反滲透加藥工作原理

1、反滲透加藥工作原理各種原水中均含有一定濃度的懸浮物和溶解性物質(zhì)。懸浮物主要是無機(jī)鹽、膠體和微生物、藻類等生物性顆粒。溶解性物質(zhì)主要是易溶鹽（如氯化物）和難溶鹽（如碳酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽）金屬氧化物，酸堿等。在反滲透過程中，進(jìn)水的體積在減少，懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)的濃度在增加。懸浮顆粒會(huì)沉積在膜上，堵塞進(jìn)水流道、增加摩擦阻力（壓力降）。難溶鹽在超過其飽和極限時(shí)，會(huì)從濃水中沉淀出來，在膜面上形成結(jié)垢，降低RO膜的通量，增加運(yùn)行壓力和壓力降，并

2、導(dǎo)致產(chǎn)品水質(zhì)下降。這種在膜面上形成沉積層的現(xiàn)象叫做膜污染，膜污染的結(jié)果是系統(tǒng)性能的劣化。需要在原水進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)之前進(jìn)行預(yù)處理，去除可能對(duì)反滲透膜造成污染的懸浮物、溶解性有機(jī)物和過量難溶鹽組分，降低膜污染傾向。對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理的目的是改善進(jìn)水水質(zhì)，使RO膜獲得可靠的運(yùn)行保證。對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理的效果反映為TSS、TOC、COD、BOD、LSI及鐵、錳、鋁、硅、鋇、鍶等污染物水質(zhì)指標(biāo)的絕對(duì)值降低，在上一章中有對(duì)于這些污染物水質(zhì)指標(biāo)的詳細(xì)描

3、述。表征膜污染傾向的另外一個(gè)重要的水質(zhì)指標(biāo)是SDI。通過預(yù)處理，除了要將上述指標(biāo)降到反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)水要求的范圍內(nèi)，還有重要的一點(diǎn)是盡量降低SDI，理想的SDI（15分鐘）值應(yīng)小于3。5.1化學(xué)預(yù)處理為了改善反滲透系統(tǒng)的操作性能，在進(jìn)水中可以加入添加下列一些藥劑：酸、堿、殺菌劑、阻垢劑和分散劑。1加酸－防止結(jié)垢在進(jìn)水中可以加入鹽酸（HCl）、硫酸（H2SO4）來降低pH。硫酸價(jià)格便宜、不會(huì)發(fā)煙腐蝕周圍的金屬元器件，而且膜對(duì)硫酸根離子的脫除

4、率較氯離子高，所以硫酸比鹽酸更為常用。沒有其他添加劑的工業(yè)級(jí)硫酸即適宜于反滲透使用，商品硫酸有20％和93％兩種濃度規(guī)格。93％的硫酸也稱為66波美度硫酸。在稀釋93％硫酸時(shí)一定要小心，在稀釋到66％時(shí)發(fā)熱可將溶液的溫度提升到138℃。一定要在攪拌下緩慢地將酸加入水中，以免水溶液局部發(fā)熱沸騰。鹽酸主要在可能產(chǎn)生硫酸鈣或硫酸鍶結(jié)垢時(shí)使用。使用硫酸會(huì)增加反滲透進(jìn)水中的硫酸根離子濃度，直接導(dǎo)致硫酸鈣結(jié)垢傾向增加。工業(yè)級(jí)的鹽酸（無添加劑）購買非

5、常方便，商品鹽酸一般含量為30－37％。降低pH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結(jié)垢的傾向，即降低朗格里爾指數(shù)（LSI）。LSI是低鹽度苦咸水中碳酸鈣的飽和度，表示碳酸鈣結(jié)垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學(xué)中，LSI是確定是否會(huì)發(fā)生碳酸鈣結(jié)垢的是個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)LSI為負(fù)值時(shí)，水會(huì)腐蝕金屬管道，但不會(huì)形成碳酸鈣結(jié)垢。如果LSI為正值，水沒有腐蝕性，卻會(huì)發(fā)生碳酸鈣結(jié)垢。LSI由碳酸鈣飽和的pH減去水的實(shí)際pH。碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減小

6、（水壺中的水垢就是這樣形成的），隨pH、鈣離子的濃度即堿度的增加而減小。LSI值可以通過向反滲透進(jìn)水中注入酸液（一般是硫酸或鹽酸）即降低pH的方法來調(diào)低。推薦的反滲透濃水的LSI值為0.2（表示濃度低于碳酸鈣飽和濃度0.2個(gè)pH單位）。還可以使用聚合物阻垢劑來防止碳酸鈣沉淀，一些阻垢劑供應(yīng)商聲稱其產(chǎn)品可以使反滲透濃水的LSI高達(dá)2.5（比較保守的設(shè)計(jì)是LSI為＋1.8）。2加堿－提高脫除率?NaHSO3HOCl＝NaHSO4（硫酸氫鈉）

