A. 反滲透系統硫酸根高於氯離子有什麼影響
我是搞化工的,我們正在上反滲透膜過濾,氯離子是小分子可以透過,所以不行,我們因為我們要用氯離子,所以我可以准確的告訴你能透過,!!
B. 反滲透膜結垢的原因是什麼如何防止
在系統正常運行一段時間後,反滲透膜元件會受到給水中可能存在內的懸浮物或容難溶鹽的污染,這些污染中最常見的是碳酸鈣沉澱、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶沉澱、金屬(鐵、錳、銅、鎳、鋁等)氧化物沉澱、硅沉積物、無機或有機沉積混合物、NOM天然有機物質、合成有機物(如:阻垢劑/分散劑,陽離子聚合電解質)、微生物(藻類、黴菌、真菌)等。
物理清洗膜元件:低壓力、高流速的將反滲透產水來沖刷膜元件,可以把短期內在膜表面附著的污染物和堆積物清洗掉的一種有效方法。一般物理清洗頻率較高。
化學清洗膜元件:有些結垢情況通過物理清洗很難去除附著在膜元件表面的污染物和堆積物。這個時候就需要通過化學葯劑來對結垢進行去除。為了能夠達到最佳的清洗效果一般都是通過多種化學清洗葯劑進行組合清洗。而且葯劑的選擇以及清洗順序也是有嚴格要求的。
詳細預防方法可見官網:網頁鏈接
C. 反滲透純凈水設備對原水水質有什麼要求比如硬度、鹼度、氯離子、硫酸根離子、含鹽量等。
用NaCl 來軟化自來水,並經過活性炭設備過濾,就可以接到--反滲透純凈水設備,
活性炭--必須是充分清洗干凈的,才能投入使用,否則,要損壞反滲透的連接管
D. 關於飲用水降氟的方法!
這個對你可能有用:
發明人:劉光本
地址:天津市北站五馬路76號3門內25號
概述
一種深井飲水自動降氟降容鹼裝置,主要由搪瓷溶葯桶、手壓計量泵、反應器、電磁閥、抽心過濾器、水箱、揚水泵及控制箱組成。由於本實用新型採用了特製的手壓計量泵、反應器、抽心過濾器及控制箱,所以降氟能力高,能將含氟1.3~7毫克/升的深井水處理達至0.5~1毫克/升,並且在降氟的同時可降低鹼度的一倍多,使水味更佳。處理後的水中含硫酸根一般不超過250毫克/升。
E. 反滲透水、去離子水哪個的等級高些純凈些分別是第幾級水
多數pH=7
水是實驗室內一個常常被忽視但至關重要的試劑。實驗室用水有那些種類?能達到什麼級別?不同實驗對水的要求有那些?這些問題以前對我來說具有一些模糊的概念,前幾天參加學校的純水裝置的招標,閱讀有關的一些資料,初步了解了相關的知識,現在拿來和大家分享,絕大多數都是本人從外文資料翻譯過來的,不當之處還望各位批評。這些資料也包括freecell戰友在該版塊的精華貼,在此也表示感謝!
實驗室常見的水的種類:
1、蒸餾水(Distilled Water ):
實驗室最常用的一種純水,雖設備便宜,但極其耗能和費水且速度慢,應用會逐漸減少。蒸餾水能去除自來水內大部分的污染物,但揮發性的雜質無法去除,如二氧化碳、氨、二氧化硅以及一些有機物。新鮮的蒸餾水是無菌的,但儲存後細菌易繁殖;此外,儲存的容器也很講究,若是非惰性的物質,離子和容器的塑形物質會析出造成二次污染。
2、去離子水(Deionized Water ):
應用離子交換樹脂去除水中的陰離子和陽離子,但水中仍然存在可溶性的有機物,可以污染離子交換柱從而降低其功效,去離子水存放後也容易引起細菌的繁殖。
3、反滲水(Reverse osmosis Water):
其生成的原理是水分子在壓力的作用下,通過反滲透膜成為純水,水中的雜質被反滲透膜截留排出。反滲水克服了蒸餾水和去離子水的許多缺點,利用反滲透技術可以有效的去除水中的溶解鹽、膠體,細菌、病毒、細菌內毒素和大部分有機物等雜質,但不同廠家生產的反滲透膜對反滲水的質量影響很大。
4、超純水(Ultra-pure grade water):
其標準是水電阻率為18.2MΩ-cm。但超純水在TOC、細菌、內毒素等指標方面並不相同,要根據實驗的要求來確定,如細胞培養則對細菌和內毒素有要求,而HPLC則要求TOC低。
評價水質的常用指標:
1、電阻率(electrical resistivity):
衡量實驗室用水導電性能的指標,單位為MΩ-cm,隨著水內無機離子的減少電阻加大則數值逐漸變大,實驗室超純水的標准:電阻率為18.2MΩ-cm。
2、總有機碳(Total Organic Carbon ,TOC):
水中碳的的濃度,反映水中氧化的有機化合物的含量,單位為ppm 或 ppb。
3、內毒素(Endotoxin):
革蘭氏陰性細菌的脂多糖細胞壁碎片,又稱之為「熱原」,單位cuf/ml。
反滲透的進出水指標7L3J N#x#X-| {)d t
進水指標:設計水溫:正常20--25度,最高不應大於40度,一般規定為5--40度,最低不得低於零點.
