反渗透系统中膜的常见污染问题及控制

　　 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

　　添加反渗透专用阻垢剂

　　硫酸钡结垢预处理的控制方案

　　离子交换除钡

　　阴树脂交换

　　添加反渗透专用阻垢剂

　　硅酸盐结垢预处理的控制方案

　　预处理中的过滤

　　石灰软化

　　提高进水的温度

　　提高进水的pH值

　　添加硅分散剂

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