反滲透知識點問答，你能答對幾個？1、在水處理中的朗格里爾指數(shù)到底指的什么？答、朗格利爾指數(shù)又稱飽和指數(shù)，以S.I.表示，是水樣實測的PH值減去飽和PH值（PHs）所得的值。碳酸鈣在水中呈飽和狀態(tài)時，重碳酸鈣既不分解為碳酸鈣，碳酸鈣也不會繼續(xù)溶解，此時的PH值稱為飽和的PH值，以PHs表示。若水樣的PH值大于PHS，S.I.為正值時，碳酸鈣會從水中析出，這種水屬結(jié)垢型水；當(dāng)S.I.為負(fù)值時，原有水垢層會被溶解掉，使原材料裸露在水中受侵蝕，這種水稱作侵蝕型水；當(dāng)S.I.等于零時，水處于飽和狀態(tài)，這種水屬于穩(wěn)定性。飽和PH與飽和指數(shù)的概念有朗格利爾（Langelier）提出，用以判斷碳酸鈣水垢在水中是否會析出。并據(jù)此提出用加酸或用加堿處理方法來控制水垢的析出。

朗格利爾飽和指數(shù)(Langeliersaturationindex，簡稱LSI）

1936年朗格利爾(Langlier)根據(jù)己關(guān)于水中碳酸溶解平衡理論提出的描述碳酸鈣固體與含二氧化碳溶液之間的平衡關(guān)系表達(dá)式，即水樣實測的pH值減去飽和pH(即pHs)值的差值。根據(jù)表達(dá)式：Is(飽和指數(shù))=pH—pHs，若Is為負(fù)值，即pH<pHs說明水中的碳酸鈣處于未飽和狀態(tài)，仍能繼續(xù)溶解，水具有產(chǎn)生腐蝕的趨勢；當(dāng)Is為正值時，碳酸鈣處于過飽和狀態(tài)，水具有產(chǎn)生碳酸鈣沉積的趨勢；當(dāng)Is等于零時，水質(zhì)處于穩(wěn)定狀態(tài)，既不結(jié)垢，也無產(chǎn)生腐蝕的趨勢。該法可在一定范圍內(nèi)用于計算水的堿度、鈣離子濃度和水的溫度。2、總硬度對反滲透水處理回收率的影響答、水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量，通常是以離子形式存在。當(dāng)水通過反滲透膜元件時，純凈的水會通過半透膜，而水中的鈣鎂離子就會被截留在濃水一端，一部分會隨著濃水的排放而沖走，一部分會滯留在半透膜的表面上，時間一長正如上述同仁所說，鈣鎂離子的濃度逐漸達(dá)到了“朗格里爾結(jié)垢指數(shù)”后會以固體或膠體形式析出，例如碳酸鈣、碳酸鎂等。這種“水垢”會將反滲透的半透膜膜孔堵住，從而影響反滲透膜好水的通透，造成回收率下降、產(chǎn)品水水質(zhì)下降。下圖就是源水中總硬度過大，而沒采取相應(yīng)的處理措施所導(dǎo)致的結(jié)垢。3、鋇和鍶含量高的時候為什么對反滲透膜有很大的壞處啊鋇鹽和鍶鹽都是難溶鹽，在反滲透的濃縮作用下會形成晶體，進(jìn)而形成無機(jī)鹽垢，造成產(chǎn)水量下降。關(guān)鍵要控制溶度積不能超過可形成晶體的限度，一般情況下投加阻垢劑是個不錯的選擇。4、硫酸根對反滲透膜有什么危害？答、硫酸根本身對反滲透膜應(yīng)該沒什么危害，但如果硫酸根與鈣、鋇、鍶離子同時存在時，會引起反滲透膜表面大量沉淀現(xiàn)象，而且硫酸鋇對硫酸鈣和硫酸鍶的形成起促進(jìn)作用。贊同5、反滲透阻垢劑具體都有哪些作用？答

1、阻垢劑就是防止水中的無機(jī)物質(zhì)在設(shè)備中沉積結(jié)垢。在涉及水處理的各個領(lǐng)域中,結(jié)垢都可給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的后果,如降低生產(chǎn)能力甚至引起停工。因此工業(yè)水的阻垢處理一直是人們所關(guān)注的研究課題,利用加阻垢劑進(jìn)行阻垢處理是眾多阻垢方法中的相對方便和高效的一種方法。反滲透是一個過濾的過程，濃水側(cè)由于無機(jī)鹽等濃度很高，會發(fā)生結(jié)垢造成膜的污賭，影響產(chǎn)水率，反滲透阻垢劑可以阻止結(jié)垢2、反滲透阻垢劑的作用

