反滲透系統(tǒng)在日常的運(yùn)行中,難免會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)機(jī)物結(jié)垢、膠體顆粒物的沉積、微生物的滋生、化學(xué)污染以及其它問(wèn)題,這些因素影響著系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。下面主要闡述膜系統(tǒng)在日常中出現(xiàn)的問(wèn)題及控制方法。
一、無(wú)機(jī)物的結(jié)垢
在水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等離子。在一般的情況下是不會(huì)造成無(wú)機(jī)物結(jié)垢,但是在反滲透系統(tǒng)中,由于源水一般濃縮4倍,并且pH也有較大的提高,因此比較難溶解的物質(zhì)就會(huì)沉積,在膜表面形成硬垢,導(dǎo)致系統(tǒng)壓力升高、產(chǎn)水量下降,嚴(yán)重的還會(huì)造成膜表面的損傷,使系統(tǒng)脫鹽率降低。
衡量水質(zhì)是否結(jié)垢有兩種計(jì)算方法:
控制苦咸水結(jié)垢指標(biāo)
對(duì)于濃水含鹽量TDS≤10,000mg/L的苦咸水,朗格利爾指數(shù)(LSIC)作為表示CaCO3結(jié)垢可能性的指標(biāo):
LSIC=pHC-pHS
式中:LSIC:反滲透濃水的朗格利爾指數(shù)
pHC:反滲透濃水pH值
pHS:CaCO3溶液飽和時(shí)的pH值
當(dāng)LSIC≥0,就會(huì)出現(xiàn)CaCO3結(jié)垢。
控制海水及亞海水結(jié)垢指標(biāo)及處理方法:
當(dāng)濃水含鹽量TDS>10,000mg/L的高鹽度苦咸水或海水水源,斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)(S&DSIC)作為表示CaCO3結(jié)垢可能性的指標(biāo)。
S&DSIC=pHC-pHS
式中:S&DSIC:反滲透濃水的斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)
pHC:反滲透濃水pH值
pHS:CaCO3溶液飽和時(shí)的pH值
當(dāng)S&DSIC≥0,就會(huì)出現(xiàn)CaCO3結(jié)垢。 其它無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢預(yù)處理的控制方案 碳酸鈣結(jié)垢預(yù)處理的控制方案 在反滲透系統(tǒng)的結(jié)垢中,以碳酸鹽垢為主,大多數(shù)地表水和地下水中的CaCO3幾乎呈飽和狀態(tài),由下式表示CaCO3化學(xué)平衡: Ca2+ + HCO3– <---> H+ + CaCO3
從化學(xué)平衡式可以看出,要抑制CaCO3的結(jié)垢,有幾種途徑:
降低Ca2+的含量
降低了Ca2+含量,可以使化學(xué)平衡向左側(cè)移動(dòng),不利于形成CaCO3垢。
達(dá)到這種目的的方法有:離子交換軟化法、石灰軟化法、電滲析、納濾等方法,他們都能有效地降低的Ca2+含量,從而達(dá)到抑制鈣垢的生成。
Ca2+的增溶
主要是以增加Ca2+的溶解度,從而降低結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)。
方法:添加螯合劑、阻垢劑,增加Ca2+的溶解度,使平衡向左移動(dòng)。
調(diào)節(jié)pH值
主要是通過(guò)添加無(wú)機(jī)酸,從而提高H+的濃度,使平衡向左移動(dòng)?;瘜W(xué)原理如下:
CO2 + H2O <---> H2CO3 ――――⑴
H2CO3 <---> H+ + HCO3- ――――⑵
HCO3- <---> H+ + CO32- ――――⑶
二:膠體、顆粒物沉積
膠體、顆粒物污染是比較常見(jiàn)的反滲透系統(tǒng)污染。水中大量存在粘泥、膠體硅、金屬的氧化物及有機(jī)質(zhì)等顆粒物,在反滲透系統(tǒng)預(yù)處理中可以將源水中的這些污染源控制在一定程度,不致使對(duì)系統(tǒng)短期運(yùn)行造成一定的影響。但由于系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行預(yù)處理處理效果不理想、預(yù)處理反沖洗不徹底、操作人員的日常操作不到位等原因,都會(huì)造成系統(tǒng)膠體、顆粒物的污染。