PH值:2--11(最好保證在4--9)
SDI:≤4 M0h U"x ~ R @)z.{
COD:≤1.5mg/L
余氯:≤0.5mg/L
總鐵:≤0.1mg/L|電廠鍋爐、汽輪機、電氣、水處理等熱電行業技術交流 D e\
`5t m S¬O1b
錳::≤0.05mg/L-w a k1K,g&y m
TOC:≤2mg/L
NTU:≤0.5
溶解性固體:TDS:≤1500mg/L
高壓泵進水水壓:正常0.3--0.4MPa,最低不得低於0.15MPa$] o3Z"b D!H,H
Yq6U
出水指標:硬度:0μmol/L|電廠鍋爐、汽輪機、電氣、水處理等熱電行業技術交流 z2b)U
U¬^ h m&d m
電導:<0.2μs/cm|電廠鍋爐、汽輪機、電氣、水處理等熱電行業技術交流 w i v+H*? I0_7t
回收率:75%5o \*K H c y N&s
SiO2:<20μg/L!J` s:x ?.z _
脫鹽率:一年內>98% 兩年內>97% 五年內>95%
電子級水的技術指標
指標\級別 EW—Ⅰ EWⅡ EW一Ⅲ EW—Ⅳ
電阻率
MΩ·cm(25℃) 18以上 (95%時間)
不低於17 15
(95%時間)
不低於13 12.0 0.5
全硅,最大值,μg/L 2 10 50 1000
>lμm微粒數,最大值,個/mL 0.1 5 10 500
細菌個數,最大值,個/mL 0.01 0.1 10 100
銅,最大值,μg/L 0.2 1 2 500
鋅,最大值, μg/L 0.2 1 5 500
鎳,最大值,μg/L 0.1 1 2 500
鈉,最大值, μg/L 0.5 2 5 1000
鉀,最大值,μg/L 0.5 2 5 500
氯,最大值,μg/L 1 1 10 1000
硝酸根,最大值,μg/L 1 1 5 500
磷酸根,最大值,μg/L 1 1 5 500
硫酸根,最大值,μg/L 1 1 5 500
總有機碳,最大值,μg/L 20 100 200 l000
去離子水的要求不僅僅限於電導率,對可氧化物質、吸光值、蒸發殘渣、可溶性硅都有要求.
F. 膜分離淡化海水,對膜的要求有哪些
海水淡化採用反滲透膜,是一種沒有孔的膜,也叫半透膜,不是篩分原理,是逆向滲透原理。對透過的物質具有選擇性的薄膜稱為半透膜。一般將只能透過溶劑而不能透過溶質的薄膜視為理想的半透膜。當把相同體積的稀溶液和濃液分別置於一容器的兩側,中間用半透膜阻隔,稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜,向濃溶液側流動,濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,形成一個壓力差,達到滲透平衡狀態,此種壓力差即為滲透壓。滲透壓的大小決定於濃液的種類,濃度和溫度與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時,濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動,此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反,這一過程稱為反滲透。
海水淡化用的反滲透膜可以截留海水中的鈣鎂鈉等陽離子,和氯根、硫酸根等陰離子,使水透過。採用錯流過濾,較寬的流道保證了其耐污染性能。但仍然需要用專用清洗劑定期對膜進行再生。
膜的材料一般為聚醚、聚碸和聚醯胺。
G. 哪位高手知道,家用反滲透膜的拖延率是什麼意思
最近針對苦鹹水反滲透膜元件脫鹽率指標,出現了大量的討論。某些膜元件供應商根據標准測試條件下單元件的性能規
范,證明他們的產品有更高的脫鹽率,這些膜元件供應商僅憑其初始單元件脫鹽率指標,與包括陶氏 FILMTEC™元件在內的
競爭品牌作比較,表明其最主要的產品性能區別。
這些膜元件製造商僅僅讓人們關注產品樣本上脫鹽率性能參數卻忽略了影響反滲透元件性能的其它重要因素。更有甚
者,他們未考慮更為重要的事實:在用戶系統條件下反滲透元件實際長期脫鹽率要比膜元件製造商出廠試驗時的單支元件的性能重要得多,因為膜元件的長期穩定性是影響膜系統運行成本、運行管理和維護保養最為重要的因素。
現在,你可能感到困惑,難道膜元件製造商公布的脫鹽率指標不能成為實際系統中的性能預期值嗎?這取決於出廠檢驗的標准條件與用戶系統實際條件的接近程度如何。假定實際系統條件中反滲透系統進水組成出現巨大的變化,包括溫度、壓力和 pH
值在內的其它系統條件與出廠測試條件出現明顯差異,膜元件出廠時獲得的測試結果就根本無法與用戶實際系統的結果較好的吻合。
向左轉|向右轉
此外,膜元件供應商製造膜元件的方法、測試的准備條件和採用的測試條件均對測試結果有很大的影響,僅根據產品樣
本上的脫鹽率,進行有意義和完全對等的比較是很困難的。
當選擇膜元件時,是否意味著應該忽略脫鹽率指標呢?完全不是這個意思。我們強調的是在考慮脫鹽率指標時應該綜合