在說反滲透阻垢劑的作用前，先簡述一下反滲透系統(tǒng)：反滲透系統(tǒng)是將原水經(jīng)過精細(xì)過濾器、顆?；钚蕴歼^濾器、壓縮活性碳過濾器等,再通過泵加壓,利用孔徑為1/10000μm(相當(dāng)于大腸桿菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反滲透膜(RO膜),使較高濃度的水變?yōu)榈蜐舛人?同時將工業(yè)污染物、重金屬、細(xì)菌、病毒等大量混入水中的雜質(zhì)全部隔離，從而達(dá)到飲用規(guī)定的理化指標(biāo)及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)出至清至純的水,是人體及時補充優(yōu)質(zhì)水份的最佳選擇.由于RO反滲透技術(shù)生產(chǎn)的水純凈度是目前人類掌握的一切制水技術(shù)中最高的,潔凈度幾乎達(dá)到100%。3、反滲透阻垢劑是反滲透系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，系統(tǒng)長時間連續(xù)運行時，水中鈣鎂等離子會不斷析出并在反滲透膜表面附著，形成結(jié)垢堵塞膜孔，這樣會影響反滲透系統(tǒng)的出水效率，損壞反滲透膜。由于反滲透膜比較昂貴，所以在系統(tǒng)運行中，要增加一段加藥系統(tǒng)，在水中投加反滲透阻垢劑，延緩鈣鎂離子的析出和膜面結(jié)垢。4、反滲透阻垢劑的基本作用：

絡(luò)和增溶作用:反滲透阻垢劑溶于水后發(fā)生電離,生成帶負(fù)電性的分子鏈,它與Ca2+形成可溶于水的絡(luò)合物或螯合物,從而使無機(jī)鹽溶解度增加,起到阻垢作用。5、晶格畸變作用：由反滲透阻垢劑分子中的部分官能團(tuán)在無機(jī)鹽晶核或微晶上,占據(jù)了一定位置,阻礙和破壞了無機(jī)鹽晶體的正常生長,減慢了晶體的增長速率,從而減少了鹽垢的形成;6、靜電斥力作用：反滲透阻垢劑溶于水后吸附在無機(jī)鹽的微晶上,使微粒間斥力增加,阻礙它們的聚結(jié),使它們處于良好的分散狀態(tài),從而防止或減少垢物的形成。7、反滲透阻垢劑的用量

反滲透阻垢劑的投加量由于不同廠家配方和濃度不同，而不盡相同，使用時需咨詢廠家，進(jìn)口反滲透阻垢劑用量一般為3-5ppm。反滲透阻垢劑投加方式

反滲透系統(tǒng)一般有專用的自動加藥裝置，由加藥箱、計量泵等組成，可設(shè)置單位時間內(nèi)加藥量，連續(xù)添加。6、反滲透前還原劑的作用是什么？會受到生物污染。下面的表-2

給出一些藥劑廠商提供的加阻垢劑后，濃水中難溶鹽最大飽和度，

RO

以及海德能設(shè)計軟件所采用的保守警戒值。這些數(shù)值基于濃水的情況，以正常未加藥時的飽和度為

100％計算。海德能一直推薦用戶要向廠商確證其產(chǎn)品的實際效率。選擇阻垢劑/分散劑的另外一個主要問題是要保證與反滲透膜完全兼容。不兼容藥劑會造成膜的不可逆損壞。海德能相信供應(yīng)商會進(jìn)行藥劑的

RO

膜兼容性測試和效率測試。我們建議用戶向阻垢劑和分散劑廠商咨詢下列一些問題：

●

與相關(guān)

