⑴ 反渗透膜结垢的原因是什么如何防止
在系统正常运行一段时间后,反渗透膜元件会受到给水中可能存在内的悬浮物或容难溶盐的污染,这些污染中最常见的是碳酸钙沉淀、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶沉淀、金属(铁、锰、铜、镍、铝等)氧化物沉淀、硅沉积物、无机或有机沉积混合物、NOM天然有机物质、合成有机物(如:阻垢剂/分散剂,阳离子聚合电解质)、微生物(藻类、霉菌、真菌)等。
物理清洗膜元件:低压力、高流速的将反渗透产水来冲刷膜元件,可以把短期内在膜表面附着的污染物和堆积物清洗掉的一种有效方法。一般物理清洗频率较高。
化学清洗膜元件:有些结垢情况通过物理清洗很难去除附着在膜元件表面的污染物和堆积物。这个时候就需要通过化学药剂来对结垢进行去除。为了能够达到最佳的清洗效果一般都是通过多种化学清洗药剂进行组合清洗。而且药剂的选择以及清洗顺序也是有严格要求的。
详细预防方法可见官网:网页链接
⑵ 医生说有小孩尽量不要用反渗透净水器,为什么
一次小区早晨临时停水十分钟,当时家中的水龙头上接着一个陶瓷芯式简易过滤器(只能过滤杂质,洗菜用,陶瓷滤芯外表面可以直接看到挡住的杂质),由于着急上班频繁打开水龙头(总得洗洗脸再出门吧),几乎是水一来全小区第一个打开龙头的,用水不到2分钟,陶瓷滤芯表面就积了一层焦黄的杂质,看着可真够。虽然这是个比较极端的例子,但看到这里相信小伙伴们也遇到过这种情况,心里也已经基本有判断了。
再解释几个问题:
1.自来水都是符合国家标准的,为什么还需要过滤?自来水厂出口处的水肯定是符合国家标准的,但沿线到户的水管中日积月累的杂质还是特别多,所以需要过滤。小伙伴们都懂的。
2.软水和纯净水的区别。软水是相对硬水而来,即不含钙镁等易结垢离子的水,其制水原理是用钠离子置换掉水中原有的钙镁离子,制水后水中含钠离子,不能作为饮用水,适合洗衣、洗脸、洗澡。
⑶ 反渗透进水水质有哪些要求
水质分析报告包括水质类型和主要成分指标,所需指标包括溶解离子,硅,胶体,有机物(TOC) .
典型溶解阴离子
碳酸氢根(HCO3-),碳酸根(CO32-),氢氧根(OH-),硫酸根(SO42-),氯离子(Cl-),氟离子(F-),硝酸根离子
(NO3-),硫离子(S2-),磷酸根(PO44-).
典型溶解阳离子
钙离子(Ca2+),镁离子(Mg2+),钠离子(Na+),钾离子(K+),铁离子(Fe2+ 或 Fe3+),锰离子(Mn2+),
铝离子(Al3+),钡离子(Ba2+),锶离子(Sr2+),铜离子(Cu2+)和 锌离子(Zn2+).
碱度
包括负离子中的碳酸根、碳酸氢根、氢氧根,自然水体中的碱度主要由HCO3-形成.pH在8.3以下的水中,
碳酸氢根和二氧化碳平衡存在.当pH高于8.3时,HCO3-将转变为CO32-存在.如果原水PH达到11.3以上,
将存在OH- 形式.Ca(HCO3)2的溶解度大于CaCO3.如果原水在 RO系统中被浓缩,CaCO3容易沉淀在
系统中.所以投加阻垢剂或加酸调低PH值会经常在RO系统中使用.
铁和锰
通常在水中以二价溶解状态存在或以三价非溶解氢氧化物形成存在.Fe2+ 可能来源自井水本身或来自泵、
管路、水箱的腐蚀,尤其上游系统中投加了酸.如果原水中铁、锰浓度大于0.05mg/l并且被空气或氧化剂
氧化为Fe(OH)3 和 Mn(OH)2 ,当 pH 值偏高时会在系统中形成沉淀.分析表明铁锰的存在会加速氧化剂
对膜的氧化降解,因此在预处理中必须去除铁锰.
铝
一般不存在于自然水体中.三价铝会像三价铁一样在RO系统中形成难溶的Al(OH)3,当pH 在5.3 至8.5 范围
内时候,因为铝高价正电特性,所以Al2(SO4)3 和NaAlO2可以用于地表水的预处理去除水中负电性胶体.
千万小心铝盐不要过多投加,残留的铝离子对膜有污染.
铜和锌
在自然水体中很少存在.有时水中微量的铜和锌来自管道材料.在pH值5.3至8.5范围内,Cu(OH)2
和Zn(OH)2 不溶于水,因为它们一般在水中的含量较低,所以只有当系统长时间不清洗,它们积累到
一定程度时,才会对膜系统造成污染.可是如果铜锌与氧化剂(比如过氧化氢)同时存在于原水中,
那么会造成膜材质的严重降解.
硫化物
以H2S气体形式溶于水中,去除硫化氢可以用脱气装置或氯氧化或空气接触变为不溶性硫磺,用多介质过滤
去除.
磷酸盐
具有较强负电性,容易和多价离子形成难溶盐.磷酸钙在PH中性时溶解度很有限,PH值高时溶解度也不高.
进水中投加阻垢剂或调低PH(小于7)可以防止磷酸盐沉淀.