考慮表徵系統性能的其它重要指標,就是說用戶應該理解各個膜元件製造商是怎樣建立它們的產品性能規范的,以及他們提供的產品性能參數與已有用戶實際系統所表現的實際性能將會有多少差異。讓我們從論述脫鹽率定義和如何測量
RO 元件性 能入手進行討論。
脫鹽率的定義
反滲透膜用於從水中脫除可溶性的鹽份,當水分子快速透過反滲透膜時,溶解性的鹽份透過膜的速度十分緩慢。在自然
滲透條件下,水分子經擴散透過半透性膜進入高濃度含鹽量側,以便膜兩側溶質強度達到平衡。為了克服或逆轉這一自然滲透的趨勢,對高濃度進水施加壓力,就會產生純凈的透過液。
脫鹽率是膜元件排斥可溶解性離子程度的一種量度,反滲透元件能夠脫除許多種不同的離子,除了個別特殊情況外,反
滲透對二價離子比一價離子的脫除率要高,因此,如果膜對 NaCl 表出現優異的脫除率的話,可以預見,膜將會對二價離子
如鐵、鈣、鎂和硫酸根有更好的脫除率。因此,NaCl 被廣泛地用於作為評價反滲透膜元件離子脫除率性能的標准物質。
在此,我們需要重點記住的是,以上僅說明了膜對離子態雜質的脫除性能,膜也能除去或至少承受進水中其它的雜質,
例如有機物、二氧化碳和氣體,當用戶評估反滲透元件時,也應該包括其脫除或承受這些非離子類雜質的能力。
正確考慮脫鹽率
記住在評價反滲透長期綜合性能時,還應包括除脫鹽率之外的其它重要性能指標這一點很關鍵。在選擇反滲透元件時,
膜的通量值、膜元件的流量、系統所需壓力、膜污染的速率、膜的可清洗性和對化學清洗過程的耐受能力以及膜元件的長期
堅固性等等都應是重要的考慮因素。上述每一個影響因素都將影響用戶水處理系統的故障率、總產水量以及與其相關的投資
及運行費用。
仔細分析膜元件製造商所採取的測試條件表明,測試結果就會不一樣,使其無法用樣本上的脫鹽率進行直接比較,並因此對結果產生了誤導。表 1
說明了這一點,這是目前三家主要膜元件供應商所採用的評價條件的比較。
顯然這里沒有統一規定的「標准」測試條件,同時,脫鹽率(包括產水量)採用含鹽份的進水進行測試計算時,它是測
試條件的函數。如果測試採用低濃度的條件(如品牌「Y」)或低回收率(如品牌「X」),獲得的數據就無法與更高條件
下的數值進行比較。陶氏水處理事業部執行的測試條件是目前反滲透工業界最嚴格的。
此外,測定脫鹽率的時間長短對數據結果有十分明顯的影響,這是因為反滲透膜元件的性能僅當達到穩定操作條件時,才能達到最高脫鹽率。測定時間越長,膜元件就越接近這種穩定化的結果與狀態。
正因為製造商測定條件不同,按照一一對應單獨比較樣本中的技術條件,即使不是行不通的話,那也是十分困難的。
膜元件製造工藝的不同如何影響脫鹽率的測定結果
膜元件製造工藝的不同將嚴重影響膜脫鹽率數據,某些反滲透元件製造商採用直接乾燥方法製造膜元件,在生產過程
中,未反應的成膜化學品也被乾燥了,使得膜元件在投入使用前必須將這些化學品沖洗掉,這種膜元件必須沖洗 24 小時以
上,以除去殘留化學品,然後對這些元件進行測定。
在陶氏水處理事業部公司的膜元件生產過程中,無需額外的沖洗步驟除去成膜化學品,在膜乾燥之前,成膜化學品就通過水浴漂洗干凈了,無需 24
小時的沖洗步驟,在測試和裝運前,僅需簡單的元件沖洗即可。
陶氏水處理事業部生產過程與其它制膜廠家的明顯不同之處表明,它們需要額外長時間沖洗,因其膜元件在經過長時間的濕潤後會表現出更高的脫鹽率。某些製造商必須進行
24 小時沖洗,以便溶出殘留化學品,預整定他們的元件,以便在出 廠前得到更好的脫鹽率數據。
膜製造商脫鹽率規范真正意味著什麼?
膜製造商出版的脫鹽率是基於元件出廠質保檢驗所獲得的數據,或是某些膜元件製造者用於分類它們所製造的產品時,在生產後期檢驗所獲得的數據。
【質量保證檢驗】在膜元件生產過程,需要質保(QA)檢驗,特別是在精密製造環境中,以確保元件生產過程中的完 整性,膜製造者所用的 QA
或適應性檢驗是一種鹽水測試,在元件出廠前,在規定的測試條件下,測定元件的脫鹽率和產水 量。雖然,這些 QA
測定條件並不能在實際使用時重現,也不能成為現場使用時的性能參數,許多年來,某此膜製造商卻一 直引導用戶朝測定條件下得到的結果來解釋今後的現場數據。
【元件製成後進行分類檢驗】第二種方式是某些膜元件製造商用於元件成品後再進行測定性能,然後根據性能范圍的不
同來細分他們的產品,當這些製造商的生產過程缺少保證產品高度一致性的精確性生產技術和裝備時,就不得不採用這種分
類檢驗,膜製造商必須測定所有元件的脫鹽率,並分別重新命名產品或標注出用於銷售該類產品時的特殊性能值。
陶氏水處理事業部的精密製造工藝過程及設備不再需要這種等到元件製成後再進行分類檢驗的做法,這是因為在我們先進的生產線上製造出的膜元件,性能非常一致,而且它們的綜合性能也是可預測的。事實上,陶氏水處理事業部的生產過程
與技術是如此的精密,進行產品質保檢驗的脫鹽率檢驗項目也可以一起省略掉,這就是為什麼只有我們可以提供無需通水檢測的乾式膜元件。這樣產生了非常明顯的優勢,由於脫鹽率檢驗不再需要,也不需要對所生產的元件進行濕潤。這意味著從
我們工廠裝運出來的膜元件可以是乾式元件,乾式元件的優點十分明顯:
™ 在裝運和貯存時,無需針對微生物滋生進行保護