RO

膜的兼容性如何？

●

有沒有成功運行

1000

小時以上的最終用戶列表？

●

與反滲透進(jìn)水中的任何成分（比如鐵、重金屬、陽離子聚電解質(zhì)等）有沒有不可逆反應(yīng)？

●

推薦添加量和最大添加量是多少？

●

有沒有特殊的排放問題？

●

是否適于飲用水應(yīng)用（有必要時）？

●

該廠商還供應(yīng)與阻垢劑相容的混凝劑、殺菌劑和清洗劑等其他反滲透藥劑嗎？

●

該廠商是否提供膜解剖或元件清洗一類的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)？表-2

加阻垢劑后難溶鹽最大飽和度垢物或污染物藥劑廠商推薦值海德能推薦的保守值碳酸鈣

LSI

值

+2.9+1.8

硫酸鈣

400%230%

硫酸鍶

1,200%800%

硫酸鋇

8,000%6,000%氟化鈣

12,000%

未給出硅酸

300ppm

或更高

100%

鐵

5ppm

未給出鋁

4ppm

未給出

5.2

軟化預(yù)處理原水中含有過量的結(jié)垢陽離子，如

Ca2+、Ba2+和

Sr2+等，需要進(jìn)行軟化預(yù)處理。軟化處理的方法有石灰軟化和樹脂軟化。

1

石灰軟化在水中加入熟石灰即氫氧化鈣可去除碳酸氫鈣，反應(yīng)式為：

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓＋2H2OMg(HCO3)2+2Ca(OH)2→2CaCO3↓

＋Mg(OH)2＋2H2O

非碳酸硬度可加入碳酸鈉（純堿）得到進(jìn)一步降低：

CaCl2+NaCO3→2NaCl+Ca(CO3)↓

石灰－純堿軟化處理還可降低二氧化硅的含量，在加入鋁酸鈉和三氯化鐵時會形成碳酸鈣以及硅酸、氧化鋁和鐵的復(fù)合物沉淀。通過加入多孔氧化鎂和石灰的混合物，采用

60－70℃熱石灰脫硅酸工藝，能將硅酸濃度降低到

1mg/L

以下。通過石灰軟化也可顯著去除鋇、鍶和有機(jī)物，但石灰軟化處理的問題是需要使用反應(yīng)器以便在高濃度下形成沉淀晶種，通常要采用上升流固體接觸澄清器。過程出水還需要設(shè)置多介質(zhì)過濾器，并在進(jìn)入膜單元之前要調(diào)節(jié)

pH。使用含鐵混凝劑，無論是否同時使用聚合物絮凝劑（陰離子型和非離子型），均可提高石灰軟化的固液分離效果。只有大型苦咸水/廢水系統(tǒng)（大于200m3/H）才會考慮選擇石灰軟化工藝。

2

樹脂軟化

a．強酸型樹脂軟化使用鈉離子置換除去結(jié)垢型陽離子，如

Ca2＋、Ba2＋、Sr2＋，樹脂交換飽和后用鹽水再生。鈉離子軟化法在常壓鍋爐水處理中廣泛應(yīng)用。這種處理方法的弊端是耗鹽量高，增加了運行費用，另外還有廢水排放問題。

b．弱酸型樹脂脫堿度主要在大型苦咸水處理系統(tǒng)中采用弱酸陽離子交換樹脂脫堿度，脫堿度處理是一種部分軟化工藝，可以節(jié)約再生劑。通過弱酸性樹脂處理，用氫離子交換除去與碳酸氫根相同當(dāng)量（暫時硬度）的Ca2+、Ba2+和

Sr2+等，這樣原水的

pH

值會降低到

4-5。由于樹脂的酸性基團(tuán)為羧基，當(dāng)

pH

達(dá)到

4.2

時，羧基不再解離，離子交換過程也就停止了。因此，僅能實現(xiàn)部分軟化，即與碳酸氫根相結(jié)合的結(jié)垢陽離子可以被除去。因此這一過程對于碳酸氫根含量高的水源較為理想，碳酸氫根也可轉(zhuǎn)化為

