【正文】 x10–6氟化鎂MgF21825 x 10–9 x 10–11氫氧化鎂Mg(OH)21825 x 10–11 x 10–12磷酸鎂Mg3(PO4)225 x 10–2424氫氧化錳Mn(OH)21825 x 10–142 x 10–13碳酸鍶SrCO325 x 10–10硫酸鍶SrSO4 x 10–7碳酸鋅ZnCO325 x 10–10　　為了防止膜面上發(fā)生無機(jī)鹽結(jié)垢，應(yīng)采用如下措施：　加酸　　大多數(shù)地表水和地下水中的CaCO3幾乎呈飽和狀態(tài)，由下式可知CaCO3的溶解度取決于pH值：Ca2+ + HCO3–→H+ + CaCO3　　 因此，通過加入酸中的 H+，化學(xué)平衡可以向左側(cè)轉(zhuǎn)移，使碳酸鈣維持溶解狀態(tài)，所用酸的品質(zhì)必須是食品級?！　aCO3在濃水中更具有溶解的傾向，而不是沉淀，對于苦咸水而言，可根據(jù)朗格利爾指數(shù)(LSI)，對于海水可根據(jù)斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)(Samp。在飽和pHs的條件下，水中CaCO3處于溶解與沉淀之間的平衡狀態(tài)。DSI的定為：　　LSI = pH – pHs (TDS ≤ 10,000 mg/L)　　Samp。DSI指數(shù)必須為負(fù)數(shù)，加酸僅對控制碳酸鹽垢有效。　　相對聚合有機(jī)阻垢劑而言，六偏磷酸鈉價廉但不太穩(wěn)定，它能少量的吸附于微晶體的表面，阻止結(jié)垢晶體的進(jìn)一步生長和沉淀。因此，目前極少使用SHMP，有機(jī)磷酸鹽效果更好也更穩(wěn)定，適應(yīng)于防止不溶性的鋁和鐵的結(jié)垢，高分子量的多聚丙烯酸鹽通過分散作用可以減少SiO2結(jié)垢的形成。對于阻垢劑的加入量，請咨詢阻垢劑供應(yīng)商?！　≡诤}量為35,000mg/L的海水反滲透系統(tǒng)中，結(jié)垢問題沒有苦咸水中那樣突擊，海水中受濃水滲透壓所困，其系統(tǒng)水回收率在30～45%之間，但是為了安全起見，當(dāng)運(yùn)行回收率高于35%時，推薦使用阻垢劑。　強(qiáng)酸陽樹脂軟化　　可以使用Na+離子置換和除去水中結(jié)垢陽離子如Ca2+、Ba2+和Sr2+。在這種處理過程中，進(jìn)水pH不會改變?！　〔捎肈owex離子交換樹脂脫除Ca2+、Ba2+和Sr2+%，可消除各種碳酸鹽或硫酸鹽垢的危險?！　∵@一過程的主要缺點(diǎn)是相當(dāng)高的NaCl消耗，存在環(huán)境問題，也不經(jīng)濟(jì)?！∪跛彡枠渲搲A度　　采用弱酸陽離子交換樹脂脫堿度主要是大型苦咸水處理系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)部分軟化以達(dá)到節(jié)約再生劑的目的。由于樹脂的酸性基團(tuán)為羧基，羧基不再解離，離子交換過程也就停止了。因此這一過程對于重碳酸根含量高的水源較為理想，重碳酸根也可轉(zhuǎn)化為CO2　　 HCO3– + H+ → H2O + CO2　　在大多數(shù)情況下，并不希望產(chǎn)水中出現(xiàn)CO2，這時可以對原水或產(chǎn)水進(jìn)行脫氣來實(shí)現(xiàn)，但當(dāng)存在生物污染嫌疑時(地表水，高TOC或高菌落總數(shù))，對產(chǎn)水脫氣更為合適。　　采用弱酸脫堿度的優(yōu)點(diǎn)如下：　　☆　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(fèi)用和對環(huán)境的影響；　　☆　通過脫除重碳酸根，水中的TDS減低，這樣產(chǎn)水TDS也較低；　　本法的缺點(diǎn)是：　　☆　殘余硬度　　如果需要完全軟化，可以增設(shè)強(qiáng)酸陽樹脂的鈉交換過程，甚至可放置在弱酸樹脂同一交換柱內(nèi)，這樣再生劑的耗量仍比單獨(dú)使用強(qiáng)酸樹脂時低，但是初期投資較高，這一種組合僅當(dāng)系統(tǒng)容量很大時才有意義。　　☆　處理過程中水的會發(fā)生pH變化　　因樹脂的飽和程度在運(yùn)行時發(fā)生變化，～，這種周期性的pH變化，使工廠脫鹽率的控制變得很困難?！