水處理設(shè)備分類
反滲透膜結(jié)垢控制
當(dāng)難溶鹽類在膜元件內(nèi)不斷被濃縮且超過其溶解度極限時,它們就會在反滲透或納濾膜膜面上發(fā)生結(jié)垢,如果反滲透水處理系統(tǒng)采用50%回收率操作時,其濃水中的鹽濃度就會增加到進(jìn)水濃度的兩倍,回收率越高,產(chǎn)生結(jié)垢的風(fēng)險性就越大。目前處于水源短缺或?qū)Νh(huán)境影響的考慮,設(shè)置反滲透濃水回收系統(tǒng)以提高回收率成為一種習(xí)慣做法,在這種情況下,采取精心設(shè)計、考慮周全的結(jié)垢控制措施和防止微溶性鹽類超過其溶解度而引發(fā)沉淀與結(jié)垢尤為重要。 1、加酸 大多數(shù)地表水和地下水中的CaCO3幾乎呈飽和狀態(tài),由下式可知CaCO3的溶解度取決于PH值: Ca2+ +HCO3- →H+ + CaCO3
因此,通過加入酸中的H+,化學(xué)平衡可以向左側(cè)轉(zhuǎn)移,使碳酸鈣維持溶解狀態(tài),所用酸的品質(zhì)必須是食品級。在大多數(shù)國家和地區(qū),硫酸比鹽酸更易于使用,但是另一方面,進(jìn)水中硫酸根的含量增加了,就硫酸鹽垢而言,問題會嚴(yán)重。
CaCO3在濃水中更具有溶解的傾向,而不是沉淀,對于苦咸水而言,可根據(jù)朗閣利爾指數(shù)(LSI),對于含稅可根據(jù)斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)(S&DSI),表示這種趨于溶解的傾向。在飽和PHs的條件下,水中CaCO3處于溶解與沉淀之間的平衡狀態(tài)。
LSI和S&DSI的定為:
LSI=PH-PHs(TDS<10000mg/L)
S&DSI=PH-PHs(TDS>10000mg/L)
僅采用加酸控制碳酸鈣結(jié)垢時,要求濃水中的LSI或S&DSI指數(shù)必須為負(fù)數(shù),加酸僅對控制碳酸鈣垢有效。
2、加阻垢劑
阻垢劑可以用于控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢,通常有三類阻垢劑:六偏磷酸鈉(SHMP)、有機(jī)膦酸鹽和多聚丙烯酸鹽。
相對聚合有機(jī)阻垢劑而言,六偏磷酸鈉價廉但不太穩(wěn)定,它能少量的吸附于微晶體的表面,阻止結(jié)構(gòu)晶體的進(jìn)一步生長和沉淀。但須使用食品級六偏磷酸鈉,還應(yīng)防止SHMP在計量箱中發(fā)生水解,一旦水解,不僅會降低阻垢效率,同時也有產(chǎn)生磷酸鈣沉淀的危險。因此,目前極少使用SHMP,有機(jī)膦酸鹽效果更好也更穩(wěn)定,適應(yīng)于防止不溶性的鋁和鐵的結(jié)垢,高分子量的多聚丙烯酸鹽通過分散作用可以減少SiO2結(jié)垢的形成。
但是聚合有機(jī)阻垢劑遇到陽離子聚電解質(zhì)或多價陽離子時,可能會發(fā)生沉淀反應(yīng),例如鋁或鐵,所產(chǎn)生的膠狀反應(yīng)物,非常難以從膜面上除去。對于阻垢劑的加入量,須經(jīng)過慎重計算,避免過量加入,因為過量的阻垢劑對膜而言也是污染物。
在含鹽量為35000mg/L的海水反滲透系統(tǒng)中,結(jié)垢問題沒有苦咸水那樣突出,海水受濃水滲透壓所困,其系統(tǒng)回收率在30~45%之間,但為安全起見,當(dāng)回收率高于35%時,推薦使用阻垢劑。
陽離子聚電解質(zhì)可能會與負(fù)電性的阻垢劑發(fā)生協(xié)同沉淀反應(yīng)并污染膜表面,必須保證當(dāng)添加陰離子阻垢劑時,水中不存在明顯的陽離子聚合物。
因此,通過加入酸中的H+,化學(xué)平衡可以向左側(cè)轉(zhuǎn)移,使碳酸鈣維持溶解狀態(tài),所用酸的品質(zhì)必須是食品級。在大多數(shù)國家和地區(qū),硫酸比鹽酸更易于使用,但是另一方面,進(jìn)水中硫酸根的含量增加了,就硫酸鹽垢而言,問題會嚴(yán)重。
CaCO3在濃水中更具有溶解的傾向,而不是沉淀,對于苦咸水而言,可根據(jù)朗閣利爾指數(shù)(LSI),對于含稅可根據(jù)斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)(S&DSI),表示這種趨于溶解的傾向。在飽和PHs的條件下,水中CaCO3處于溶解與沉淀之間的平衡狀態(tài)。
LSI和S&DSI的定為:
LSI=PH-PHs(TDS<10000mg/L)
S&DSI=PH-PHs(TDS>10000mg/L)
僅采用加酸控制碳酸鈣結(jié)垢時,要求濃水中的LSI或S&DSI指數(shù)必須為負(fù)數(shù),加酸僅對控制碳酸鈣垢有效。
2、加阻垢劑
阻垢劑可以用于控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢,通常有三類阻垢劑:六偏磷酸鈉(SHMP)、有機(jī)膦酸鹽和多聚丙烯酸鹽。
相對聚合有機(jī)阻垢劑而言,六偏磷酸鈉價廉但不太穩(wěn)定,它能少量的吸附于微晶體的表面,阻止結(jié)構(gòu)晶體的進(jìn)一步生長和沉淀。但須使用食品級六偏磷酸鈉,還應(yīng)防止SHMP在計量箱中發(fā)生水解,一旦水解,不僅會降低阻垢效率,同時也有產(chǎn)生磷酸鈣沉淀的危險。因此,目前極少使用SHMP,有機(jī)膦酸鹽效果更好也更穩(wěn)定,適應(yīng)于防止不溶性的鋁和鐵的結(jié)垢,高分子量的多聚丙烯酸鹽通過分散作用可以減少SiO2結(jié)垢的形成。
但是聚合有機(jī)阻垢劑遇到陽離子聚電解質(zhì)或多價陽離子時,可能會發(fā)生沉淀反應(yīng),例如鋁或鐵,所產(chǎn)生的膠狀反應(yīng)物,非常難以從膜面上除去。對于阻垢劑的加入量,須經(jīng)過慎重計算,避免過量加入,因為過量的阻垢劑對膜而言也是污染物。
在含鹽量為35000mg/L的海水反滲透系統(tǒng)中,結(jié)垢問題沒有苦咸水那樣突出,海水受濃水滲透壓所困,其系統(tǒng)回收率在30~45%之間,但為安全起見,當(dāng)回收率高于35%時,推薦使用阻垢劑。
陽離子聚電解質(zhì)可能會與負(fù)電性的阻垢劑發(fā)生協(xié)同沉淀反應(yīng)并污染膜表面,必須保證當(dāng)添加陰離子阻垢劑時,水中不存在明顯的陽離子聚合物。
文章出自:山東青州金海水處理設(shè)備
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