CO2。

HCO3-+H+=H2O+CO2

一般不希望水中有二氧化碳，必要時要對原水或產(chǎn)水進(jìn)行脫氣，在有生物污染可能時（地表水，高

TOC

或高菌落總數(shù)），對產(chǎn)水脫氣更為合適。在膜系統(tǒng)中高

CO2

濃度可以抑制細(xì)菌的生長。當(dāng)希望系統(tǒng)運行在較高的脫鹽率時，采用原水脫氣較為合適，脫除CO2

將會引起

pH

的增高，進(jìn)水

pH＞6

時，膜系統(tǒng)的脫除率比進(jìn)水

pH＜5

時要高。●

再生所需要的酸量不大于

105％的理論耗酸量，這樣會降低操作費用和對環(huán)境的影響；

●

通過脫除碳酸氫根，降低了水中的

TDS，這樣產(chǎn)水

TDS

也較低；弱酸型樹脂處理的缺點是：

●

殘余硬度如果需要完全軟化，可以增設(shè)強酸陽樹脂的交換過程，甚至放置在弱酸樹脂同一交換柱中，這樣再生劑的耗量仍比單獨使用強酸樹脂時低，但是初期投入較高，這一組合僅當(dāng)系統(tǒng)容量很大時才有意義。另一種克服這一缺點的方法是在脫堿度的水中加阻垢劑，雖然迄今為止，人們單獨使用弱酸樹脂脫堿時，還未出現(xiàn)過結(jié)垢問題，但是我們?nèi)詷O力建議你計算殘留難溶鹽的溶解度，并采取相應(yīng)的措施。

●

處理過程中水會發(fā)生

pH

變化因樹脂的飽和程度在運行時發(fā)生變化，經(jīng)弱酸脫堿處理的出水其

pH

值將在

3.5-6.5

范圍內(nèi)變化，這種周期性的

pH

變化，使工廠脫鹽率的控制變的很困難。當(dāng)

pH＜4.2

時，無機(jī)酸將透過膜，可能會增加產(chǎn)水的

TDS，因此，我們推薦用戶增加一個并聯(lián)弱酸軟化器，控制在不同時間進(jìn)行再生，以便均勻弱酸處理出水

pH,其它防止極低

pH

值出水的方法是脫除

CO2

或通過投加

NaOH

調(diào)節(jié)弱酸軟化后出水的

pH

值。

5.3

去除膠體和顆粒物

1

介質(zhì)過濾從水中去除懸浮固體普遍的方法是多介質(zhì)過濾。多介質(zhì)過濾器以成層狀的無煙煤、石英砂、細(xì)碎的石榴石或其他材料為床層。床的頂層由質(zhì)輕和質(zhì)粗品級的材料組成，而最重和最細(xì)品級的材料放在床的底部。其原理為按深度過濾——水中較大的顧粒在頂層被除去，較小的顆粒在過濾器介質(zhì)的較深處被除去。在單一介質(zhì)過濾器中，最細(xì)的顆粒材料反洗至床的頂部。大多數(shù)過濾發(fā)生在床頂部

5cm

區(qū)域內(nèi)，其余作為支撐介質(zhì)。有一泥漿層形成。雖然單一介質(zhì)過濾器的濾速限制為

81.5—163L／(min.m2)過濾面積，多介質(zhì)過濾器的水力過程流速可高達(dá)

815L/(min.m2)，但因高水質(zhì)的要求，通常在

RO

預(yù)處理中流速限制在

306L

／(min.m2)。由于膠體懸浮物既很細(xì)小又由于介質(zhì)電荷之間的排斥，所以單獨過濾不起作用。

在這些情況下，在過濾前必須加絮凝劑或絮凝化學(xué)藥品。常用的絮凝劑有三氯化

鐵、礬和陽離子聚合物。因為陽離子聚合物在低劑量下就有效果，且不明顯地增

加過濾器介質(zhì)的固體負(fù)荷，所以最常用。另一方面，如果陽離子聚合物進(jìn)入現(xiàn)在

采用的某些最通用的膜上，則它們卻是非常強的污染物。很少量的陽離子聚合物

就能堵塞這些膜，

且往往難以去除。

務(wù)須謹(jǐn)記當(dāng)用陽離子聚合物作為過濾助劑時，必須小心使用。

2

除鐵、錳——氧化過濾通常含鹽量為苦咸水范圍的某些井水呈還原態(tài)，典型特點是含有二價的鐵和錳，有時還會存在硫化氫和氨。如果對這類水源進(jìn)行氯化處理，或當(dāng)水中含氧量超過