™ 膜元件具有更長的貯存期
™ 乾式元件易於搬運,特別是寒冷地區
™ 由於干元件重量輕,運輸成本低
™ 在裝入系統投運時,費時的沖洗膜元件保護液的步驟不再需要
陶氏水處理事業部公司自 1985 年起就開始銷售乾式膜元件,現在我們提供的干元件范圍從家用低壓元件到特大型市政 和工業應用系統中的 8
英寸苦鹹水膜元件,確保全球供應品質的一致性。
系統穩定脫鹽率比 QA 檢驗中的脫鹽率更重要
正如你所看到的,過份注重膜元件製造時所獲得的脫鹽率數據是不全面的,這些數據對幫助你估計實際系統的性能也不是十分有用。
由於膜元件的製造過程不同,膜元件的脫鹽率僅能在經過一個星期左右的「濕態」運行之後進行公正的比較,針對某一
進水水質和系統條件,分析對比膜元件在使用現場所表現的實際性能,就可最好的代表該元件在該現場的脫鹽率情況,因為它消除了人工設計的測試條件、預沖洗和其它測試前進行元件處理的所有誤導因素。
大量的現場測定結果表明時,當元件達到穩定運行條件時,陶氏 FILMTECTM 膜元件的脫鹽率性能均超過我們的 QA 數
值,通常情況下,要經過幾小時運行之後,事實上,許多操作者發現陶氏 FILMTECTM膜元件在剛投運時就表現出遠高於樣本
規定的最低脫鹽率。這也反映了其它品牌膜元件裝運過程中或按裝前的貯存與浸泡在保護液中的影響結果。
基本的現象是在實際水處理系統中,陶氏 FILMTECTM 元件常常表現出 99.5%以上的穩定脫鹽率,當然,正如所有膜元件
一樣,系統進水水源情況和操作條件將會是影響某一特定水處理系統的實際脫鹽率的決定性因素。
難道經過初始幾小時的運行後,對所有的膜元件的脫鹽均會有所提高嗎?未必這樣。如果膜元件在製造商那兒進行脫鹽率檢驗前已經過 24
小時的沖洗,它的脫鹽率就已經達到高峰值,當在系統實際運行條件下隨著時間的增加,若脫鹽率有增 加的話,其可能性也是很少的。
絕大多數情況是,如果膜元件經過了標准測試條件下,經歷非常長測定時間的出廠檢驗,這類膜元件一旦投入運行,它
們會以出廠時的脫鹽率水平作為最高起點,開始下降。相反,對大量反滲透膜元件的使用現場觀察表明陶氏 FILMTECTM膜元
件對於大量的水源和極寬的操作條件,顯示了非常高的脫鹽率穩定性。
H. 急:高分求助:水處理一級反滲透加還原劑亞硫酸氫鈉後為什麼ORP會升高
各種原水中均含有一定濃度的懸浮物和溶解性物質。懸浮物主要是無機鹽、膠體和微生物、藻類等生物性顆粒。溶解性物質主要是易溶鹽(如氯化物)和難溶鹽(如碳酸鹽、硫酸鹽和硅酸鹽)金屬氧化物,酸鹼等。在反滲透過程中,進水的體積在減少,懸浮顆粒和溶解性物質的濃度在增加。懸浮顆粒會沉積在膜上,堵塞進水流道、增加摩擦阻力(壓力降)。難溶鹽在超過其飽和極限時,會從濃水中沉澱出來,在膜面上形成結垢,降低RO膜的通量,增加運行壓力和壓力降,並導致產品水質下降。這種在膜面上形成沉積層的現象叫做膜污染,膜污染的結果是系統性能的劣化。需要在原水進入反滲透膜系統之前進行預處理,去除可能對反滲透膜造成污染的懸浮物、溶解性有機物和過量難溶鹽組分,降低膜污染傾向。對進水進行預處理的目的是改善進水水質,使RO膜獲得可靠的運行保證。
對原水進行預處理的效果反映為TSS、TOC、COD、BOD、LSI及鐵、錳、鋁、硅、鋇、鍶等污染物水質指標的絕對值降低,在上一章中有對於這些污染物水質指標的詳細描述。表徵膜污染傾向的另外一個重要的水質指標是SDI。通過預處理,除了要將上述指標降到反滲透膜系統進水要求的范圍內,還有重要的一點是盡量降低SDI,理想的SDI(15分鍾)值應小於3。
5.1化學預處理
為了改善反滲透系統的操作性能,在進水中可以加入添加下列一些葯劑:酸、鹼、殺菌劑、阻垢劑和分散劑。
1 加酸-防止結垢
在進水中可以加入鹽酸(HCl)、硫酸(H2SO4)來降低pH。硫酸價格便宜、不會發煙腐蝕周圍的金屬元器件,而且膜對硫酸根離子的脫除率較氯離子高,所以硫酸比鹽酸更為常用。沒有其他添加劑的工業級硫酸即適宜於反滲透使用,商品硫酸有20%和93%兩種濃度規格。93%的硫酸也稱為66波美度硫酸。在稀釋93%硫酸時一定要小心,在稀釋到66%時發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,以免水溶液局部發熱沸騰。鹽酸主要在可能產生硫酸鈣或硫酸鍶結垢時使用。使用硫酸會增加反滲透進水中的硫酸根離子濃度,直接導致硫酸鈣結垢傾向增加。工業級的鹽酸(無添加劑)購買非常方便,商品鹽酸一般含量為30-37%。降低pH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結垢的傾向,即降低朗格里爾指數(LSI)。LSI是低鹽度苦鹹水中碳酸鈣的飽和度,表示碳酸鈣結垢或腐蝕的可能性。在反滲透水化學中,LSI是確定是否會發生碳酸鈣結垢的是個重要指標。當LSI為負值時,水會腐蝕金屬管道,但不會形成碳酸鈣結垢。如果LSI為正值,水沒有腐蝕性,卻會發生碳酸鈣結垢。LSI由碳酸鈣飽和的pH減去水的實際pH。碳酸鈣的溶解度隨溫度的上升而減小(水壺中的水垢就是這樣形成的),隨pH、鈣離子的濃度即鹼度的增加而減小。LSI值可以通過向反滲透進水中注入酸液(一般是硫酸或鹽酸)即降低pH的方法來調低。推薦的反滲透濃水的LSI值為0.2(表示濃度低於碳酸鈣飽和濃度0.2個pH單位)。還可以使用聚合物阻垢劑來防止碳酸鈣沉澱,一些阻垢劑供應商聲稱其產品可以使反滲透濃水的LSI高達+2.5(比較保守的設計是LSI為+1.8)。
