13、排泥管；131、排泥泵；132、排泥阀；14、出液管；15、溢流堰；

[0042] 2、酸液布液器；21、酸液布液孔；

[0043] 3、原水布液器；31、原水布液孔；

[0044] 4、第一硅酸盐检测计；

[0045] 5、第二硅酸盐检测计；

[0046] 6、pH检测计；

[0047] 7、储酸罐；71、加酸管；72、加酸泵；73、加酸阀；

[0048] 8、烘干机；

[0049] 9、振动筛；

[0050] 10、储料罐。

具体实施方式

[0051] 为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0052] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0053] 如图1和图2所示，本公开实施例提供一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置。该诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置包括诱导结晶反应器1、酸液布液器 2 、原水布液器、第一硅酸盐检测计 4 、第二硅酸盐检测计 5 和pH检测计 6 ，所述诱导结晶反应器 1 具有内腔 11 ，在竖直方向上，所述内腔 11 由下至上分为结晶反应区 111 和过渡区 112 ，所述结晶反应区 111 内填充预设粒径的二氧化硅颗粒；在竖直方向上，所述原水布液器 3 位于所述结晶反应区 111 内底部，所述酸液布液器位于所述结晶反应区 111 内且位于所述原水布液器 3 上方；所述诱导结晶反应器 1 上设置有均连通所述内腔 11 且位于所述结晶反应区 111 底部的进液管 12 和排泥管 13 ，所述进液管 12 连通所述原水布液器 3 ，所述第一硅酸盐检测计 4 和所述pH检测计 6 均设置于所述进液管 12 上，所述诱导结晶反应器 1 的顶部设置有出液管 14 ，所述第二硅酸盐检测计 5 设置于所述出液管 14 上。

[0054] 可以理解的是，受到浓缩后的碳酸盐、硅酸盐等杂质的影响，反渗透浓水通常呈碱性，因此需向原水中引入氢离子，推动硅酸盐的水解反应正向进行，相关化学反应方程式如下：

[0055] SiO32‑+ 2H2O →H2SiO3(xSiO2·yH2O)↓+2OH‑；

[0056] 并且通过在结晶反应区111内填充预设粒径的二氧化硅颗粒作为诱晶载体，原水由结晶反应区111下方进入并向上流动，使得二氧化硅颗粒呈流化床状态，原水中游离态的硅酸盐以硅酸晶体形式析出并吸附于二氧化硅颗粒表面，相比现有技术，能够在避免引入金属杂质离子的前提下去除硅酸盐，而且二氧化硅颗粒可保证较低的含水率和优良的沉降性能，便于通过排泥管13排出。

[0057] 优选地，预设粒径为0.3mm，此规格的二氧化硅颗粒既可以保证较大的比表面积，也可以避免颗粒因粉末化而上浮。

[0058] 而且，通过设置第一硅酸盐检测计4和第二硅酸盐检测计5，能够分别测量进入和排出诱导结晶反应器1的原水中的硅酸盐浓度，从而计算硅酸盐去除率；比如第一硅酸盐检测计4检测的硅酸盐浓度为C0，第二硅酸盐检测计5检测的硅酸盐浓度为C1，则硅酸盐去除率R=（C0‑C1）/C0；当R值曲线的斜率持续为负值且持续时长超过第一预设时长时，可认为结晶反应区111内的二氧化硅颗粒的吸附性能达到上限，此时通过排泥管13排出沉淀物，并向结晶反应区111内补充新的二氧化硅颗粒。

[0059] 并且，通过设置pH检测计6，能够检测原水的pH值，进而精确计算结晶反应区111内的酸液的投加量，在保证结晶反应充分进行的同时控制药耗。

[0060] 此外，硅酸晶体被吸附于二氧化硅颗粒表面，在经过高温煅烧后分解为二氧化硅，可循环利用、降低成本。

[0061] 在一些实施例中，酸液布液器2设置有一个。具体地，结晶反应区111内的水力停留时间HRT≤1min时，酸液布液器2的数量为1。上述HRT为第一预设流量与结晶反应区111的容积的比值。

[0062] 在另一些实施例中，酸液布液器2设置有多个，在竖直方向上，多个酸液布液器2于结晶反应区111内间隔设置，多个酸液布液器2均位于原水布液器3上方。

[0063] 具体地，当结晶反应区111内的水力停留时间HRT＞1min时，酸液布水器的数量为INT(HRT)+1，其中INT为向下取整函数；相邻两个酸液布液器2在竖直方向之间的水力停留时间为1min。酸液布液器2如此设置，保证原水在向上流动的过程中持续性的与新加入的酸液混合，使得硅酸晶体析出的反应能够在结晶反应区111内持续、充分进行，提高硅酸盐的去除率。

