膜系統(tǒng)常見污染問題及控制

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反滲透系統(tǒng)在日常的運行中,難免會出現系統(tǒng)的無機物結垢、膠體顆粒物的沉積、微生物的滋生、化學污染以及其它問題,這些因素影響著系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。下面主要闡述膜系統(tǒng)在日常中出現的問題及控制方法。
    一、無機物的結垢
    在水中存在Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、CO32-、SO42-、PO43-、SiO2等離子。在一般的情況下是不會造成無機物結垢,但是在反滲透系統(tǒng)中,由于源水一般濃縮4倍,并且pH也有較大的提高,因此比較難溶解的物質就會沉積,在膜表面形成硬垢,導致系統(tǒng)壓力升高、產水量下降,嚴重的還會造成膜表面的損傷,使系統(tǒng)脫鹽率降低。
    衡量水質是否結垢有兩種計算方法:
    控制苦咸水結垢指標
    對于濃水含鹽量TDS≤10,000mg/L的苦咸水,朗格利爾指數(LSIC)作為表示CaCO3結垢可能性的指標:
    LSIC=pHC-pHS
    式中:LSIC:反滲透濃水的朗格利爾指數
    pHC:反滲透濃水pH值
    pHS:CaCO3溶液飽和時的pH值
    當LSIC≥0,就會出現CaCO3結垢。
    控制海水及亞海水結垢指標及處理方法:
    當濃水含鹽量TDS>10,000mg/L的高鹽度苦咸水或海水水源,斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(S&DSIC)作為表示CaCO3結垢可能性的指標。
    S&DSIC=pHC-pHS
    式中:S&DSIC:反滲透濃水的斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數
    pHC:反滲透濃水pH值
    pHS:CaCO3溶液飽和時的pH值
    當S&DSIC≥0,就會出現CaCO3結垢。
    其它無機鹽結垢預處理的控制方案
    碳酸鈣結垢預處理的控制方案
    在反滲透系統(tǒng)的結垢中,以碳酸鹽垢為主,大多數地表水和地下水中的CaCO3幾乎呈飽和狀態(tài),由下式表示CaCO3化學平衡:
    Ca2+ + HCO3– <——> H+ + CaCO3
    從化學平衡式可以看出,要抑制CaCO3的結垢,有幾種途徑:
    降低Ca2+的含量
    降低了Ca2+含量,可以使化學平衡向左側移動,不利于形成CaCO3垢。
    達到這種目的的方法有:離子交換軟化法、石灰軟化法、電滲析、納濾等方法,他們都能有效地降低的Ca2+含量,從而達到抑制鈣垢的生成。
    Ca2+的增溶
    主要是以增加Ca2+的溶解度,從而降低結垢的風險。
    方法:添加螯合劑、阻垢劑,增加Ca2+的溶解度,使平衡向左移動。
    調節(jié)pH值
    主要是通過添加無機酸,從而提高H+的濃度,使平衡向左移動?;瘜W原理如下:
    CO2 + H2O <——> H2CO3 ――――⑴
    H2CO3 <——> H+ + HCO3- ――――⑵
    HCO3- <——> H+ + CO32- ――――⑶