反滲透預(yù)處理

1反滲透預(yù)處理的重要性反滲透處理苦咸水雖具有很多優(yōu)點(diǎn)，但反滲透膜對(duì)進(jìn)水水質(zhì)卻有一定要求，若達(dá)不到要求然會(huì)導(dǎo)致膜的污染重會(huì)導(dǎo)致整個(gè)反滲透裝置的報(bào)廢造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失就是說滲透系統(tǒng)的運(yùn)行效率和壽命與原水的預(yù)處理效果密切相關(guān)。預(yù)處理就是要把進(jìn)水對(duì)膜的污染、結(jié)垢、損傷降到最低，從而使反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水量、脫鹽率、回收率、運(yùn)行成本達(dá)到最優(yōu)。原水經(jīng)預(yù)處理后，在進(jìn)入反滲透裝置前，達(dá)到進(jìn)水要求。常用的預(yù)處理工藝主要有混凝沉淀介質(zhì)過濾性炭過濾子交換軟化或加藥阻垢、溫度與PH調(diào)節(jié)、保安過濾。特殊的預(yù)處理工藝還需降低水中金屬離子的含量（如鐵、錳、銅等殺菌、二氧化硅的去除等。2預(yù)處理的目標(biāo)下圖為反滲透進(jìn)水水質(zhì)要求和預(yù)處理解決辦法膜污染指標(biāo)濁度SDI15懸浮物等顆粒物微生物金屬氧化三價(jià)鐵離子

允許值＜1NTU＜3＜100/mL＜1個(gè)/mL＜50ug/L

解決辦法過濾凝沉淀濾濾過濾凝沉淀濾濾過濾凝沉淀濾濾殺菌、微濾、超濾氧化+沉淀或過濾物

錳碳酸鈣硫酸鈣

＜50ug/LLSI0＜230%

使用分散劑控制回收率PH、阻垢劑控制回收率、阻垢劑處理結(jié)垢物質(zhì)硫酸鋇

＜6000%

控制回收率、阻垢劑處理

有機(jī)物PH溫度氧化劑

SrSO4CaF2磷酸鈣二氧化硅油TOCCODBOD余氯臭氧其他

＜800%濃水側(cè)濃度＜1.7mg/L濃水側(cè)濃度不能超過溶解度＜100%0＜10mg/L＜10mg/L＜5mg/L3~105~45＜0.1mg/L00

控制回收率、阻垢劑處理控制回收率控制回收率控制回收率氣浮、吸附活性炭、過濾、吸附樹脂活性炭、過濾、吸附樹脂活性炭、過濾、吸附樹脂加入酸或堿調(diào)節(jié)ph換熱器還原劑、活性炭吸附表面活性劑

選擇陽離子或兩性表面活性劑時(shí)要謹(jǐn)慎3地下水質(zhì)下表為甘肅部分地區(qū)地下水水質(zhì)主要指標(biāo)（水源PHK+Na+Ca2+Mg2+

甘肅慶陽（井水）7.62.35620.0069.9427.48

Cl-SO42-HCO3-F-總硬度TDSFe(總)Mn總）As氨氮硝酸氨亞硝酸銨耗氧量二氧化硅

278.66*1005.33*189.160.40390.32122.5*0.340.0250.0100.0100.0100.039.196.0“*為超限指標(biāo)——按國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85價(jià)分析：從地下水水質(zhì)可以看出下水屬高硬度高鹽量水澈透明，基本無污染下水水質(zhì)一般終年穩(wěn)定于土壤層的過濾作用下水基本沒有懸浮物，污泥指數(shù)SDI）值小、濁度低、但地下水源水硬度及氯化物含量高[7]，以在處理地下苦咸水時(shí)，預(yù)處理的重點(diǎn)在于如何減緩或防止難溶鹽的析出。在反滲透系統(tǒng)中最容易結(jié)垢的物質(zhì)是碳酸鈣，依次為硫酸鈣，二氧化硅，硫酸鋇等。進(jìn)水濃縮后是否會(huì)形成碳酸鈣水垢可用朗格利爾飽和指數(shù)判斷，即：

