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  纯水知识  
反渗透预处理系统预防的结垢类型及处理方案
反渗透预处理系统预防的结垢类型及处理方案
  4.4.1 预防碳酸钙结垢
    苦咸水水源
  对于浓水含盐量TDS≤10000mg/L,朗格利尔指数LSIC作为表示碳酸钙结垢可能性的指标。
  LSIC的调节
  大多数天然水未经处理时,LSIC将会是正值,为了防止碳酸钙结垢,除非在膜系统进水中投加阻垢剂或采取前面介绍的预防性清洗措施,否则必须确保LSIC为负值。
  控制碳酸钙结垢的条件为:
     LSIC<0,不需要投加阻垢剂;
  LSIC≤1.8-2.0,单独投加阻垢剂或完全采用化学软化;
  LSIC>1.8-2.0,加酸至LSIC达1.8-2.0,然后投加阻垢剂,或完全采用化学软化。
  海水水源
  当浓水含盐量TDS>10000mg/L高研读苦咸水或海水水源,斯蒂夫和大卫饱和指数作为表示碳酸钙结垢可能性的指标。
  【S&DSIC的调节】
     大多数天然高含盐量未经处理时,S&DSIC一般为正值,为了防止碳酸钙结垢,必须通过加酸使S&DSIC变为负值,如果通过投加阻垢剂防止碳酸钙沉淀的话,S&DSIC值可以为正值,最大允许S&DSIC值和所需要的阻垢剂投加量,请参考阻垢剂制造商的技术资料。如果上述条件不能满足,就必须采取以下措施:
  降低回收率,知道S&DSIC值满足上述任一条件的规定;
  采用石灰或石灰一纯碱软化方法,脱出进水中的钙硬和碱度,直到S&DSIC值满足上述任一条件的规定;
  在进水中加酸,直到S&DSIC值满足上述任一条件的规定。
  针对海水淡化系统,通常投加硫酸,其加入量为10mg/L,以达到ph7,使浓水S&DSIC保证负值。
  4.4.2 预防硫酸钙结垢
  就硫酸钙而言,采用下述措施之一,就可以实现更高的反渗透回收率:
  强酸阳树脂软化或弱酸阳树脂除碱,可以进行钙到的全部或部分脱出;
  石灰或石灰一纯碱软化,降低水中钙离子的浓度;
  根据阻垢剂供应商的规定,在进水中投加阻垢剂,或降低系统回收率。
  4.4.3 预防硫酸钡结垢
  硫酸钡是所有碱土金属中溶解性最低的盐类,当进水中存在硫酸钡时,会引起大量的沉淀现象,这是因为它对硫酸钙和硫酸锶垢的形成起促进作用。
  大多数天然水中,钡的含量会导致浓水中硫酸钡的沉淀,海水中的钡极限浓度为小于15μg/L,苦咸水中钡的极限浓度为小于5μg/L,当前面加入硫酸的话,则应小于2μg/L。预防措施与硫酸钙的预防措施相同。
  4.4.4 预防硫酸锶结垢
  预防措施与硫酸钙的预防措施相同。
  4.4.5 预防氟化钙结垢
  如果钙的浓度较高,只要水中负离子的含量达到0.1μg/L,就有可能产生氟化钙沉淀。预防措施与硫酸钙的预防措施相同。
  4.4.6 预防硅垢
  大多数水源溶解性二氧化硅的含量在1-100mg/L.过饱和二氧化硅能够自动聚合形成不溶性的胶体硅或胶状硅,引起膜的污染。浓水中的最大允许二氧化硅浓度取决于二氧化硅的溶解度。
  浓水中硅的结垢倾向于进水中的情形不同,这是因为二氧化硅浓度增加的同时,浓水的PH值也在变化,这样二氧化硅的结垢计算要根据原水水质和反渗透的操作而定。
  如果出现一定量的金属,可能会通过形成金属硅酸盐改变二氧化硅的溶解度。硅结垢的发生大多数为水中存在铝或铁。因此,如果存在硅的话,应保证水中没有铝或铁,并且推荐使用1μm的保安过滤器滤芯,同时采取预防性的酸性清洗措施。
  为了提高回收率,进行石灰一纯碱软化预处理时,应添加氧化镁或铝酸钠以减少进水中的二氧化硅浓度,同时确保软化过程有效运转十分重要,以防止反渗透系统会出现难溶金属硅酸盐;
  由于PH值低于7或高于7.8,可以增加硅的溶解度,就防止硅的结垢而言,加酸或加碱可以提高水的回收率,但在高PH条件下,要防止碳酸钙的沉淀。
  当采用热交换器增加进水温度时,就二氧化硅的结垢而言,可以显著地提高水的回收率,但膜系统的最高允许温度为45℃;
  高分子量的聚丙烯酸酯阻垢剂可以用于增加二氧化硅的溶解度
    4.4.7 预防磷酸钙结垢
  出现磷酸钙结垢的情况不太普遍,但是自从反渗透用于市政废水的处理时,情况就变了,目前,由于水资源的短缺,市政废水循环再利用成为反渗透的主要应用领域之一,伴随这种大规模应用领域的出现,必须采用针对磷酸盐结垢的预防措施。
  磷是自然界的丰度元素,存在于许多化合物中,在天然水和废水中,含磷化合物的存在形成为:
  颗粒状磷酸盐;
  正磷酸盐,根据PH值不同,正磷酸盐的表现形态为磷酸,在中性废水中以磷酸氢根离子形式为主要成分;
 聚合磷酸盐,这是纺织品洗涤剂或其他洗涤产品中的重要成份,因产品的种类而异,一般含有2-7个磷原子;
  有机磷,它是生命体的必须元素。
  最常见的含磷矿为磷灰石,这是各种氢氧根离子、氯离子、氟离子基团的磷酸钙,其他的含磷矿物质有时含有铝或铁,下列含磷化合物的溶解偏低,会引起RO/NF的运行结垢。

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