反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及運(yùn)行控制(二)
2023-05-22 來自: 中國水網(wǎng) 瀏覽次數(shù):350
衡美水處理為您介紹一項(xiàng)水處理專業(yè)知識(shí)——反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及運(yùn)行控制。
反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)前須提供完整準(zhǔn)確的原水分析報(bào)告,水質(zhì)分析報(bào)告包括水質(zhì)類型和主要成分指標(biāo),所需指標(biāo)包括溶解離子、硅、膠體、有機(jī)物(TOC)。
1、典型溶解陰離子
碳酸氫根(HC03-),碳酸根(CO32-),氫氧根(OH-),硫酸根( SO42-),氯離子 (CL-),氟離子(F-),硝酸根離子(NO3-),硫離子(S2-),磷酸根(P044-)
2、典型溶解陽離子
鈣離子(Ca2+),鎂離子(Mg2+),鈉離子(Na+),鉀離子(K+),鐵離子 (Fe2+或 Fe3+),錳離子(Mn2+), 鋁離子(Al3+), 鋇離子(Ba2+),銅 離子 (Cu2+)和 鋅離子(Zn2+).
3、結(jié)垢
反滲透系統(tǒng)中經(jīng)常遇到的難溶鹽是 CaS04、CaC03和硅 。其他不常遇到的結(jié)垢有CaF2、BaS04 和SrS04,其他導(dǎo)致問題的離子下面會(huì)講到。硫酸鹽在大多數(shù)原水中大量存在,它們的濃度有時(shí)因人工加硫酸調(diào)節(jié)PH值而增加。這種情況下,Ba++和Sr++離子應(yīng)該被分析并控制到ppb和ppm級別,因?yàn)?/span>BaS04和SrS04的溶解度比CaS04低,并且它們結(jié)垢后很難再溶解。
4、堿度
堿度包括負(fù)離子中的碳酸根、碳酸氫根、氫氧根,自然水體中的堿度主要由HC O3-形成。pH在8.3以下的水中,碳酸氫根和二氧化碳平衡存在。當(dāng)pH高于8.3 時(shí),HC03-將轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>CO32-存在。如果原水PH達(dá)到11.3以上,將存在0H形式。空氣中的二氧化碳會(huì)溶解在水中形成 H2C03 ,酸性水將溶解CaC03,而CaC03可能是流經(jīng)含CaC03巖石時(shí)帶來的。許多自然水體中由PH決定的CaC03和Ca(HC03)2的化學(xué) 動(dòng)平衡已接近飽和濃度。Ca(HC03)2的溶解度大于CaC03 如果原水在RO系統(tǒng)中被濃縮,CaC03容易沉淀在系統(tǒng)中。所以投加阻垢劑或加酸調(diào)低PH值會(huì)經(jīng)常在RO 系統(tǒng)中使用。
5、硝酸鹽
很容易在水中溶解,所以不會(huì)在RO系統(tǒng)中形成沉淀。硝酸鹽與健康關(guān)系更密切,當(dāng)哺乳動(dòng)物包括人在內(nèi)攝取了硝酸鹽后會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯觖},它會(huì)干擾血液中血紅素和氧氣的結(jié)合,會(huì)引起很嚴(yán)重后果,尤其對于胎兒和兒童,由于這個(gè)原因,飲用水中硝酸鹽含量要求低于40mg/l。反滲透對硝酸鹽的典型脫鹽率可達(dá)百分之九十六。
6、鐵和錳