[0064] 示例性地，参照图1，上述酸液布设器设有两个。或者，酸液布设器还可以设置一个、三个或三个以上。

[0065] 在一些实施例中，诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置还包括烘干机8、振动筛9和储料罐10，排泥管13连接于烘干机8，烘干机8用于烘干排泥管13排出的沉淀物，储料罐10内盛放有预设粒径的二氧化硅颗粒。

[0066] 通过设置烘干机8和振动筛9，烘干机8对排泥管13排出的沉淀物以大于或等于150℃的高温进行煅烧，使硅酸分解得到二氧化硅，化学反应方程式为：

[0067] H2SiO3→ SiO2+ H2O；

[0068] 随后通过振动筛9筛选预设粒径的二氧化硅颗粒，使得二氧化硅颗粒得以回收并存储在储料罐10内，能够降低成本。而且由于结晶反应区111内的二氧化硅颗粒在工作一段时间后吸附能力降低，可通过储料罐10向结晶反应区111内添加新的二氧化硅颗粒。

[0069] 进一步地，排泥管13上设置有排泥泵131和排泥阀132。通过开启排泥阀132和排泥泵131，将结晶反应区111内的沉淀物输入烘干机8内进行高温煅烧。

[0070] 在一些实施例中，参照图1，诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置还包括储酸罐7，储酸罐7通过加酸管71连接酸液布液器2，加酸管71上设置加酸泵72和加酸阀73。

[0071] 示例性地，参照图1，酸液布液器2设置有两个，对应的，加酸管71设置有两个，每个加酸管71连通一个酸液布液器2，每个加酸管71上均设置加酸泵72和加酸阀73。

[0072] 在一些实施例中，参照图1，上述进液管12上设置有进液泵121和进液阀122。通过进液泵121和进液阀122控制输入结晶反应区111内的原水的流量。

[0073] 在一些实施例中，二氧化硅颗粒的预设粒径为0.3mm，当结晶反应区111内充满原水时，结晶反应区111内的原水总质量与二氧化硅颗粒总质量的比值M小于或等于20；

[0074] 进一步地，结晶反应区111为圆筒状结构，所述圆筒状结构的占地面积为：

[0075] ；

[0076] 其中，A为圆筒状结构的占地面积，m2；Q为原水由所述进液管（12）流入至所述结晶3
反应区（111）内的第一预设流量，m/h；A大于 且小于 ；

[0077] 进一步地，在竖直方向上，结晶反应区111的高度为：

[0078] ；

[0079] 其中，H为结晶反应区（111）的高度，m；ms为结晶反应区111内的二氧化硅颗粒总质量，kg。

[0080] 如此设置，能够保证原水与二氧化硅颗粒形成的流化床的上表面与结晶反应区111和过渡区112的交界面齐平，且原水在结晶反应区111内的表观流速不会达到起始输送速度；既能够保证二氧化硅颗粒与原水充分接触，也能够避免二氧化硅颗粒逸散流失。

[0081] 具体地，上述公式经过理论推导和实验验证，已证明其可行性，参考公式包括：

[0082]

[0083]

[0084]

[0085]

[0086]

[0087]

[0088] （当Re＜0.2时，n=4.65+20dp/D≈4.65)

[0089] Ga = ( ) g /

[0090] 其中，umf为流化床的起始流化速度，umt为流化床的起始输送速度，E为流化床的膨胀率，u为流体的表观速度，u0为石英砂颗粒的沉降速度，n为修正参数，Re为流体雷诺系数；‑3 3 3
Ga为伽利略数；dp为粒丸的平均直径0.3*10 m，D为容器直径，ρp为粒丸密度2.65*10kg/m ，
3 3 2 ‑3
ρl为流体密度1.0*10kg/m，g为重力加速度9.8m/s，为流体粘度1.005*10 Pa·s(20℃)，ε0为石英砂颗粒床层处于固定态时的初始孔隙率0.42，ε1为石英砂颗粒床层处于流化态时的孔隙率。

[0091] 在一些实施例中，参照图1，诱导结晶反应器1于过渡区112为锥形筒状结构，在竖直方向上，锥形筒状结构的内径由下至上逐渐增大。如此设置，能够使得原水在进入到过渡区112后向上流动的速度减缓，有利于进入到过渡区112内的二氧化硅颗粒回落至结晶反应区111内。

[0092] 进一步地，诱导结晶反应器1在其顶部设置有溢流堰15。能够使得诱导结晶反应器1内的原水均匀溢出，避免原水冲出而影响过渡区112和结晶反应区111内液体的流动。