針對(duì)膠體污染,通過(guò)淤泥密度指數(shù)(Silt Density Index ,SDI)來(lái)衡量。SDI數(shù)值反應(yīng)了在規(guī)定時(shí)間內(nèi),孔徑為0.45um測(cè)試膜片被測(cè)試給水中的淤泥、膠體、黏土、硅膠體、鐵的氧化物、腐植質(zhì)等污染物堵塞的比率和污染程度。
測(cè)試如下:首先應(yīng)充分排除過(guò)濾池中的空氣壓力,使給水以30psi 的恒定壓力通過(guò)直徑為Φ 47mm 、孔徑為0.45um的測(cè)試濾膜后開(kāi)始測(cè)定:首先測(cè)定開(kāi)始通過(guò)濾膜的500毫升水所需要的時(shí)間T0;在使水連續(xù)通過(guò)濾膜15分鐘(T)后,再次測(cè)得通過(guò)濾膜的500毫升水所需要的時(shí)間T1;在取得以上3個(gè)時(shí)間數(shù)據(jù)之后,由此可以計(jì)算出該水源的SDI值:
即 SDI=(1-T0 /T1)×100/T
在實(shí)際中,當(dāng)T1為T(mén)0的四倍時(shí),SDI為5;在SDI為6.7時(shí),水會(huì)完全堵塞測(cè)試膜,而無(wú)法取得時(shí)間數(shù)據(jù)T1,在這種情況下需要對(duì)反滲透預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,使其SDI值降至5.0以下。SDI值不能反應(yīng)完全反滲透系統(tǒng)的污堵情況,因?yàn)镾DI儀測(cè)試是死端過(guò)濾,而反滲透系統(tǒng)是錯(cuò)流過(guò)濾。
為了防止反滲透系統(tǒng)膠體污染,我們要求進(jìn)水SDI值小于5,這樣有利于系統(tǒng)長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
降低反滲透進(jìn)水膠體、顆粒物污染最有效的方法:
合適的預(yù)處理(錳砂過(guò)濾、多介質(zhì)過(guò)濾、活性炭過(guò)濾、超濾、微濾等等);
添加膠體分散劑;
系統(tǒng)預(yù)防性的清洗;
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醫(yī)藥用超純水設(shè)備 -醫(yī)藥用超純水設(shè)備行業(yè)特點(diǎn)
1、水進(jìn)入醫(yī)藥用超純水設(shè)備系統(tǒng),主要部分流入樹(shù)脂/膜內(nèi)部,而另一部分沿模板外側(cè)流動(dòng),以洗去透出膜外的離子。
2、樹(shù)脂截留水中的溶存離子。
3、被截留的離子在電極作用下,陰離子向正極方向運(yùn)動(dòng),陽(yáng)離子向負(fù)極方向運(yùn)動(dòng)。
4、陽(yáng)離子透過(guò)陽(yáng)離子膜,排出樹(shù)脂/膜之外。
5、陰離子透過(guò)陰離子膜,排出樹(shù)脂/膜之外。
6、濃縮了的離子從廢水流路中排出。
7、無(wú)離子水從樹(shù)脂/膜內(nèi)流出。
超純水工藝流程:
1、采用離子交換樹(shù)脂制備超純水的傳統(tǒng)水處理方式,其基本工藝流程為:原水→沙炭過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→陽(yáng)床→陰床→混床(復(fù)床)→純水箱→純水泵→后置精密過(guò)濾器→用水點(diǎn)
2、采用反滲透水處理設(shè)備與離子交換設(shè)備進(jìn)行組合的方式,其基本工藝流程為:原水→沙炭過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→反滲透設(shè)備→純水箱→混床(復(fù)床)→超純水箱→超純水泵→后置精密過(guò)濾器→用水點(diǎn)
3、采用反滲透水處理設(shè)備與電去離子(EDI)設(shè)備進(jìn)行搭配的的方式,這是一種制取超純水的新工藝,也是一種環(huán)保,經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿薮蟮某兯苽涔に嚕浠竟に嚵鞒虨椋涸程窟^(guò)濾器→精密過(guò)濾器→反滲透設(shè)備→純水箱→電去離子(EDI)→超純水箱→超純水泵→后置精密過(guò)濾器→用水點(diǎn) 三種制備工業(yè)用超純水的工藝比較目前制備電子工業(yè)用超純水的工藝基本上是以上三種,其余的工藝流程大都是在以上三種基本工藝流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行不同組合搭配衍生而來(lái)。
供應(yīng)太陽(yáng)能光伏行業(yè)超純水設(shè)備------單/多晶硅、硅片切割、太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體硅材料工藝用