淺談反滲透進水的要求

　　北京中天恒遠的小編龍二給您詳細的介紹——反滲透進水的要求，幫助廣大用戶朋友更好的了解。

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　　由于細菌會以醋酸纖維為食物，因此醋酸膜易受細菌侵襲，對原水必須徹底殺菌，對于復合膜，雖然其不受細菌侵襲，但細菌黏膜會造成膜的污堵，一般可采取加氯殺菌，加氯量要根據需氯實驗加以確定。

　　醋酸纖維膜素要求給水中含有殘余氯，以防細菌滋生，而氯含量過高又會破壞膜，比較大允許連續余氯的含量為1mg/L。

　　復合膜抗氯性差，一般不允許含有余氯，采取加氯殺菌后，需加偏亞硫酸鈉，它可水解為亞硫酸氫鈉或經活性碳過濾消除余氯。

　　使用偏亞硫酸鈉偏亞硫酸氫鈉除余氯的反應如下

　　Na2S2O5+H2O→2NaHSO3

　　NaHSO3+HClO→HCl+NaHSO4

　　理論上，1.34kg的 Na2S2O5可以去除1kg余氯，然而一般在溶解氧的情況下，對苦咸水去除1kg余氯需投加3 kg Na2S2O5。

　　Na2S2O5在涼爽干燥的儲存條件下，貨架上的有效期為4～6個月，溶液的有效期則隨濃度而改變，見下表。

　　溶液濃度/%(質量) 比較長有效期/天 溶液濃度/%(質量) 比較長有效期/天

　　2 3 20 30

　　10 7 30 180

　　當采用地下水做水源時，未被污染的地下水細菌含量很少，在這種情況下采用復合膜則即不需加氯也無需除氯。

　　氯為什么會起殺菌作用?當氯加到水里面后，就會發生下面的反應

　　Cl2+H2O→HClO+HCl

　　HClO→H+ +ClO-

　　HClO為次氯酸，ClO-為次氯酸根，由于H+能被水里的堿度中和，比較后水中只剩下 HClO及ClO-。兩者在水里所占百分數主要決定于水的PH值，但水的溫度也有影響，PH值小 于7時，水中HClO占75%，ClO-占25% ，溫度降低時HClO所占比例還要大，在0℃時HClO增加到83%，而ClO-減到17%。

　　對于氯氣的殺菌機理有不同的說法，但比較合理的解釋是：它所生成的次氯酸產生殺菌作用，而不是氯本身，也不是它所生成的ClO-的作用。HClO是一個中性分子，可以擴散到帶負電的細菌表面，并穿過細菌的細胞膜進入細菌內部，HClO分子進入細菌后由于Cl原子氧化作用破壞了細菌的某種酶的系統(酶是一種蛋白質成分的催化劑，細菌的氧分要經過它的作用才能被吸收)，比較后導致細菌的死亡，而次氯酸根ClO-雖然也包括一個氯原子，但它帶負電，不能靠近帶負電的細菌，所以也不 能穿過細菌的細胞膜進入細菌內部，因此很難起殺菌作用，這種說法還可以說明水溫低和PH值低時殺菌效果比較好的現象。

　　從上面的化學方程式可以看出，加入水中的氯氣只有1/2變成HClO的成分，另外的1/2在水中產生Cl-，不起殺菌作用。

　　采用加HClO時的反應如下

　　HClO+H2O→ HClO+(Na+ ) + (OH-)

　　從方程式可以看出一個分子的HClO的作用相當于一個分子的 Cl2。

　　(2)含鐵量

　　鐵的氧化速度取決于鐵的含量水中溶解氧的濃度和PH值，PH值越高氧化速度越快，因此，降低PH值可以防止氧化。給水比較大允許含鐵量于含氧量和PH值的關系如下表示。

　　(3)顆粒物質

　　不允許大于5um的顆粒物質進入高壓泵及反滲透組件，這一點必須確保，以免損壞設備。

　　(4)SDI和濁度

　　SDI必須小于5，越小越好，濁度應小于0.2NTU(比較大允許濁度為1NTU)

　　(5)油和脂

　　水中不允許含有油和脂。

　　(6)有機物

　　水中的有機物RO膜的影響比較為復雜，一些有機物對膜的影響不大，而另一些則可能造成膜的有機污染，對于地表水應盡量在凝聚澄清過程中 去除有機物，還可以采用活性碳過濾進一步降低有機物含量。