通常在水中以二價(jià)溶解狀態(tài)存在或以三價(jià)非溶解氫氧化物形成存在。Fe2+可能來源自井水本身或來自泵、管路、水箱的腐蝕,尤其上游系統(tǒng)中投加了酸。如果原水中鐵、錳濃度大于O.O5mg/L;并且被空氣或氧化劑氧化為 Fe(OH)3 和Mn(OH)2,當(dāng)pH值偏高時(shí)會(huì)在系統(tǒng)中形成沉淀。分析表明鐵錳的存在會(huì)加速氧化劑對膜的氧化降解,因此在預(yù)處理中要去除鐵錳。
7、鋁
一般不存在干自然水體中。三價(jià)鋁會(huì)象三價(jià)鐵一樣在RO系統(tǒng)中形成難溶的 Al(OH)3,當(dāng)pH在5.3至8.5范圍內(nèi)時(shí)候,因?yàn)殇X高價(jià)正電特性,所以 Al2(SO4)3和NaAl02 可以用于地表水的預(yù)處理去除水中負(fù)電性膠體,千萬小心鋁鹽不要過多投加,殘留的鋁離子對膜有污染 。也可用 FeCl3 和Fe(S04)3代替鋁鹽作為混凝劑。
8、銅和鋅
在自然水體中很少存在。有時(shí)水中微量的銅和鋅來自管道材料。在pH 值5.3至8.5范圍內(nèi),Cu(OH)2和Zn(OH)2 不溶于水, 因?yàn)樗鼈円话阍谒械暮瘦^低,所以只有當(dāng)系統(tǒng)長時(shí)間不清洗,它們積累到設(shè)定限度時(shí),才會(huì)對膜系 統(tǒng)造成污染。可是如果銅鋅與氧化劑(比如過氧化氫)同時(shí)存在于原水中,那么會(huì)造成膜材質(zhì)的嚴(yán)重降解。
9、硫化物
以H2S氣體形式溶于水中,去除硫化氫可以用脫氣裝置或用氯氧化或空氣接觸變?yōu)椴蝗苄粤蚧牵?a href="/Article-detail-id-2556817.html" title="多介質(zhì)">多介質(zhì)過濾去除 。
10、磷酸鹽
具有較強(qiáng)負(fù)電性,容易和多價(jià)離子形成難溶鹽。磷酸鈣在PH中性時(shí)溶解度很有限,PH值高時(shí)溶解度也不高。進(jìn)水中投加阻垢劑或調(diào)低PH(小于7)可以防止磷酸鹽沉淀。
11、硅
存在大多數(shù)自然水體中,濃度從1至100mg/L。而且PH低于9.0時(shí)主要以Si(OH)4存在 。當(dāng)PH低時(shí),硅酸可以聚合形成硅膠體。當(dāng)PH高于9.0時(shí)它會(huì)分離成SiO32-離子而且會(huì)和鈣、鎂、鐵或鉛形成沉淀。硅和硅酸鹽沉淀很難溶解。氟化氫胺溶液清洗硅垢比較有效,可是氟化氫胺溶液排放會(huì)造成環(huán)境污染。當(dāng)進(jìn)水中硅含量超過 20mg/L 時(shí),要注意硅結(jié)垢的潛在危險(xiǎn)。
12、膠體(懸浮物顆粒)分析
淤泥密度指數(shù)(SDI),也被稱為污染指數(shù)(FI), 是衡呈RO進(jìn)水中膠體(顆粒物)潛在污染性的重要指標(biāo)。RO 進(jìn)水中的膠體是各種各樣的經(jīng)常包括細(xì)菌、黏土、硅膠體和鐵腐蝕產(chǎn)物。預(yù)處理中的澄清器中會(huì)用一些化學(xué)品,例如明磯 、三氯化鐵或陽離子型聚合劑來去除膠體污染或通過后續(xù)介質(zhì)過濾器去除。
13、細(xì)菌總數(shù)和有機(jī)物含量
有兩種方法測定水中細(xì)菌數(shù),一種是培養(yǎng)法,另一種是熒光染色法,后者更 常用因?yàn)楹芊奖憧旖?。原水中的有機(jī)物一般是油類-表 面活性劑 、水溶性聚合物和腐質(zhì)酸 。
14、總有機(jī)炭(TOC),生化需氧量(BOD )、化學(xué)需氧量(COD )。
要想更準(zhǔn)確分析有機(jī)物成份,需要使用液相色譜和氣質(zhì)聯(lián)用儀器分析 。如果原水中的TOC含量大于3mg/l,預(yù)處理單元要考慮去除有機(jī)物工藝。
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