[0093] 在一些实施例中，参照图2，原水布液器3和酸液布液器2均为圆盘状结构，且原水布液器3于酸液布液器2上的布液孔的数量相同，使酸液与原水充分混合，促进原水中游离态的硅酸盐快速结晶析出。

[0094] 该诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置还包括自动化控制系统，第一硅酸盐检测计4、第二硅酸盐检测计5及pH检测计6均连接自动化控制系统；此外，上述排泥阀132、排泥泵131、加酸阀73、加酸泵72、进液阀122和进液泵121均连接自动化控制系统。自动化控制系统优选为PLC自动化控制系统，能够使该诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置实现全自动、数字化运行。

[0095] 综上，该诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置，能够根据实际需要灵活调整占地面积和体积，无需额外设置沉淀池、过滤器、分离器等设施，使得结晶反应区111内的固相和液相得到充分分离，有效去除了原水中的硅酸盐。

[0096] 本公开实施例还提供一种诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的方法，适用于上述诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的装置， 该诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的方法包括：

[0097] S1、原水通过原水布液器3以第一预设流量输入结晶反应区111，同时预设摩尔浓度的稀硫酸通过酸液布液器2以第二预设流量输入结晶反应区111，使得结晶反应区内的固液混合物形成流化床状态；

[0098] 第二预设流量为：

[0099]

[0100] 其中，q1为第二预设流量，ml/min；为原水的pH值，b为稀硫酸的预设摩尔浓度，mol/L；

[0101] S2、pH检测计6以n次/min的预设频率检测进水pH值，第一硅酸盐检测计4以n次/min的预设频率检测进水硅酸盐浓度C0，第二硅酸盐检测计5以n次/min的预设频率检测出水硅酸盐浓度C1，n为正整数；自动化控制系统计算硅酸盐去除率R，R=（C0‑C）1 /C0；当R值曲线的斜率持续为负值且持续时长超过第一预设时长时，停止向结晶反应区内输入原水及酸液，并通过排泥管排出沉淀物。

[0102] 具体地，自动化控制系统控制进液泵121和加药泵关闭，控制进液阀122和加酸阀73关闭，停止向结晶反应区111内输入原水和酸液。随后自动化控制系统控制排泥阀132开启，控制排泥泵131开启，通过排泥管13将结晶反应区111内的沉淀物排出。

[0103] 优选地，上述酸液为稀硫酸，因其在相同的加药量下能够提供更多氢离子推动硅酸盐的水解反应以及硅酸的结晶；此外，n优选为1，也就是PH检测计6、第一硅酸盐检测计4和第二硅酸盐检测计5每间隔1 min读数一次。

[0104] 在一些实施例中，硅酸盐去除系统包括N个酸液布液器2，N为大于或等于2的整数，N个酸液布液器2于竖直方向间隔设置于结晶反应区111内，位于最下层的酸液布液器2与原水布液器3同时开启；

[0105] 因此，在S1中，当位于最下层的酸液布液器2开启后，由下至上，每间隔1min开启一个酸液布液器2；每个酸液布液器2以第三预设流量向结晶反应区111内输入预设摩尔浓度的稀硫酸，第三预设流量为：

[0106]

[0107] 其中，q2为第三预设流量，ml/min。

[0108] 可以理解的是，当原水由下至上向结晶反应区111顶部流动，在向上流动的过程中，每间隔1min的水力停留时间设置一个酸液布液器2，也就是分批次加入酸液，能够使得原水在向上流动的过程中持续地与新加入的酸液混合，推动硅酸盐的水解反应正向进行，并抑制该反应的反应平衡向反方向移动，有利于提高硅酸盐的去除率。

[0109] 在一些实施例中，在结晶反应区111的沉淀物经排泥管13排出后，向结晶反应区111内重新加入预设质量的二氧化硅颗粒，并再次开启向结晶反应区111内输入原水及酸液，也就是重复进行上述S1和S2。

[0110] 该诱导结晶去除反渗透浓水中硅酸盐的方法，通过向原水中引入氢离子，促进原水中的游离态硅酸盐发生水解反应、以硅酸晶体的形式析出，并被作为诱晶载体的二氧化硅颗粒吸附，相比现有技术，能够避免引入金属杂质粒子，而且二氧化硅颗粒保证了优良的沉降性能，且保证沉淀物具有较低的含水率，便于通过排泥管13将沉淀物排出。而且沉淀物在经过高温煅烧及振动筛9筛分后能够实现二氧化硅颗粒的回收，降低成本。

[0111] 需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0112] 以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。