硅
存在大多数自然水体中,浓度从1至100㎎/L.而且PH低于9.0时主要以Si(OH)4 存在.当PH低时,硅酸可以
聚合形成硅胶体.当PH高于9.0时,它会分离成SiO32- 离子而且会和钙、镁、铁或铅形成沉淀.硅和硅酸盐
沉淀很难溶解.氟化氢胺溶液清洗硅垢比较有效,可是氟化氢胺溶液排放会造成环境污染.当进水中硅含量
超过20㎎/L时,要注意硅结垢的潜在危险.
胶体(悬浮物颗粒)分析
污染指数,是衡量RO进水中胶体(颗粒物)潜在污染性的重要指标.RO进水中的胶体是各种各样的,经常
包括细菌、黏土、硅胶体和铁腐蚀产物.预处理中的澄清器中会用一些化学品,例如明矾、三氯化铁或阳
离子型聚合剂来去除胶体污染或通过后续介质过滤器去除.
浊度
也是影响RO膜污染的一个重要指标.浊度仪工作原理是测量水样中悬浮物对光的散射.水样的浊度大于
1.0的原水可能对RO膜有污染,浊度仪测量数值的单位是NTU.象SDI 值一样,浊度也是表征膜污染潜在
风险的一个参数.高浊度并不表示悬浮物会沉淀在膜表面.
如果原水的SDI大于5而且浊度大于1.0,就必须在预处理单元的澄清工艺中加入混凝剂而且后面要使用
多介质过滤器.如果原水中SDI小于5,而且浊度小于1,那么预处理可以考虑介质过滤器和保安过滤器
而不一定投加混凝剂.预处理混凝剂的投加量也是有控制指标的,过量使用会对膜有污染.
原水中还有两个重要指标需要分析.细菌总数和有机物含量.有两种方法测定水中细菌数,一种是培养法,
另一种是荧光染色法,后者更常用因为很方便快捷.原水中的有机物一般是油类-表面活性剂、水溶性聚合物
和腐质酸.检测指标有总有机炭(TOC),生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD).要想更精确地分析有
机物成份,需要使用液相色谱和气质联用仪器分析.如果原水中的TOC含量大于3mg/l,预处理单元要考虑去
除有机物工艺.
⑷ 为什么带富锶的净水器更贵法驰欧富锶矿化纯水机怎么样
这几天沉迷于研究净水器不能自拔了。因为搬了个家,发现烧出来的水总是有一股异味。要是泡茶还好,喝纯开水的话实在有点难以下咽。水明明看起来是清澈的,但总不放心。于是开始研究净水器。
一开始以为净水器嘛,不就是过滤水而已嘛。后来跟各商家咨询了解之后,发现事实并没有那么简单。
在搜集了各种资料,对比各家品牌和产品之后,最后选择入手一款十分心仪的富锶矿化纯水机,作为过来人,给大家讲讲我是怎么选到这款纯水机的,毕竟市面上富锶矿化纯水机并不多,话不多说进入正题吧~
首先要明白什么样的水才是健康好水?
世界卫生组织关于水的报告说明:
世界卫生组织在2003年将人体营养金字塔的基础由蛋白质改为水。
二、世界卫生组织在2004年环境日报告中指出:人类80%的疾病、33%的死亡和80%的癌症来源于水。
三、世界卫生组织指出:人体必需的矿物质、微量元素,有5%~20%必须从水中获得的,食物中的微量元素不能替代一切。
总结:矿物质和微量元素含量高的水才是健康的饮用水
为什么选择含锶矿物质水?
锶被称为“长寿元素”,日常饮用富含锶的矿物质水好处多多,锶是人体必须的微量元素,能够补充脑细胞营养,,挖掘大脑潜能,是骨骼和牙齿重要组成部分,有利于防治心脑血管疾病(见金属网络网及《人体必需微量元素与人体健康》论文)。
我国饮用水中锶水平甚微,但不少矿泉水中都含有丰富的锶,天然高锶矿泉水,市场价能卖到198元/瓶,如果能有一款富锶矿物纯水机那就能够产出源源不断的高锶矿泉水,每天N个198喝到饱~
目前市面上富锶纯水机还比较少,这款FACHIOO法驰欧富锶矿化纯水机是我对比一圈下来性价比最高,使用起来最舒服的一个。
怎样获得健康好水?