　　(7)SiO2

　　濃水不允許析出SiO2 ，當SiO2 過飽和則可能聚合而形成不溶解的膠體硅或者硅膠而引起結垢。

　　純水25℃時，無定形硅的溶解度約為100 mg/L(以SiO2計)，溶解度隨溫度呈直線變化，0℃時為0 mg/L，到40℃時增加到160 mg/L，在中性PH值條件下，溶解的只是硅膠;在堿性溶液中，無定形硅的溶解度較中性溶液大，主要原因是由于硅酸電離，然而在有鋁出現時，溶解度可能降低很多，原因是由于硅酸鋁的溶解度極小的緣故。

　　如果 SiO2的濃度太高，則需要預處理或者降低回收率，防止形成硅垢的方法如下。

　�、� 控制系統回收率。這是一種比較容易的防硅垢的方法，靠降低系統回收率使濃水中SiO2的濃度降低到(在給定PH值和溫度下)SiO2的飽和溶解度以下。

　�、� 采用石灰軟化。一般可降低給水中50%的SiO2或者澄清器中多加些氯化鐵和鋁酸鈉。

　�、� 溫度控制。因為無定形SiO2的溶解度取決于溫度，提高水的溫度可以防止SiO2結垢，也可以將提高溫度與降低系統回收率結合使用。

　　出現硅垢必須立即清洗，硅垢一旦形成非常難于出除。

　　(1) 防垢

　　必須防止CaCO3 CaSO4 SrSO4 BaSO4 和CaF2垢。

　　膜結垢是由于給水中的微溶鹽在給水濃縮時超過了溶度積而沉淀 到膜上，在苦咸水中，CaCO3和CaSO4通常都需要處理，其他鹽類SrSO4 BaSO4 和CaF2也需要根據計算來確定在濃水中是否會超過溶解度極限。

　　如果微溶鹽 超過了溶解極限，需要采取以下一種或幾種方法。

　�、� 降低系統回收率，避免超過溶度積。

　�、� 采取離子交換法軟化除去鈣離子。

　�、� 加酸去除碳酸或重碳酸離子。

　�、� 加阻垢劑。

　　對于大多數水都存在CaCO3結垢趨勢，確定給水的CaCO3結垢趨勢，對苦咸水一般采用Langelier飽和指數(LSI)。

　　確定是否結CaSO4 SrSO4或 BaSO4垢需要計算濃水中這些鹽是否超過了它們的溶度積，各個鹽的溶度積與濃水中相應鹽的離子積比較

　　當IPb>Ksp 有沉淀生成

　　當IPb=Ksp 無沉淀生成

　　當 IPb

　　為防止結垢，建議IPb≤0.8Ksp。

　　一般，微溶鹽的溶解度隨溶液離子強度增加而增加，對大多數苦咸水中遇到的微溶鹽 Ksp作為離子強度函數的數據可供利用。

　　因為RO過程中微溶鹽的結垢趨勢是由比較濃的水流來決定的，所以 Ksp是根據濃水流的離子強度來確定。

　　(2) 進水參數方面的要求

　�、� 水溫。反滲透膜元件對進水的水溫均有一定的要求，為例，除了其生產的拿高溫膜元件外，其生產的復合膜要求將進水溫度控制在0~45℃，其生產的醋酸纖維素膜要求將進水溫度控制在0~40℃。

　�、� 比較高進水壓力。反滲透膜元件對比較高壓力有一定的要求，公司生產的苦咸水用工業膜比較高進水壓力為600psi(4.16Mpa)，其生產的海水淡化膜比較高進水壓力為1200 psi(8.27Mpa)。

　�、� 每支膜比較高進水流量。反滲透膜元件對比較高進水流量有一定的要求，公司8″膜元件的比較高進水流量為75gpm(17t/h)。4″膜元件的比較高進水流量為16 gpm(3.6t/h)。

　�、� 單支膜元件比較高壓力損失�？紤]到單支膜元件的壓力差太高時會造成膜元件的機械損傷，因而對單支膜元件比較高壓力損失有一定要求，公司要求系統中任何一支膜元件上的比較高壓力損失不能超過68.9 Mpa(10 psi)。

　�、� 濃縮水與透過水量之比�？紤]到膜的耐污染能力等方面的因素，對每支膜的濃縮水與透過水量之比是有一定要求的，以公司為例，均要求單支膜元件上濃縮水與透過水量的比較小比例為5：1。

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