2 加鹼-提高脫除率
在一級反滲透中加鹼使用較少。在反滲透進水中注入鹼液用來提高pH。一般使用的鹼劑只有氫氧化鈉(NaOH),購買方便,而且易溶於水。一般不含其他添加劑的工業級氫氧化鈉便可滿足需要。商品氫氧化鈉有100%的片鹼,也有20%和50%的液鹼。在加鹼調高pH時一定要注意,pH升高會增加LSI、降低碳酸鈣及鐵和錳的溶解度。最常見的加鹼應用是二級RO系統。在二級反滲透系統中,一級RO產水供給二級RO作為原水。二級反滲透對一級反滲透產水進行「拋光」處理,二級RO產水的水質可達到4兆歐。在二級RO進水中加鹼有4個原因:
a.在pH8.2以上,二氧化碳全部轉化為碳酸根離子,碳酸根離子可以被反滲透脫除。而二氧化碳本身是一種氣體,會隨透過液自由進入RO產水,對於下游的離子交換床拋光處理造成不當的負荷。
b.某些TOC成分在高pH下更容易脫除。
c.二氧化硅的溶解度和脫除率在高pH下更高(特別是高於9時)。
d.硼的脫除率在高pH下也較高(特別是高於9時)。
加鹼應用有一個特例,通常被叫做HERO(高效反滲透系統)過程,將進水pH調到9或10。一級反滲透用來處理苦鹹水,苦鹹水在高pH下會有污染問題(比如硬度、鹼度、鐵、錳等)。預處理通常採用弱酸性陽離子樹脂系統和脫氣裝置來除去這些污染物。
3 脫氯葯劑-消除余氯
RO及NF進水中的游離氯要降到0.05ppm以下,才能達到聚醯胺復合膜的要求。除氯的預處理方法有兩種,粒狀活性炭吸附和使用還原性葯劑如亞硫酸鈉。在小系統(50-100gpm)中一般採用活性碳過濾器,投資成本比較合理。推薦使用酸洗處理過的優質活性炭,去除硬度、金屬離子,細粉含量要非常低,否則會造成對膜的污染。新安裝的碳濾料一定要充分淋洗,直到碳粉被完全除去為止,一般要幾個小時甚至幾天。我們不能依靠5μm的保安過濾器來保護反滲透膜不受碳粉的污染。碳過濾器的好處是可以除去會造成膜污染的有機物,對於所有進水的處理比添加葯劑更為可靠。但其缺點是碳會成為微生物的飼料,在碳過濾器中孳生細菌,其結果是造成反滲透膜的生物污染。
亞硫酸氫鈉(SBS)是較大型RO裝置選用的典型還原劑。將固體偏亞硫酸氫鈉溶解在水中配製成溶液,商品偏亞硫酸氫鈉的純度為97.5-99%,乾燥儲存期6個月。SBS溶液在空氣中不穩定,會與氧氣發生反應,所以推薦2%的溶液的使用期為3-7天, 10%以下的溶液使用期為7-14天。從理論上講,1.47ppm的SBS(或0.70ppm偏亞硫酸氫鈉)能夠還原1.0ppm的氯。設計時考慮到工業苦鹹水系統的安全系數,設定SBS的添加量為每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游,設置距離要保證在進入膜元件有29秒的反應時間。推薦使用適當的在線攪拌裝置(靜態攪拌器)。
SBS脫氯反應:
·Na2S2O5 (偏亞硫酸鈉)+ H2O =2 NaHSO3 (亞硫酸氫鈉)
·NaHSO3 + HOCl =NaHSO4 (硫酸氫鈉) + HCl (鹽酸)
·NaHSO3 + Cl2 + H2O =NaHSO4 + 2 HCl
採用SBS脫氯的好處是在大系統中比碳過濾器的投資較少,反應副產物及殘余SBS易於被RO脫除。
SBS脫氯的缺點是需要人工混合小體積的葯劑,在脫氯系統沒有設計足夠的監測控制儀器時增加了氯對膜的威脅,而且在少數情況下進水中存在硫還原菌(SBR),亞硫酸會成為細菌營養幫助細菌的繁殖。SBR通常在淺層井水厭氧環境下有發現,硫化氫(H2S)作為SBR的代謝產物會同時存在。
脫氯過程的監測可採用游離氯監測儀,用以監測殘余亞硫酸根的濃度,還可以採用ORP監測儀。推薦的方法是監測殘余亞硫酸根的濃度,以保證有足夠的亞硫酸根來還原氯。大多數商業化氯監測儀的撿出濃度為0.1ppm,這個值是CPA膜的余氯上限。直接利用ORP監測儀監控亞硫酸根濃度的方法不夠可靠,這種測定水中氧化還原電位的儀器的基線變化難以預測。
CPA膜的耐氯能力大概在1000-2000ppm小時(透鹽率增加一倍),1000ppm小時等於在0.038ppm余氯下運行3年。需要注意的是,在一些情況下發現耐氯能力會因溫度升高(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50,000-200,000ppm小時(發生透鹽率明顯增加),這個值相當於在RO進水中含有1.9-7.6ppm的氯胺,膜可以運行3年。同樣,在溫度升高、pH降低和過渡金屬存在時,膜的耐氯胺能力會變化。