国内外净水器牌子良莠不齐,作为普通消费者如何选购一款物美价廉使用感受佳的产品呢,在选择数码产品时往往要看数十个参数,但是最具有参考价值的就那么几个,搞懂了这几个方面,选购一个合适的产品并不难。
先放精华:净水器这些选购要点要记牢
·选择矿化水,口感更好更健康
·机身不能笨重,适配多种厨下空间
·长效滤芯很重要,关系到后期使用成本
·纯废水比要高
1、矿物水更健康
在大多数人印象里,天然泉水是最香甜也最健康的,它是由积雪融化水份进入岩层中,渗透通过漫长时间的水岩相互作用岩石中的各种矿物质析出到水体,最终形成山泉水这是一个矿化的过程,但是前文提到天然矿化水的价格比较高昂,而且是按瓶售卖。
FACHIOO法驰欧Persephone-P1富锶矿化纯水机,添加了人体必需的微量元素,喝水的时候很明显更够感觉入口的每一滴都绵软甘甜,完全没有自来水的滞涩感,特别的丝滑~
2、实用性与颜值并存
买净水器图的就是个方便、安心,安装这个环节自然也考虑在内。
净水器一般有厨上、厨下两种方式。
其实就是摆放的位置不一样,但是同一个产品展示出来的效果完全没差。
不过大多数人家厨房面积本就不大,料理台上再摆放一台净水器有点占地方,而且还影响整体的布局美观,FACHIOO法驰欧富锶纯水机有195mm超薄机身,能释放更多厨下空间,怎么秀厨艺都没关系。
刚买来就迫不及待安装啦,颜值没的说~
3、滤芯级别
现在生活饮用水受自来水二次污染问题,新搬家的自来水烧开后总有一股异味。净水器能很好的解决这个问题,不过净水器的差别关键还是在于滤芯。
其中RO反渗透膜是核心,我安装的这款FACHIOO法驰欧Persephone-P1富锶矿化纯水机采用的还是0.0001微米的RO膜过滤精度,能够有效滤除水中细菌、重金属、胶体,滤出更纯净的“直饮水”,最主要的是可以进行长达三年的长效反渗透净化,而且还有360°智能自动清晰滤芯,单单是后期买滤芯的钱就可以省下一大笔开销。
市面上已有的水过滤方式对比:
4、纯废水比越高越好
首先明确一个概念,什么叫做废水?通俗来讲就是净水器不断的将水杂质和水进行分离,分离后有部分水通过了RO膜,另外一部分水和杂质融合在一起,无法透过RO膜,也就称为了我们说的“废水”。
这些废水并非需要倒掉,他只是含有余氯、重金属等杂质而已,除了入口饮用不可以外,洗衣服、冲厕所、洗碗刷盘子之类的完全没问题。
是不是废水越高越好?理论上是的,废水比越高,过滤出的好水越多,浪费的就越少,按照国家相关标准,水效低于35%的反渗透净水器,禁止进行生产和销售。纯废水比达到1.5:1(净水产水率60%)即为一级水效。
⑸ 反渗透净水器与富锶哪个好
首先要明白什么样的水才是健康好水?
世界卫生组织关于水的报告说明:
世界卫生组织在2003年将人体营养金字塔的基础由蛋白质改为水。
二、世界卫生组织在2004年环境日报告中指出:人类80%的疾病、33%的死亡和80%的癌症来源于水。
三、世界卫生组织指出:人体必需的矿物质、微量元素,有5%~20%必须从水中获得的,食物中的微量元素不能替代一切。
总结:矿物质和微量元素含量高的水才是健康的饮用水
为什么选择含锶矿物质水?
锶被称为“长寿元素”,日常饮用富含锶的矿物质水好处多多,锶是人体必须的微量元素,能够补充脑细胞营养,,挖掘大脑潜能,是骨骼和牙齿重要组成部分,有利于防治心脑血管疾病(见金属网络网及《人体必需微量元素与人体健康》论文)。
我国饮用水中锶水平甚微,但不少矿泉水中都含有丰富的锶,天然高锶矿泉水,市场价能卖到198元/瓶,如果能有一款富锶矿物纯水机那就能够产出源源不断的高锶矿泉水,每天N个198喝到饱~
目前市面上富锶纯水机还比较少,这款FACHIOO法驰欧富锶矿化纯水机是我对比一圈下来性价比最高,使用起来最舒服的一个。
怎样获得健康好水?
国内外净水器牌子良莠不齐,作为普通消费者如何选购一款物美价廉使用感受佳的产品呢,在选择数码产品时往往要看数十个参数,但是最具有参考价值的就那么几个,搞懂了这几个方面,选购一个合适的产品并不难。
先放精华:净水器这些选购要点要记牢
·选择矿化水,口感更好更健康
·机身不能笨重,适配多种厨下空间
·长效滤芯很重要,关系到后期使用成本
·纯废水比要高
1、矿物水更健康
在大多数人印象里,天然泉水是最香甜也最健康的,它是由积雪融化水份进入岩层中,渗透通过漫长时间的水岩相互作用岩石中的各种矿物质析出到水体,最终形成山泉水这是一个矿化的过程,但是前文提到天然矿化水的价格比较高昂,而且是按瓶售卖。
FACHIOO法驰欧Persephone-P1富锶矿化纯水机,添加了人体必需的微量元素,喝水的时候很明显更够感觉入口的每一滴都绵软甘甜,完全没有自来水的滞涩感,特别的丝滑~
2、实用性与颜值并存
买净水器图的就是个方便、安心,安装这个环节自然也考虑在内。
净水器一般有厨上、厨下两种方式。
其实就是摆放的位置不一样,但是同一个产品展示出来的效果完全没差。
