膜系统常见污染问题及控制

作者:王朝辉    文章来源:不详    点击数:    更新时间:2007-6-28
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      反渗透系统在日常的运行中,难免会出现系统的无机物结垢、胶体颗粒物的沉积、微生物的滋生、化学污染以及其它问题,这些因素影响着系统安全稳定的运行。下面主要阐述膜系统在日常中出现的问题及控制方法。

      一、无机物的结垢

      在水中存在Ca2、Mg2、Ba2、Sr2、CO32、SO42、PO43、SiO2等离子。在一般的情况下是不会造成无机物结垢,但是在反渗透系统中,由于源水一般浓缩4倍,并且pH也有较大的提高,因此比较难溶解的物质就会沉积,在膜表面形成硬垢,导致系统压力升高、产水量下降,严重的还会造成膜表面的损伤,使系统脱盐率降低。

      衡量水质是否结垢有两种计算方法:

      控制苦咸水结垢指标

      对于浓水含盐量TDS≤10,000mg/L的苦咸水,朗格利尔指数(LSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标:

      LSIC=pHC-pHS

      式中:LSIC:反渗透浓水的朗格利尔指数

      pHC:反渗透浓水pH值

      pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值

      当LSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。

      控制海水及亚海水结垢指标及处理方法:

      当浓水含盐量TDS>10,000mg/L的高盐度苦咸水或海水水源,斯蒂夫和大卫饱和指数(S&DSIC)作为表示CaCO3结垢可能性的指标。

      S&DSIC=pHC-pHS

      式中:S&DSIC:反渗透浓水的斯蒂夫和大卫饱和指数

      pHC:反渗透浓水pH值    

      pHS:CaCO3溶液饱和时的pH值

      当S&DSIC≥0,就会出现CaCO3结垢。

      其它无机盐结垢预处理的控制方案

      碳酸钙结垢预处理的控制方案

      在反渗透系统的结垢中,以碳酸盐垢为主,大多数地表水和地下水中的CaCO3几乎呈饱和状态,由下式表示CaCO3化学平衡:

      Ca2+ + HCO3  <--->  H+ + CaCO3

      从化学平衡式可以看出,要抑制CaCO3的结垢,有几种途径:

      降低Ca2+的含量

      降低了Ca2+含量,可以使化学平衡向左侧移动,不利于形成CaCO3垢。

      达到这种目的的方法有:离子交换软化法、石灰软化法、电渗析、纳滤等方法,他们都能有效地降低的Ca2+含量,从而达到抑制钙垢的生成。

      Ca2+的增溶

      主要是以增加Ca2+的溶解度,从而降低结垢的风险。

      方法:添加螯合剂、阻垢剂,增加Ca2+的溶解度,使平衡向左移动。

      调节pH值

      主要是通过添加无机酸,从而提高H+的浓度,使平衡向左移动。化学原理如下:

      CO2 + H2O <---> H2CO3          ――――⑴

      H2CO3 <---> H+ + HCO3-         ――――⑵

      HCO3- <---> H+ + CO32-          ――――⑶

      

      离子交换除碱法

      主要是通过降低CO32-的浓度来降低碳酸钙结垢的风险。

      硫酸钙结垢预处理的控制方案

      离子交换除钙

      石灰软化除钙

      添加反渗透专用阻垢剂

      氟化钙结垢预处理的控制方案

      离子交换除钙

      石灰软化除钙

      阴树脂交换

      添加反渗透专用阻垢剂

      硫酸锶结垢预处理的控制方案

      离子交换除锶

      阴树脂交换

      添加

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