在加州的一個三級廢水處理裝置上發現,在氯胺濃度6-8ppm進水條件下,膜的脫鹽率在2-3年內從98%降到了96%。設計者要注意在氯胺化之後進行脫氯還是必要的。氯胺是混合氯和氨的產物,游離氯對膜的降解作用要比氯胺強得多,如果氨量欠缺時會有游離氯存在。因此,使用過量的氨是非常關鍵的,系統監測要確保這一點。
4 阻垢劑和分散劑
許多阻垢劑生產廠商可提供各種用於反滲透和納濾系統性能改善的阻垢劑和分散劑。阻垢劑是一系列用於阻止結晶礦物鹽的沉澱和結垢形成的化學葯劑。大多數阻垢劑是一些專用有機合成聚合物(比如聚丙烯酸、羧酸、聚馬來酸、有機金屬磷酸鹽、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。反滲透系統阻垢劑技術由冷卻循環水和鍋爐用水化學演變而來。對為數眾多各式各樣的阻垢劑,在不同的應用場合和所採用的有機化合物所取得的效果和效率差別很大。
採用聚丙烯酸類阻垢劑時要特別小心,在鐵含量較高時可能會引起膜污染,這種污染會增加膜的操作壓力,有效清除這類污染要進行酸洗。
如果在預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要特別注意。會產生一種粘稠的粘性污染物,污染會造成操作壓力增加,而且這種污染物清洗非常困難。
六偏磷酸鈉(SHMP)是早期在反滲透中使用的一種普通阻垢劑,但隨著專用阻垢劑的出現,用量已經大大減少了。SHMP的使用有一些限制。每2-3天要配製一次溶液,因為暴露在空氣中會水解,發生水解後不僅會降低阻垢效果,而且還會造成磷酸鈣結垢的可能性。使用SHMP可減少碳酸鈣結垢,LSI可達到+1.0。
阻垢劑阻礙了RO進水和濃水中鹽結晶的生長,因而可以容許難溶鹽在濃水中超過飽和溶解度。阻垢劑的使用可代替加酸,也可以配合加酸使用。有許多因素會影響礦物質結垢的形成。溫度降低會減小結垢礦物質的溶解度(碳酸鈣除外,與大多數物質相反,它的溶解度隨溫度升高而降低),TDS的升高會增加難溶鹽的溶解度(這是因為高離子強度干擾了晶種的形成)。
最常見的結垢性無機鹽有:
◆ 碳酸鈣(CaCO3)
◆ 硫酸鈣(CaSO4)
◆ 硫酸鍶(SrSO4)
◆ 硫酸鋇(BaSO4)
不太常見的結垢性礦物質有:
磷酸鈣(Ca3(PO4)2)
氟化鈣(CaF2)
分散劑是一系列合成聚合物用來阻止膜面上污染物的聚集和沉積。分散劑有時也叫抗污染劑,通常也有阻垢性能。對於不同的污染物,不同的分散劑的效率區別很大,所以要知道所對付的污染物是什麼。
需要分散劑處理的污染物有:
● 礦物質結垢
● 金屬氧化物和氫氧化物(鐵、錳和鋁)
● 聚合硅酸
● 膠體物質(指那些無定型懸浮顆粒,可能含有土、鐵、鋁、硅、硫和有機物)
● 生物性污染物
硅酸的超飽和溶解度難以預測,在水中有鐵存在時,會形成硅酸鐵,硅酸的最大飽和濃度會大大降低。其他的因素還有溫度和pH值。預測金屬氧化物(如鐵、錳和鋁)也非常困難。金屬離子的可溶解形式容許較高飽和度,不溶性離子形式更像是顆粒或膠體。
理想的添加量和結垢物質及污染物最大飽和度最好通過葯劑供應商提供的專用軟體包來確定。在海德能反滲透設計軟體中採用的是較為保守的難溶鹽超飽和度估算。過量添加阻垢劑/分散劑會導致在膜面上形成沉積,造成新的污染問題。在設備停機時一定要將阻垢劑及分散劑徹底沖洗出來,否則會留在膜上產生污染問題。在用RO進水進行低壓沖洗時要停止向系統注入阻垢劑及分散劑。
阻垢劑/分散劑注入系統的設計應該保證在進入反滲透元件之前能夠充分混合,靜態攪拌器是一個非常有效的混合方法。大多數系統的注入點設在RO進水保安過濾器之前,通過在過濾器中的緩沖時間及RO進水泵的攪拌作用來促進混合。如果系統採用加酸調節pH,推薦加酸點要在上游足夠遠的地方,在到達阻垢劑/分散劑注入點之前已經完全混合均勻。
注入阻垢劑/分散劑的加葯泵要調到最高注射頻率,建議的注射頻率是最少5秒鍾一次。阻垢劑/分散劑的典型添加量為2-5ppm。為了讓加葯泵以最高頻率工作,需要對葯劑進行稀釋。阻垢劑/分散劑商品有濃縮液,也有固體粉末。稀釋了的阻垢劑/分散劑在儲槽中會被生物污染,污染的程度取決於室溫和稀釋的倍數。推薦稀釋液的保留時間在7-10天左右。正常情況下,未經稀釋的阻垢劑/分散劑不會受到生物污染。
下面的表-2給出一些葯劑廠商提供的加阻垢劑後,RO濃水中難溶鹽最大飽和度,以及海德能設計軟體所採用的保守警戒值。這些數值基於濃水的情況,以正常未加葯時的飽和度為100%計算。海德能一直推薦用戶要向廠商確證其產品的實際效率。
選擇阻垢劑/分散劑的另外一個主要問題是要保證與反滲透膜完全兼容。不兼容葯劑會造成膜的不可逆損壞。海德能相信供應商會進行葯劑的RO膜兼容性測試和效率測試。我們建議用戶向阻垢劑和分散劑廠商咨詢下列一些問題:
● 與相關RO膜的兼容性如何?
● 有沒有成功運行1000小時以上的最終用戶列表?
● 與反滲透進水中的任何成分(比如鐵、重金屬、陽離子聚電解質等)有沒有不可逆反應?
● 推薦添加量和最大添加量是多少?
● 有沒有特殊的排放問題?
● 是否適於飲用水應用(有必要時)?
● 該廠商還供應與阻垢劑相容的混凝劑、殺菌劑和清洗劑等其他反滲透葯劑嗎?
● 該廠商是否提供膜解剖或元件清洗一類的現場技術服務?
