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技术干货丨放任膜结垢?那怎么能够!(上)

发布日期:2019-07-16 作者:杭州上拓环境科技股份有限公司 点击:

反渗透膜技术是一种很有前景的海水淡化处理技术。但是,在高通量下膜面仍面临无机结垢和污染的风险。因此,如何使膜拥有更长的寿命,拥有更高的利用率,防垢技术则是至关重要的一步。

到底什么是防垢技术呢?都有哪些方法呢?拓宝带你了解一下

(一)钠离子软化

Ca2+、Sr2+、Ba2+, 以钠离子交换树脂软化,适于中小型苦咸水反渗透处理,不适于海水。树脂需以NaCl再生除去Ca2+、Sr2+、Ba2+, 此种处理不改变水质的pH值,因之不需脱碳器,原水中的CO2留下来进入产品水中。若原水CO2过高致产品水pH降低,并影响电导率,可于软化后加一些NaOH以将CO2转化为碳酸盐,然后被膜排除,排除率在中性pH时最高。

(二)添加阻垢剂

防垢应用较多的方法是加入阻垢剂,作为对硫酸盐、碳酸盐及氟化钙的防垢控制。一般添加的阻垢剂为SHMP(Sodium hexameta phosphate)或有机阻垢剂。

阻垢剂具有低限效应(threshold efect),即少量抑制剂吸附在洁净晶格上而阻碍结晶成长。SHMP 需用食品级,在加药时要防止水解(注意pH值)和温度,加入给水中的剂量为5mg/L,到浓水中最高可达20mg/L。

有机聚合阻垢剂比SHMP更有效,但其可能与预处理所使用的用于凝聚的阳离子聚电解质或多价阳离子(如Fe、 AI)产生沉淀物,且较难于从膜上除去。因此要避免超过剂量使用。

海水由于渗透压的缘故回收率较低(限制在30% ~ 45%之间),但为了安全,也常在回收率超过35 %时使用阻垢剂。

有机阻垢剂是经不少于1000h测试无不良影响(且在浓水中膜表面的浓度不超过50mg/L时)。高浓度的阻垢剂可能与预处理后水中的金属离子产生沉淀。为了防止微生物滋生,也不可将阻垢剂过于稀释(按厂家说明)。

杭州上拓环境阻垢剂.jpg

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(三)离子交换树脂

此种处理最适于含高碳酸盐的水,其化学式为HCO3-+H+→H2O+CO2。CO2用脱气塔除去。高CO2透过膜时对膜有抑制细菌生长的作用,因此脱气处理在产品水进入水箱前为好。若为了提高反渗透脱盐率而需要在给水中脱除CO2时,按平衡过程,在pH<5脱除CO2效果较好,脱CO2后pH值将升高。

弱酸树脂脱碱缺点:尚有残余硬度。若需完全软化,还需在弱酸交换器中加人部分强酸阳离子交换树脂,此法的经济效果也较好,但投资费用较高,因此适于大出力的水处理采用。另一防止残余硬度结垢的方法是在脱碱后的水中加入阻垢剂。 

(四)石灰软化法

石灰软化法常用于苦咸水水处理能力大于200m3/h时。此法可除去钙、镁的碳酸盐硬度,但由于反应的平衡过程,除碳酸盐硬度并不彻底。水中的非碳酸盐硬度可以用Na2CO3进步除去。石灰—苏打处理也可降低SiO2浓度约60%~ 70%,并借加入活性炭与多孔状MgO可使SiO2降至1mg/L以下,同时可大量减少Ba、Sr及有机物。此过程在进入反渗透前需经凝聚过滤与pH值调整。

(五)预防性清洗

一般回收率小于 25%的系统,无须软化或添加化学药剂。用于小型单个膜的自来水或海水的饮用水,一般每 1~ 2年清洗或更换膜一次。


膜的防垢技术也不仅仅是添加阻垢剂以及清洗的方法,新型开发的抗污染膜以及防垢膜同样也是防垢技术的一部分。但是,作为我们环境工作者来讲,单了解加什么,什么方法是远远不够的,膜的防垢控制也有其独特的计算法则。

下期就为大家带来“放任膜结垢?那怎么能够!(下)”,主要给大家带来膜的防垢控制计算,敬请期待!


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