不过大多数人家厨房面积本就不大,料理台上再摆放一台净水器有点占地方,而且还影响整体的布局美观,FACHIOO法驰欧富锶纯水机有195mm超薄机身,能释放更多厨下空间,怎么秀厨艺都没关系。
⑹ 急:高分求助:水处理一级反渗透加还原剂亚硫酸氢钠后为什么ORP会升高
各种原水中均含有一定浓度的悬浮物和溶解性物质。悬浮物主要是无机盐、胶体和微生物、藻类等生物性颗粒。溶解性物质主要是易溶盐(如氯化物)和难溶盐(如碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐)金属氧化物,酸碱等。在反渗透过程中,进水的体积在减少,悬浮颗粒和溶解性物质的浓度在增加。悬浮颗粒会沉积在膜上,堵塞进水流道、增加摩擦阻力(压力降)。难溶盐在超过其饱和极限时,会从浓水中沉淀出来,在膜面上形成结垢,降低RO膜的通量,增加运行压力和压力降,并导致产品水质下降。这种在膜面上形成沉积层的现象叫做膜污染,膜污染的结果是系统性能的劣化。需要在原水进入反渗透膜系统之前进行预处理,去除可能对反渗透膜造成污染的悬浮物、溶解性有机物和过量难溶盐组分,降低膜污染倾向。对进水进行预处理的目的是改善进水水质,使RO膜获得可靠的运行保证。
对原水进行预处理的效果反映为TSS、TOC、COD、BOD、LSI及铁、锰、铝、硅、钡、锶等污染物水质指标的绝对值降低,在上一章中有对于这些污染物水质指标的详细描述。表征膜污染倾向的另外一个重要的水质指标是SDI。通过预处理,除了要将上述指标降到反渗透膜系统进水要求的范围内,还有重要的一点是尽量降低SDI,理想的SDI(15分钟)值应小于3。
5.1化学预处理
为了改善反渗透系统的操作性能,在进水中可以加入添加下列一些药剂:酸、碱、杀菌剂、阻垢剂和分散剂。
1 加酸-防止结垢
在进水中可以加入盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)来降低pH。硫酸价格便宜、不会发烟腐蚀周围的金属元器件,而且膜对硫酸根离子的脱除率较氯离子高,所以硫酸比盐酸更为常用。没有其他添加剂的工业级硫酸即适宜于反渗透使用,商品硫酸有20%和93%两种浓度规格。93%的硫酸也称为66波美度硫酸。在稀释93%硫酸时一定要小心,在稀释到66%时发热可将溶液的温度提升到138℃。一定要在搅拌下缓慢地将酸加入水中,以免水溶液局部发热沸腾。盐酸主要在可能产生硫酸钙或硫酸锶结垢时使用。使用硫酸会增加反渗透进水中的硫酸根离子浓度,直接导致硫酸钙结垢倾向增加。工业级的盐酸(无添加剂)购买非常方便,商品盐酸一般含量为30-37%。降低pH的首要目的是降低RO浓水中碳酸钙结垢的倾向,即降低朗格里尔指数(LSI)。LSI是低盐度苦咸水中碳酸钙的饱和度,表示碳酸钙结垢或腐蚀的可能性。在反渗透水化学中,LSI是确定是否会发生碳酸钙结垢的是个重要指标。当LSI为负值时,水会腐蚀金属管道,但不会形成碳酸钙结垢。如果LSI为正值,水没有腐蚀性,却会发生碳酸钙结垢。LSI由碳酸钙饱和的pH减去水的实际pH。碳酸钙的溶解度随温度的上升而减小(水壶中的水垢就是这样形成的),随pH、钙离子的浓度即碱度的增加而减小。LSI值可以通过向反渗透进水中注入酸液(一般是硫酸或盐酸)即降低pH的方法来调低。推荐的反渗透浓水的LSI值为0.2(表示浓度低于碳酸钙饱和浓度0.2个pH单位)。还可以使用聚合物阻垢剂来防止碳酸钙沉淀,一些阻垢剂供应商声称其产品可以使反渗透浓水的LSI高达+2.5(比较保守的设计是LSI为+1.8)。
2 加碱-提高脱除率
在一级反渗透中加碱使用较少。在反渗透进水中注入碱液用来提高pH。一般使用的碱剂只有氢氧化钠(NaOH),购买方便,而且易溶于水。一般不含其他添加剂的工业级氢氧化钠便可满足需要。商品氢氧化钠有100%的片碱,也有20%和50%的液碱。在加碱调高pH时一定要注意,pH升高会增加LSI、降低碳酸钙及铁和锰的溶解度。最常见的加碱应用是二级RO系统。在二级反渗透系统中,一级RO产水供给二级RO作为原水。二级反渗透对一级反渗透产水进行“抛光”处理,二级RO产水的水质可达到4兆欧。在二级RO进水中加碱有4个原因:
a.在pH8.2以上,二氧化碳全部转化为碳酸根离子,碳酸根离子可以被反渗透脱除。而二氧化碳本身是一种气体,会随透过液自由进入RO产水,对于下游的离子交换床抛光处理造成不当的负荷。
b.某些TOC成分在高pH下更容易脱除。
c.二氧化硅的溶解度和脱除率在高pH下更高(特别是高于9时)。
d.硼的脱除率在高pH下也较高(特别是高于9时)。
加碱应用有一个特例,通常被叫做HERO(高效反渗透系统)过程,将进水pH调到9或10。一级反渗透用来处理苦咸水,苦咸水在高pH下会有污染问题(比如硬度、碱度、铁、锰等)。预处理通常采用弱酸性阳离子树脂系统和脱气装置来除去这些污染物。