表-2 加阻垢劑後難溶鹽最大飽和度
垢物或污染物
葯劑廠商推薦值
海德能推薦的保守值
碳酸鈣LSI 值
+ 2.9
+ 1.8
硫酸鈣
400%
230%
硫酸鍶
1,200%
800%
硫酸鋇
8,000%
6,000%
氟化鈣
12,000%
未給出
硅酸
300 ppm 或更高
100%
鐵
5 ppm
未給出
鋁
4 ppm
未給出
5.2軟化預處理
原水中含有過量的結垢陽離子,如Ca2+、Ba2+和Sr2+等,需要進行軟化預處理。軟化處理的方法有石灰軟化和樹脂軟化。
1石灰軟化
在水中加入熟石灰即氫氧化鈣可去除碳酸氫鈣,反應式為:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2→2CaCO3↓ +Mg(OH)2+2H2O
非碳酸硬度可加入碳酸鈉(純鹼)得到進一步降低:
CaCl2 + NaCO3→2NaCl + Ca(CO3)↓
石灰-純鹼軟化處理還可降低二氧化硅的含量,在加入鋁酸鈉和三氯化鐵時會形成碳酸鈣以及硅酸、氧化鋁和鐵的復合物沉澱。通過加入多孔氧化鎂和石灰的混合物,採用60-70℃熱石灰脫硅酸工藝,能將硅酸濃度降低到1mg/L以下。
通過石灰軟化也可顯著去除鋇、鍶和有機物,但石灰軟化處理的問題是需要使用反應器以便在高濃度下形成沉澱晶種,通常要採用上升流固體接觸澄清器。過程出水還需要設置多介質過濾器,並在進入膜單元之前要調節pH。使用含鐵混凝劑,無論是否同時使用聚合物絮凝劑(陰離子型和非離子型),均可提高石灰軟化的固液分離效果。
只有大型苦鹹水/廢水系統(大於200m3/H)才會考慮選擇石灰軟化工藝。
2樹脂軟化
a.強酸型樹脂軟化
使用鈉離子置換除去結垢型陽離子,如Ca2+、Ba2+、Sr2+,樹脂交換飽和後用鹽水再生。鈉離子軟化法在常壓鍋爐水處理中廣泛應用。這種處理方法的弊端是耗鹽量高,增加了運行費用,另外還有廢水排放問題。
b.弱酸型樹脂脫鹼度
主要在大型苦鹹水處理系統中採用弱酸陽離子交換樹脂脫鹼度,脫鹼度處理是一種部分軟化工藝,可以節約再生劑。通過弱酸性樹脂處理,用氫離子交換除去與碳酸氫根相同當量(暫時硬度)的Ca2+、Ba2+和Sr2+等,這樣原水的pH值會降低到4-5。由於樹脂的酸性基團為羧基,當pH達到4.2時,羧基不再解離,離子交換過程也就停止了。因此,僅能實現部分軟化,即與碳酸氫根相結合的結垢陽離子可以被除去。因此這一過程對於碳酸氫根含量高的水源較為理想,碳酸氫根也可轉化為CO2。
HCO3-+H+=H2O+CO2
一般不希望水中有二氧化碳,必要時要對原水或產水進行脫氣,在有生物污染可能時(地表水,高TOC或高菌落總數),對產水脫氣更為合適。在膜系統中高CO2濃度可以抑制細菌的生長。當希望系統運行在較高的脫鹽率時,採用原水脫氣較為合適,脫除CO2將會引起pH的增高,進水pH>6時,膜系統的脫除率比進水pH<5時要高。
● 再生所需要的酸量不大於105%的理論耗酸量,這樣會降低操作費用和對環境的影響;
● 通過脫除碳酸氫根,降低了水中的TDS,這樣產水TDS也較低;
弱酸型樹脂處理的缺點是:
● 殘余硬度
如果需要完全軟化,可以增設強酸陽樹脂的交換過程,甚至放置在弱酸樹脂同一交換柱中,這樣再生劑的耗量仍比單獨使用強酸樹脂時低,但是初期投入較高,這一組合僅當系統容量很大時才有意義。
另一種克服這一缺點的方法是在脫鹼度的水中加阻垢劑,雖然迄今為止,人們單獨使用弱酸樹脂脫鹼時,還未出現過結垢問題,但是我們仍極力建議你計算殘留難溶鹽的溶解度,並採取相應的措施。
● 處理過程中水會發生pH變化
因樹脂的飽和程度在運行時發生變化,經弱酸脫鹼處理的出水其pH值將在3.5-6.5范圍內變化,這種周期性的pH變化,使工廠脫鹽率的控制變的很困難。當pH<4.2時,無機酸將透過膜,可能會增加產水的TDS,因此,我們推薦用戶增加一個並聯弱酸軟化器,控制在不同時間進行再生,以便均勻弱酸處理出水pH,其它防止極低pH值出水的方法是脫除CO2或通過投加NaOH調節弱酸軟化後出水的pH值。
5.3去除膠體和顆粒物
1介質過濾
從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質過濾。多介質過濾器以成層狀的無煙煤、石英砂、細碎的石榴石或其他材料為床層。床的頂層由質輕和質粗品級的材料組成,而最重和最細品級的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾——水中較大的顧粒在頂層被除去,較小的顆粒在過濾器介質的較深處被除去。
在單一介質過濾器中,最細的顆粒材料反洗至床的頂部。大多數過濾發生在床頂部5cm區域內,其餘作為支撐介質。有一泥漿層形成。雖然單一介質過濾器的濾速限制為81.5—163L/(min.m2)過濾面積,多介質過濾器的水力過程流速可高達815L/(min.m2),但因高水質的要求,通常在RO預處理中流速限制在306L/(min.m2)。