7、HCl（鹽酸）?NaHSO3Cl2H2O＝NaHSO42HCl采用SBS脫氯的好處是在大系統(tǒng)中比碳過濾器的投資較少，反應(yīng)副產(chǎn)物及殘余SBS易于被RO脫除。SBS脫氯的缺點(diǎn)是需要人工混合小體積的藥劑，在脫氯系統(tǒng)沒有設(shè)計(jì)足夠的監(jiān)測(cè)控制儀器時(shí)增加了氯對(duì)膜的威脅，而且在少數(shù)情況下進(jìn)水中存在硫還原菌（SBR），亞硫酸會(huì)成為細(xì)菌營養(yǎng)幫助細(xì)菌的繁殖。SBR通常在淺層井水厭氧環(huán)境下有發(fā)現(xiàn)，硫化氫（H2S）作為SBR的代謝產(chǎn)物會(huì)同時(shí)存在。脫氯過程的監(jiān)測(cè)可

8、采用游離氯監(jiān)測(cè)儀，用以監(jiān)測(cè)殘余亞硫酸根的濃度，還可以采用P監(jiān)測(cè)儀。推薦的方法是監(jiān)測(cè)殘余亞硫酸根的濃度，以保證有足夠的亞硫酸根來還原氯。大多數(shù)商業(yè)化氯監(jiān)測(cè)儀的撿出濃度為0.1ppm，這個(gè)值是CPA膜的余氯上限。直接利用P監(jiān)測(cè)儀監(jiān)控亞硫酸根濃度的方法不夠可靠，這種測(cè)定水中氧化還原電位的儀器的基線變化難以預(yù)測(cè)。CPA膜的耐氯能力大概在1000－2000ppm小時(shí)（透鹽率增加一倍），1000ppm小時(shí)等于在0.038ppm余氯下運(yùn)行3年。需要注

9、意的是，在一些情況下發(fā)現(xiàn)耐氯能力會(huì)因溫度升高（90華氏度以上）、pH（7以上）升高和過渡金屬存在（比如鐵、錳、鋅、銅、鋁等）而大大下降。CPA膜的耐氯胺能力約為50000－200000ppm小時(shí)（發(fā)生透鹽率明顯增加），這個(gè)值相當(dāng)于在RO進(jìn)水中含有1.9－7.6ppm的氯胺，膜可以運(yùn)行3年。同樣，在溫度升高、pH降低和過渡金屬存在時(shí)，膜的耐氯胺能力會(huì)變化。在加州的一個(gè)三級(jí)廢水處理裝置上發(fā)現(xiàn)，在氯胺濃度6－8ppm進(jìn)水條件下，膜的脫鹽率在2

10、－3年內(nèi)從98％降到了96％。設(shè)計(jì)者要注意在氯胺化之后進(jìn)行脫氯還是必要的。氯胺是混合氯和氨的產(chǎn)物，游離氯對(duì)膜的降解作用要比氯胺強(qiáng)得多，如果氨量欠缺時(shí)會(huì)有游離氯存在。因此，使用過量的氨是非常關(guān)鍵的，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)要確保這一點(diǎn)。4阻垢劑和分散劑許多阻垢劑生產(chǎn)廠商可提供各種用于反滲透和納濾系統(tǒng)性能改善的阻垢劑和分散劑。阻垢劑是一系列用于阻止結(jié)晶礦物鹽的沉淀和結(jié)垢形成的化學(xué)藥劑。大多數(shù)阻垢劑是一些專用有機(jī)合成聚合物（比如聚丙烯酸、羧酸、聚馬來酸、有機(jī)

11、金屬磷酸鹽、聚膦酸鹽、膦酸鹽、陰離子聚合物等），這些聚合物的分子量在2000－10000道爾頓不等。反滲透系統(tǒng)阻垢劑技術(shù)由冷卻循環(huán)水和鍋爐用水化學(xué)演變而來。對(duì)為數(shù)眾多各式各樣的阻垢劑，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合和所采用的有機(jī)化合物所取得的效果和效率差別很大。采用聚丙烯酸類阻垢劑時(shí)要特別小心，在鐵含量較高時(shí)可能會(huì)引起膜污染，這種污染會(huì)增加膜的操作壓力，有效清除這類污染要進(jìn)行酸洗。如果在預(yù)處理中使用了陽離子混凝劑或助濾劑，在使用陰離子性阻垢劑時(shí)要特別