3 脱氯药剂-消除余氯
RO及NF进水中的游离氯要降到0.05ppm以下,才能达到聚酰胺复合膜的要求。除氯的预处理方法有两种,粒状活性炭吸附和使用还原性药剂如亚硫酸钠。在小系统(50-100gpm)中一般采用活性碳过滤器,投资成本比较合理。推荐使用酸洗处理过的优质活性炭,去除硬度、金属离子,细粉含量要非常低,否则会造成对膜的污染。新安装的碳滤料一定要充分淋洗,直到碳粉被完全除去为止,一般要几个小时甚至几天。我们不能依靠5μm的保安过滤器来保护反渗透膜不受碳粉的污染。碳过滤器的好处是可以除去会造成膜污染的有机物,对于所有进水的处理比添加药剂更为可靠。但其缺点是碳会成为微生物的饲料,在碳过滤器中孳生细菌,其结果是造成反渗透膜的生物污染。
亚硫酸氢钠(SBS)是较大型RO装置选用的典型还原剂。将固体偏亚硫酸氢钠溶解在水中配制成溶液,商品偏亚硫酸氢钠的纯度为97.5-99%,干燥储存期6个月。SBS溶液在空气中不稳定,会与氧气发生反应,所以推荐2%的溶液的使用期为3-7天, 10%以下的溶液使用期为7-14天。从理论上讲,1.47ppm的SBS(或0.70ppm偏亚硫酸氢钠)能够还原1.0ppm的氯。设计时考虑到工业苦咸水系统的安全系数,设定SBS的添加量为每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游,设置距离要保证在进入膜元件有29秒的反应时间。推荐使用适当的在线搅拌装置(静态搅拌器)。
SBS脱氯反应:
·Na2S2O5 (偏亚硫酸钠)+ H2O =2 NaHSO3 (亚硫酸氢钠)
·NaHSO3 + HOCl =NaHSO4 (硫酸氢钠) + HCl (盐酸)
·NaHSO3 + Cl2 + H2O =NaHSO4 + 2 HCl
采用SBS脱氯的好处是在大系统中比碳过滤器的投资较少,反应副产物及残余SBS易于被RO脱除。
SBS脱氯的缺点是需要人工混合小体积的药剂,在脱氯系统没有设计足够的监测控制仪器时增加了氯对膜的威胁,而且在少数情况下进水中存在硫还原菌(SBR),亚硫酸会成为细菌营养帮助细菌的繁殖。SBR通常在浅层井水厌氧环境下有发现,硫化氢(H2S)作为SBR的代谢产物会同时存在。
脱氯过程的监测可采用游离氯监测仪,用以监测残余亚硫酸根的浓度,还可以采用ORP监测仪。推荐的方法是监测残余亚硫酸根的浓度,以保证有足够的亚硫酸根来还原氯。大多数商业化氯监测仪的捡出浓度为0.1ppm,这个值是CPA膜的余氯上限。直接利用ORP监测仪监控亚硫酸根浓度的方法不够可靠,这种测定水中氧化还原电位的仪器的基线变化难以预测。
CPA膜的耐氯能力大概在1000-2000ppm小时(透盐率增加一倍),1000ppm小时等于在0.038ppm余氯下运行3年。需要注意的是,在一些情况下发现耐氯能力会因温度升高(90华氏度以上)、pH(7以上)升高和过渡金属存在(比如铁、锰、锌、铜、铝等)而大大下降。CPA膜的耐氯胺能力约为50,000-200,000ppm小时(发生透盐率明显增加),这个值相当于在RO进水中含有1.9-7.6ppm的氯胺,膜可以运行3年。同样,在温度升高、pH降低和过渡金属存在时,膜的耐氯胺能力会变化。
在加州的一个三级废水处理装置上发现,在氯胺浓度6-8ppm进水条件下,膜的脱盐率在2-3年内从98%降到了96%。设计者要注意在氯胺化之后进行脱氯还是必要的。氯胺是混合氯和氨的产物,游离氯对膜的降解作用要比氯胺强得多,如果氨量欠缺时会有游离氯存在。因此,使用过量的氨是非常关键的,系统监测要确保这一点。
4 阻垢剂和分散剂
许多阻垢剂生产厂商可提供各种用于反渗透和纳滤系统性能改善的阻垢剂和分散剂。阻垢剂是一系列用于阻止结晶矿物盐的沉淀和结垢形成的化学药剂。大多数阻垢剂是一些专用有机合成聚合物(比如聚丙烯酸、羧酸、聚马来酸、有机金属磷酸盐、聚膦酸盐、膦酸盐、阴离子聚合物等),这些聚合物的分子量在2000-10000道尔顿不等。反渗透系统阻垢剂技术由冷却循环水和锅炉用水化学演变而来。对为数众多各式各样的阻垢剂,在不同的应用场合和所采用的有机化合物所取得的效果和效率差别很大。
采用聚丙烯酸类阻垢剂时要特别小心,在铁含量较高时可能会引起膜污染,这种污染会增加膜的操作压力,有效清除这类污染要进行酸洗。
如果在预处理中使用了阳离子混凝剂或助滤剂,在使用阴离子性阻垢剂时要特别注意。会产生一种粘稠的粘性污染物,污染会造成操作压力增加,而且这种污染物清洗非常困难。
六偏磷酸钠(SHMP)是早期在反渗透中使用的一种普通阻垢剂,但随着专用阻垢剂的出现,用量已经大大减少了。SHMP的使用有一些限制。每2-3天要配制一次溶液,因为暴露在空气中会水解,发生水解后不仅会降低阻垢效果,而且还会造成磷酸钙结垢的可能性。使用SHMP可减少碳酸钙结垢,LSI可达到+1.0。