由於膠體懸浮物既很細小又由於介質電荷之間的排斥,所以單獨過濾不起作用。在這些情況下,在過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學葯品。常用的絮凝劑有三氯化鐵、礬和陽離子聚合物。因為陽離子聚合物在低劑量下就有效果,且不明顯地增加過濾器介質的固體負荷,所以最常用。另一方面,如果陽離子聚合物進入現在採用的某些最通用的膜上,則它們卻是非常強的污染物。很少量的陽離子聚合物就能堵塞這些膜,且往往難以去除。務須謹記當用陽離子聚合物作為過濾助劑時,必須小心使用。
2除鐵、錳——氧化過濾
通常含鹽量為苦鹹水范圍的某些井水呈還原態,典型特點是含有二價的鐵和錳,有時還會存在硫化氫和氨。如果對這類水源進行氯化處理,或當水中含氧量超過5mg/L時,Fe2+將轉化為Fe3+形成難溶解性的膠體氫氧化物顆粒。鐵和錳的氧化反應如下:
4Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3+8CO2
4Mn(HCO3)2+O2+2H2O→4Mn(OH)3+8CO2
由於鐵的氧化在很低的pH值時就會發生,因而出現鐵污染的情況要比錳污染的情況要多,即使SDI小於5,RO進水的鐵含量低於0.1mg/L,仍會產生鐵污染的問題。鹼度低的進水鐵離子含量要高,這是因為FeCO3的溶解度會限制Fe2+的濃度。
處理這類水源的一種方法時防止整個RO過程中與空氣和任何氧化劑如氯的接觸。低pH值有利於延緩Fe2+的氧化,當pH<6,氧含量<0.5mg/L時,最大允許Fe2+濃度4mg/L,另一種是用空氣、Cl2或KMnO4氧化鐵和錳,將所形成的氧化物通過介質過濾器除去,但需要主要的是,由硫化氫氧化形成的膠體硫可能難以由過濾器除去,在介質過濾器內添加氧化劑通過電子轉移氧化Fe2+,即可一步同時完成氧化和過濾。
海綠石就是這樣一種粒狀過濾介質,當其氧化能力耗盡時,它可通過KMnO4的氧化來再生,再生後必須將殘留的KMnO4完全沖洗掉,以防止對膜的破壞。當原水中含Fe2+的量小於2mg/L時,可以採用這一處理方法,如原水中含更高的Fe2+的量小於2mg/L時,可以採用這一處理方法,如原水中含更高的Fe2+時,可在過濾器進水前連續投加KMnO4,但是在這種情況下,必須採取措施例如安裝活性炭濾器以保證沒有高錳酸鉀進入膜元件內。
Birm過濾也可以有效地用於從RO/NF進水中去除Fe2+,Birm是一種硅酸鋁基體上塗有二氧化錳形成沉澱,並且通過濾器反洗可將這些沉澱沖出濾器。由於該過程pH將升高,可能會發生LSI值變化,因而要預防濾器和RO/NF系統內出現CaCO3沉澱。
3 微絮凝
如果過濾前對原水中的膠體進行絮凝或混凝處理,可以大幅度地提高介質過濾器效率,使出水的SDI降低到5左右。硫酸鐵和三氯化鐵可以用於對膠體表面的負電荷進行失穩處理,將膠體捕捉到新生態的氫氧化鐵微小絮狀物上,使用含鋁絮凝劑其原理相似,但因其可能有殘留鋁離子污染問題,並不推薦使用,除非使用高分子聚合鋁。迅速的分散和混合絮凝劑十分重要,建議採用靜態混合器或將注入點設在增壓泵的吸入段,通常最佳加葯量為10-30mg/L,但應針對具體的項目確定加葯量。
為了提高混凝劑絮體的強度進而改進它們的過濾性能,或促進膠體顆粒間的架橋,絮凝劑與混凝劑一起或單獨使用,絮凝劑為可溶性的高分子有機化合物,如線性的聚丙烯醯胺,通過不同的活性功能團,它們可能表現為陽離子性、陰離子性或中性非離子性。混凝劑和絮凝劑可能直接或間接地影響RO膜,間接的影響如它們的反應產物形成沉澱並覆蓋在膜面上,例如當過濾器發生溝流而使混凝劑絮體穿過濾器並發生沉澱;當使用鐵或鋁混凝劑,但沒有立即降低pH值時,在RO階段或因進水濃縮誘發過飽和現象,就會出現沉澱,還有在多介質濾器後加入化合物也會產生沉澱反應,最常見的是投加阻垢劑,幾乎所有的阻垢劑都是荷負電的,將會與水中陽離子性的絮凝劑或助凝劑反應而污染RO膜。
當添加的聚合物本身影響膜導致通量的下降,這屬於直接影響。為了消除RO/NF膜直接和間接的影響,陰離子和非離子的絮凝劑比陽離子的絮凝劑合適,同時還須避免過量添加。
4微濾/超濾
採用超濾/微濾預處理工藝的反滲透/納濾系統叫做集成膜系統(IMS)。與採用傳統預處理工藝的反滲透系統相比,IMS設計具有一些明顯的優勢。
● MF/UF透過液水質更好。SDI和濁度更低,明顯降低了對反滲透的膠體和有機物、微生物污染負荷。
● 由於膜在這里是污染物的絕對屏障,MF/UF濾液的高質量可以保持穩定。即便是地表水和廢水等水質波動異常頻繁的水源,這種穩定性也不會改變。
● 由於膠體污染減少,反滲透系統的清洗頻率明顯降低。
● 與一些傳統過濾工藝相比,MF/UF系統操作更容易,耗時更少。
● 與採用大量化學品的傳統工藝相比,MF/UF濃縮廢液的處置比較容易。
I. 硫酸根對反滲透膜有什麼危害
硫酸根本身對反滲透膜應該沒什麼危害,但如果硫酸根與鈣、鋇、鍶離子同時存回在時,會引起答反滲透膜表面大量沉澱現象,而且硫酸鋇對硫酸鈣和硫酸鍶的形成起促進作用。這也是大多數凈水企業的面臨的難題,據說四季沐歌商用凈水好像一直走在行業前列。
J. 稀硫酸水可以用反滲透膜嗎
要看濃度。反滲透膜一般不耐酸。就算用的話 壽命也不長,不過有專門的耐酸納濾膜,要看您具體想分離什麼物質