LSI=pHm-pHs式中：—朗格利爾飽和指數(shù)PHm——水的實(shí)測(cè)PH——水在碳酸鈣飽和平衡時(shí)的當(dāng)LSI=0則表示該水質(zhì)處于平衡狀態(tài)，即不結(jié)垢也不腐蝕，水質(zhì)是穩(wěn)定的。PHs根據(jù)下列公式計(jì)算PHs=pCa+p[A]+(pK2-pKs)式中：pCa——水中鈣離子含量的負(fù)對(duì)數(shù);—水的堿度值得負(fù)對(duì)數(shù)pK2——碳酸的二級(jí)電離常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)——碳酸鈣溶度積的負(fù)對(duì)數(shù)當(dāng)原水含鹽量較高時(shí)[1]，應(yīng)當(dāng)考慮離子強(qiáng)度對(duì)碳酸鈣飽和平衡時(shí)的PH值得影響，

此

時(shí)pHs

可

采

用

下

式

進(jìn)

行

計(jì)

算：pHs=pCa+p[A]+(pK2-pKs)+2I1/2/(1+I1/2)式中：I離子強(qiáng)度由碳酸鈣結(jié)晶的動(dòng)力學(xué)方程可以看出度對(duì)碳酸鈣結(jié)晶速率有很大的影響。反應(yīng)溫度越高，碳酸鈣的平衡濃度積Ksp降低；從而使碳酸鈣的過飽和度Ｓ提高酸鈣晶體的形成速率和晶體的長(zhǎng)大速率都會(huì)提高而使結(jié)垢傾向增加于溫度對(duì)碳酸鈣晶體的形成和晶體的長(zhǎng)大都有影響度的變化會(huì)影響碳酸鈣晶體顆粒的大小于西部地區(qū)地下水溫度較低比較穩(wěn)定般水溫≤20℃故以20水溫作為最不利情況加以核算。硫酸鹽的結(jié)垢情況，可由下式判斷情況下酸鹽的離子濃度積IP過其溶度積Ksp＞Ksp時(shí)結(jié)垢；＜Ksp則中的硫酸鹽是穩(wěn)定的。

預(yù)防反滲透膜表面結(jié)垢的方法主要有兩種化法的硬度；另一種是加阻垢劑延緩結(jié)垢生成。軟化法是使用軟化器和陽離子交換樹脂對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理脂上的鈉離子和水中的鈣子進(jìn)行交換除去水中的硬度脂飽和時(shí)，必須對(duì)樹脂進(jìn)行再生，否則，膜同樣會(huì)被污染。因此，增加了反滲透裝置的初期投資。同時(shí)，運(yùn)行中的樹脂頻繁失效再生，操作繁瑣。在實(shí)際操作中，加阻垢劑法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，自動(dòng)化程度高。但難點(diǎn)在于針對(duì)西部地區(qū)苦咸水的特點(diǎn)何在眾多的阻垢劑中據(jù)阻垢劑性能藥量，ｐＨ值，以及操作條件（如壓力，溫度2濃度等）對(duì)阻垢性能的影響，優(yōu)選阻垢劑并確定最佳加藥量及加藥條件。自從20世紀(jì)60年代后期反滲透脫鹽裝置誕生以來，酸＋六偏磷酸鈉一直被用來控制RO裝置的碳酸垢和硫酸垢，被認(rèn)為是RO系統(tǒng)中的傳統(tǒng)預(yù)處理方法。SHMP是無機(jī)鹽易分解為正磷酸鹽，即可與Ca2+形成磷酸鈣而成為致垢劑可作為細(xì)菌生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)源而產(chǎn)生生物污垢于其價(jià)格低SHMP仍占垢劑市場(chǎng)份額的40%以上[11]。因此要SHMP順利運(yùn)行必須加酸使用，才能降低濃水側(cè)的LSI值。有研究者，采用給水一次通過法對(duì)新開發(fā)的阻垢劑HEDP傳統(tǒng)H2SO4＋SHMP平行反滲透對(duì)比實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置用完全一樣的反滲透系統(tǒng)，以同樣的水源為原水，操作條件如進(jìn)水壓力，產(chǎn)水回收率完全保持一致運(yùn)行ｈ，主要依據(jù)需要的泵能、阻垢劑消耗量和3000運(yùn)行過程中的產(chǎn)水量和產(chǎn)水水質(zhì)來評(píng)價(jià)阻垢劑的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：由于HEDP與聚丙烯酸鹽的復(fù)配物分散Ｃａ—Ａｌ—Ｓｉ類黏泥的作用差此SHMP在產(chǎn)水質(zhì)量收率、成本等幾方面都比新型阻垢劑HEDP好，建議繼續(xù)使用[13]MD