阻垢剂阻碍了RO进水和浓水中盐结晶的生长,因而可以容许难溶盐在浓水中超过饱和溶解度。阻垢剂的使用可代替加酸,也可以配合加酸使用。有许多因素会影响矿物质结垢的形成。温度降低会减小结垢矿物质的溶解度(碳酸钙除外,与大多数物质相反,它的溶解度随温度升高而降低),TDS的升高会增加难溶盐的溶解度(这是因为高离子强度干扰了晶种的形成)。
最常见的结垢性无机盐有:
◆ 碳酸钙(CaCO3)
◆ 硫酸钙(CaSO4)
◆ 硫酸锶(SrSO4)
◆ 硫酸钡(BaSO4)
不太常见的结垢性矿物质有:
磷酸钙(Ca3(PO4)2)
氟化钙(CaF2)
分散剂是一系列合成聚合物用来阻止膜面上污染物的聚集和沉积。分散剂有时也叫抗污染剂,通常也有阻垢性能。对于不同的污染物,不同的分散剂的效率区别很大,所以要知道所对付的污染物是什么。
需要分散剂处理的污染物有:
● 矿物质结垢
● 金属氧化物和氢氧化物(铁、锰和铝)
● 聚合硅酸
● 胶体物质(指那些无定型悬浮颗粒,可能含有土、铁、铝、硅、硫和有机物)
● 生物性污染物
硅酸的超饱和溶解度难以预测,在水中有铁存在时,会形成硅酸铁,硅酸的最大饱和浓度会大大降低。其他的因素还有温度和pH值。预测金属氧化物(如铁、锰和铝)也非常困难。金属离子的可溶解形式容许较高饱和度,不溶性离子形式更像是颗粒或胶体。
理想的添加量和结垢物质及污染物最大饱和度最好通过药剂供应商提供的专用软件包来确定。在海德能反渗透设计软件中采用的是较为保守的难溶盐超饱和度估算。过量添加阻垢剂/分散剂会导致在膜面上形成沉积,造成新的污染问题。在设备停机时一定要将阻垢剂及分散剂彻底冲洗出来,否则会留在膜上产生污染问题。在用RO进水进行低压冲洗时要停止向系统注入阻垢剂及分散剂。
阻垢剂/分散剂注入系统的设计应该保证在进入反渗透元件之前能够充分混合,静态搅拌器是一个非常有效的混合方法。大多数系统的注入点设在RO进水保安过滤器之前,通过在过滤器中的缓冲时间及RO进水泵的搅拌作用来促进混合。如果系统采用加酸调节pH,推荐加酸点要在上游足够远的地方,在到达阻垢剂/分散剂注入点之前已经完全混合均匀。
注入阻垢剂/分散剂的加药泵要调到最高注射频率,建议的注射频率是最少5秒钟一次。阻垢剂/分散剂的典型添加量为2-5ppm。为了让加药泵以最高频率工作,需要对药剂进行稀释。阻垢剂/分散剂商品有浓缩液,也有固体粉末。稀释了的阻垢剂/分散剂在储槽中会被生物污染,污染的程度取决于室温和稀释的倍数。推荐稀释液的保留时间在7-10天左右。正常情况下,未经稀释的阻垢剂/分散剂不会受到生物污染。
下面的表-2给出一些药剂厂商提供的加阻垢剂后,RO浓水中难溶盐最大饱和度,以及海德能设计软件所采用的保守警戒值。这些数值基于浓水的情况,以正常未加药时的饱和度为100%计算。海德能一直推荐用户要向厂商确证其产品的实际效率。
选择阻垢剂/分散剂的另外一个主要问题是要保证与反渗透膜完全兼容。不兼容药剂会造成膜的不可逆损坏。海德能相信供应商会进行药剂的RO膜兼容性测试和效率测试。我们建议用户向阻垢剂和分散剂厂商咨询下列一些问题:
● 与相关RO膜的兼容性如何?
● 有没有成功运行1000小时以上的最终用户列表?
● 与反渗透进水中的任何成分(比如铁、重金属、阳离子聚电解质等)有没有不可逆反应?
● 推荐添加量和最大添加量是多少?
● 有没有特殊的排放问题?
● 是否适于饮用水应用(有必要时)?
● 该厂商还供应与阻垢剂相容的混凝剂、杀菌剂和清洗剂等其他反渗透药剂吗?
● 该厂商是否提供膜解剖或元件清洗一类的现场技术服务?
表-2 加阻垢剂后难溶盐最大饱和度
垢物或污染物
药剂厂商推荐值
海德能推荐的保守值
碳酸钙LSI 值
+ 2.9
+ 1.8
硫酸钙
400%
230%
硫酸锶
1,200%
800%
硫酸钡
8,000%
6,000%
氟化钙
12,000%
未给出
硅酸
300 ppm 或更高
100%
铁
5 ppm
未给出
铝
4 ppm
未给出
5.2软化预处理
原水中含有过量的结垢阳离子,如Ca2+、Ba2+和Sr2+等,需要进行软化预处理。软化处理的方法有石灰软化和树脂软化。
1石灰软化
在水中加入熟石灰即氢氧化钙可去除碳酸氢钙,反应式为:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2→2CaCO3↓ +Mg(OH)2+2H2O
非碳酸硬度可加入碳酸钠(纯碱)得到进一步降低:
CaCl2 + NaCO3→2NaCl + Ca(CO3)↓
石灰-纯碱软化处理还可降低二氧化硅的含量,在加入铝酸钠和三氯化铁时会形成碳酸钙以及硅酸、氧化铝和铁的复合物沉淀。通过加入多孔氧化镁和石灰的混合物,采用60-70℃热石灰脱硅酸工艺,能将硅酸浓度降低到1mg/L以下。