5mg/L

時，F(xiàn)e2+將轉(zhuǎn)化為

Fe3+形成難溶解性的膠體氫氧化物顆粒。鐵和錳的氧化反應(yīng)如下：

4Fe（HCO3）2+O2+2H2O→4Fe（OH）3+8CO24Mn（HCO3）2+O2+2H2O→4Mn（OH）3+8CO2

由于鐵的氧化在很低的

pH

值時就會發(fā)生，因而出現(xiàn)鐵污染的情況要比錳污染的情況要多，即使

SDI

小于

5，RO

進(jìn)水的鐵含量低于

0.1mg/L，仍會產(chǎn)生鐵污染的問題。堿度低的進(jìn)水鐵離子含量要高，這是因為

FeCO3

的溶解度會限制

Fe2+

的濃度。處理這類水源的一種方法時防止整個

RO

過程中與空氣和任何氧化劑如氯的接觸。低

pH值有利于延緩

Fe2+的氧化，當(dāng)

pH＜6，氧含量＜0.5mg/L

時，最大允許

Fe2+濃度4mg/L,另一種是用空氣、Cl2

或

KMnO4

氧化鐵和錳，將所形成的氧化物通過介質(zhì)過濾器除去，但需要主要的是，由硫化氫氧化形成的膠體硫可能難以由過濾器除去，在介質(zhì)過濾器內(nèi)添加氧化劑通過電子轉(zhuǎn)移氧化

Fe2+，即可一步同時完成氧化和過濾。海綠石就是這樣一種粒狀過濾介質(zhì)，當(dāng)其氧化能力耗盡時，它可通過

KMnO4

的氧化來再生，再生后必須將殘留的

KMnO4

完全沖洗掉，以防止對膜的破壞。當(dāng)原水中含F(xiàn)e2+的量小于

2mg/L

時，可以采用這一處理方法，如原水中含更高的

Fe2+的量小于2mg/L

時，可以采用這一處理方法，如原水中含更高的

Fe2+時，可在過濾器進(jìn)水前連續(xù)投加

KMnO4,但是在這種情況下，必須采取措施例如安裝活性炭濾器以保證沒有高錳酸鉀進(jìn)入膜元件內(nèi)。

Birm

過濾也可以有效地用于從

RO/NF

進(jìn)水中去除

Fe2+，Birm是一種硅酸鋁基體上涂有二氧化錳形成沉淀，并且通過濾器反洗可將這些沉淀沖出濾器。由于該過程

pH

將升高，可能會發(fā)生

LSI

值變化，因而要預(yù)防濾器和

RO/NF

系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)

CaCO3

沉淀。

3

微絮凝如果過濾前對原水中的膠體進(jìn)行絮凝或混凝處理，可以大幅度地提高介質(zhì)過濾器效率，使出水的

SDI

降低到

5

左右。硫酸鐵和三氯化鐵可以用于對膠體表面的負(fù)電荷進(jìn)行失穩(wěn)處理，將膠體捕捉到新生態(tài)的氫氧化鐵微小絮狀物上，使用含鋁絮凝劑其原理相似，但因其可能有殘留鋁離子污染問題，并不推薦使用，除非使用高分子聚合鋁。迅速的分散和混合絮凝劑十分重要，建議采用靜態(tài)混合器或?qū)⒆⑷朦c設(shè)在增壓泵的吸入段，通常最佳加藥量為

10－30mg/L，但應(yīng)針對具體的項目確定加藥量。為了提高混凝劑絮體的強度進(jìn)而改進(jìn)它們的過濾性能，或促進(jìn)膠體顆粒間的架橋，絮凝劑與混凝劑一起或單獨使用，絮凝劑為可溶性的高分子有機(jī)化合物，如線性的聚丙烯酰胺，通過不同的活性功能團(tuán)，它們可能表現(xiàn)為陽離子性、陰離子性或中性非離子性?；炷齽┖托跄齽┛赡苤苯踊蜷g接地影響

RO

膜，間接的影響如它們的反應(yīng)產(chǎn)物形成沉淀并覆蓋在膜面上，例如當(dāng)過濾器發(fā)生溝流而使混凝劑絮體穿過濾器并發(fā)生沉淀；當(dāng)使用鐵或鋁混凝劑，但沒有立即降低

pH

值時，在

RO

階段或因進(jìn)水濃縮誘發(fā)過飽和現(xiàn)象，就會出現(xiàn)沉淀，還有在多介質(zhì)濾器后加入化合物也會產(chǎn)生沉淀反應(yīng)，最常見的是投加阻垢劑，幾乎所有的阻垢劑都是荷