通过石灰软化也可显著去除钡、锶和有机物,但石灰软化处理的问题是需要使用反应器以便在高浓度下形成沉淀晶种,通常要采用上升流固体接触澄清器。过程出水还需要设置多介质过滤器,并在进入膜单元之前要调节pH。使用含铁混凝剂,无论是否同时使用聚合物絮凝剂(阴离子型和非离子型),均可提高石灰软化的固液分离效果。
只有大型苦咸水/废水系统(大于200m3/H)才会考虑选择石灰软化工艺。
2树脂软化
a.强酸型树脂软化
使用钠离子置换除去结垢型阳离子,如Ca2+、Ba2+、Sr2+,树脂交换饱和后用盐水再生。钠离子软化法在常压锅炉水处理中广泛应用。这种处理方法的弊端是耗盐量高,增加了运行费用,另外还有废水排放问题。
b.弱酸型树脂脱碱度
主要在大型苦咸水处理系统中采用弱酸阳离子交换树脂脱碱度,脱碱度处理是一种部分软化工艺,可以节约再生剂。通过弱酸性树脂处理,用氢离子交换除去与碳酸氢根相同当量(暂时硬度)的Ca2+、Ba2+和Sr2+等,这样原水的pH值会降低到4-5。由于树脂的酸性基团为羧基,当pH达到4.2时,羧基不再解离,离子交换过程也就停止了。因此,仅能实现部分软化,即与碳酸氢根相结合的结垢阳离子可以被除去。因此这一过程对于碳酸氢根含量高的水源较为理想,碳酸氢根也可转化为CO2。
HCO3-+H+=H2O+CO2
一般不希望水中有二氧化碳,必要时要对原水或产水进行脱气,在有生物污染可能时(地表水,高TOC或高菌落总数),对产水脱气更为合适。在膜系统中高CO2浓度可以抑制细菌的生长。当希望系统运行在较高的脱盐率时,采用原水脱气较为合适,脱除CO2将会引起pH的增高,进水pH>6时,膜系统的脱除率比进水pH<5时要高。
● 再生所需要的酸量不大于105%的理论耗酸量,这样会降低操作费用和对环境的影响;
● 通过脱除碳酸氢根,降低了水中的TDS,这样产水TDS也较低;
弱酸型树脂处理的缺点是:
● 残余硬度
如果需要完全软化,可以增设强酸阳树脂的交换过程,甚至放置在弱酸树脂同一交换柱中,这样再生剂的耗量仍比单独使用强酸树脂时低,但是初期投入较高,这一组合仅当系统容量很大时才有意义。
另一种克服这一缺点的方法是在脱碱度的水中加阻垢剂,虽然迄今为止,人们单独使用弱酸树脂脱碱时,还未出现过结垢问题,但是我们仍极力建议你计算残留难溶盐的溶解度,并采取相应的措施。
● 处理过程中水会发生pH变化
因树脂的饱和程度在运行时发生变化,经弱酸脱碱处理的出水其pH值将在3.5-6.5范围内变化,这种周期性的pH变化,使工厂脱盐率的控制变的很困难。当pH<4.2时,无机酸将透过膜,可能会增加产水的TDS,因此,我们推荐用户增加一个并联弱酸软化器,控制在不同时间进行再生,以便均匀弱酸处理出水pH,其它防止极低pH值出水的方法是脱除CO2或通过投加NaOH调节弱酸软化后出水的pH值。
5.3去除胶体和颗粒物
1介质过滤
从水中去除悬浮固体普遍的方法是多介质过滤。多介质过滤器以成层状的无烟煤、石英砂、细碎的石榴石或其他材料为床层。床的顶层由质轻和质粗品级的材料组成,而最重和最细品级的材料放在床的底部。其原理为按深度过滤——水中较大的顾粒在顶层被除去,较小的颗粒在过滤器介质的较深处被除去。
在单一介质过滤器中,最细的颗粒材料反洗至床的顶部。大多数过滤发生在床顶部5cm区域内,其余作为支撑介质。有一泥浆层形成。虽然单一介质过滤器的滤速限制为81.5—163L/(min.m2)过滤面积,多介质过滤器的水力过程流速可高达815L/(min.m2),但因高水质的要求,通常在RO预处理中流速限制在306L/(min.m2)。
由于胶体悬浮物既很细小又由于介质电荷之间的排斥,所以单独过滤不起作用。在这些情况下,在过滤前必须加絮凝剂或絮凝化学药品。常用的絮凝剂有三氯化铁、矾和阳离子聚合物。因为阳离子聚合物在低剂量下就有效果,且不明显地增加过滤器介质的固体负荷,所以最常用。另一方面,如果阳离子聚合物进入现在采用的某些最通用的膜上,则它们却是非常强的污染物。很少量的阳离子聚合物就能堵塞这些膜,且往往难以去除。务须谨记当用阳离子聚合物作为过滤助剂时,必须小心使用。
2除铁、锰——氧化过滤
通常含盐量为苦咸水范围的某些井水呈还原态,典型特点是含有二价的铁和锰,有时还会存在硫化氢和氨。如果对这类水源进行氯化处理,或当水中含氧量超过5mg/L时,Fe2+将转化为Fe3+形成难溶解性的胶体氢氧化物颗粒。铁和锰的氧化反应如下:
4Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3+8CO2
4Mn(HCO3)2+O2+2H2O→4Mn(OH)3+8CO2
由于铁的氧化在很低的pH值时就会发生,因而出现铁污染的情况要比锰污染的情况要多,即使SDI小于5,RO进水的铁含量低于0.1mg/L,仍会产生铁污染的问题。碱度低的进水铁离子含量要高,这是因为FeCO3的溶解度会限制Fe2+的浓度。
处理这类水源的一种方法时防止整个RO过程中与空气和任何氧化剂如氯的接触。低pH值有利于延缓Fe2+的氧化,当pH<6,氧含量<0.5mg/L时,最大允许Fe2+浓度4mg/L,另一种是用空气、Cl2或KMnO4氧化铁和锰,将所形成的氧化物通过介质过滤器除去,但需要主要的是,由硫化氢氧化形成的胶体硫可能难以由过滤器除去,在介质过滤器内添加氧化剂通过电子转移氧化Fe2+,即可一步同时完成氧化和过滤。
海绿石就是这样一种粒状过滤介质,当其氧化能力耗尽时,它可通过KMnO4的氧化来再生,再生后必须将残留的KMnO4完全冲洗掉,以防止对膜的破坏。当原水中含Fe2+的量小于2mg/L时,可以采用这一处理方法,如原水中含更高的Fe2+的量小于2mg/L时,可以采用这一处理方法,如原水中含更高的Fe2+时,可在过滤器进水前连续投加KMnO4,但是在这种情况下,必须采取措施例如安装活性炭滤器以保证没有高锰酸钾进入膜元件内。
Birm过滤也可以有效地用于从RO/NF进水中去除Fe2+,Birm是一种硅酸铝基体上涂有二氧化锰形成沉淀,并且通过滤器反洗可将这些沉淀冲出滤器。由于该过程pH将升高,可能会发生LSI值变化,因而要预防滤器和RO/NF系统内出现CaCO3沉淀。
3 微絮凝
如果过滤前对原水中的胶体进行絮凝或混凝处理,可以大幅度地提高介质过滤器效率,使出水的SDI降低到5左右。硫酸铁和三氯化铁可以用于对胶体表面的负电荷进行失稳处理,将胶体捕捉到新生态的氢氧化铁微小絮状物上,使用含铝絮凝剂其原理相似,但因其可能有残留铝离子污染问题,并不推荐使用,除非使用高分子聚合铝。迅速的分散和混合絮凝剂十分重要,建议采用静态混合器或将注入点设在增压泵的吸入段,通常最佳加药量为10-30mg/L,但应针对具体的项目确定加药量。
为了提高混凝剂絮体的强度进而改进它们的过滤性能,或促进胶体颗粒间的架桥,絮凝剂与混凝剂一起或单独使用,絮凝剂为可溶性的高分子有机化合物,如线性的聚丙烯酰胺,通过不同的活性功能团,它们可能表现为阳离子性、阴离子性或中性非离子性。混凝剂和絮凝剂可能直接或间接地影响RO膜,间接的影响如它们的反应产物形成沉淀并覆盖在膜面上,例如当过滤器发生沟流而使混凝剂絮体穿过滤器并发生沉淀;当使用铁或铝混凝剂,但没有立即降低pH值时,在RO阶段或因进水浓缩诱发过饱和现象,就会出现沉淀,还有在多介质滤器后加入化合物也会产生沉淀反应,最常见的是投加阻垢剂,几乎所有的阻垢剂都是荷负电的,将会与水中阳离子性的絮凝剂或助凝剂反应而污染RO膜。
当添加的聚合物本身影响膜导致通量的下降,这属于直接影响。为了消除RO/NF膜直接和间接的影响,阴离子和非离子的絮凝剂比阳离子的絮凝剂合适,同时还须避免过量添加。
4微滤/超滤
采用超滤/微滤预处理工艺的反渗透/纳滤系统叫做集成膜系统(IMS)。与采用传统预处理工艺的反渗透系统相比,IMS设计具有一些明显的优势。
● MF/UF透过液水质更好。SDI和浊度更低,明显降低了对反渗透的胶体和有机物、微生物污染负荷。
● 由于膜在这里是污染物的绝对屏障,MF/UF滤液的高质量可以保持稳定。即便是地表水和废水等水质波动异常频繁的水源,这种稳定性也不会改变。
● 由于胶体污染减少,反渗透系统的清洗频率明显降低。
● 与一些传统过滤工艺相比,MF/UF系统操作更容易,耗时更少。
● 与采用大量化学品的传统工艺相比,MF/UF浓缩废液的处置比较容易。
⑺ 反渗透会把锶过滤掉吗
锶(Sr)为二价离子,反渗透原则上对水中所有的离子都有去除作用,对一价的去除率较低,对高价离子去除率很高,一般可达到98%左右,对锶也不例外的会去除,如果你想把锶留在水中,可以考虑用纳滤设备。
⑻ 纯水工艺中RO膜进水条件要求是什么
1、进水水质要求
进水水质综合指标采用污染指标(SDI),中空纤维组件一般要求回SDI为3左右,卷式组件为5左右,管答式组件为15左右。
2、易形成水垢物质浓度要求
原水中难溶性盐在反渗透系统被浓缩,超过溶解度极限时,形成水垢。需控制的难溶性盐有:硫酸钙、碳酸钙与硅、硫酸锶、氧化钙。
3、胶体污染控制要求
可参考SID参数要求
4、生物污染控制要求(可用加氯法,以保证水中游离氯含量为0.5~1mg/L)
5、有机物污染控制要
TOC≤3mg/L,油含量≤0.1mg/L
反渗透金属指标汇总(参数均为最大值,以水源为地下水为例):
SDI:2;浊度:0.2;TOC:3mg/L;BOD:8;COD:11;系统平均通量:30.6L/(m2·h)
⑼ 净水器能制成富锶水吗
可以。
富锶矿物质水一般是以反渗透净水器或超滤、纳滤净水器制水,然后再通过天然岩石矿物滤材加工的富锶矿化滤芯进行溶滤,出水水质中锶元素含量达到0.2mg/L以上。
⑽ 反渗透专用阻垢剂有国家标准吗
这个是有标准的,来一般加药量为自5-10mg/L,推荐的剂量范围内,可控制绝大多数以下类型的结垢:碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氢氧化铁、氢氧化铝及硅。