∈臆浕　⊥ㄟ^水中加入氫氧化鈣可除去碳酸鹽硬度。CaCl2 + Na2CO3 →2 NaCl + CaCO3　　 石灰一純堿處理也可以降低二氧化硅的濃度，當(dāng)加入鋁酸鈉和三氯化鐵時，將會形成CaCO3以及硅酸、氧化鋁和鐵的復(fù)合物。C熱石灰硅酸脫除工藝，可將硅酸濃度降低到1mg/L以下?！　?僅當(dāng)產(chǎn)水量大于200m3/hr的苦咸水系統(tǒng)才會考慮選擇石灰軟化預(yù)處理工藝。通常這類系統(tǒng)的運(yùn)行回收率很低，約25%左右，而且1～2年左右就考慮更換膜元件?！　∫部梢圆捎妙愃朴趶U水處理中的批操作模式，即在每批操作之后清洗一次膜元件。特別要注意采取措施不讓結(jié)垢層隨運(yùn)行時間的延長進(jìn)一步的加劇?！　∪芙舛冗€取決于溫度和pH值，水中含硅時，提高溫度和pH可以增加其溶解度，二氧化硅常常是唯一考慮需要調(diào)節(jié)這些運(yùn)行參數(shù)以防止結(jié)垢的原因，因?yàn)檫@些參數(shù)的調(diào)節(jié)存在一些缺點(diǎn)，如能耗高或其它結(jié)垢的風(fēng)險(如高pH下易發(fā)生CaCO3沉淀)。　　在電腦上使用陶氏FILMTEC反滲透/納濾系統(tǒng)分析軟件，可以計算出系統(tǒng)是否會有結(jié)垢的傾向，以便提醒客戶采取相應(yīng)的對策?！　SIC=pHCpHS　　式中pHC為濃水pH值【LSIC的調(diào)節(jié)】　　大多數(shù)天然水未經(jīng)處理時，LSIC將會是正值，為了防止CaCO3結(jié)垢，除非在膜系統(tǒng)進(jìn)水中投加阻垢劑或采取前面介紹的預(yù)防性清洗措施，否則必須確保LSIC為負(fù)值。　海水水源　　當(dāng)濃水含鹽量TDS10,000mg/L的高鹽度苦咸水或海水水源，斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)(Samp?！　amp。 pHS為CaCO3飽和時的pH值　　當(dāng)Samp?！　　維amp。DSIC一般是正值，為了防止CaCO3結(jié)垢，必須通過加酸使Samp。DSIC值可以為正值，最大允許Samp。如果上述條件不能滿足，就必須采取以下措施：　☆　降低回收率，直到Samp。DSIC值滿足上述任一條件的規(guī)定；　☆　在進(jìn)水中加酸(HCl，CO2，H2SO4等)，直到Samp。　　針對海水淡化系統(tǒng)，通常投加硫酸，其加入量為10mg/L，以達(dá)到pH7，使?jié)馑甋amp?！?預(yù)防硫酸鋇結(jié)垢　　硫酸鋇是所有堿土金屬中溶解性最低的鹽類，當(dāng)進(jìn)水中存在硫酸鋇時，會引起大量的沉淀現(xiàn)象，這是因?yàn)樗鼘α蛩徕}和硫酸鍶垢的形成起促進(jìn)作用?！　☆A(yù)防措施與硫酸鈣的預(yù)防措施相同?！☆A(yù)防氟化鈣結(jié)垢　　如果鈣的濃度較高，就有可能產(chǎn)生氟化鈣沉淀。　預(yù)防硅垢　　大多數(shù)水源溶解性二氧化硅(SiO2)的含量在1～100mg/L。濃水中的最大允許SiO2濃度取決于SiO2的溶解度。　　如果出現(xiàn)一定量的金屬，如Al3+的話，可能會通過形成金屬硅酸鹽改變SiO2的溶解度。因此，如果存在硅的話，應(yīng)保證水中沒有鋁或鐵，并且推薦使用1mm的保安濾器濾芯，同時采取預(yù)防性的酸性清洗措施?！☆A(yù)防磷酸鈣結(jié)垢　　　出現(xiàn)磷酸鈣結(jié)垢的情況不太普遍，但是自從反滲透用于市政廢水的處理時，情況就變了，目前，由于水資源的短缺，市政廢水循環(huán)再利用成為陶氏反滲透的最主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，伴隨這種大規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域的出現(xiàn)，必須采取針對磷酸鹽結(jié)垢的預(yù)防措施。　　最常見的含磷礦為磷灰石，這是含有各種OH–，Cl–，和F–基團(tuán)的磷酸鈣，其它的含磷礦物質(zhì)有時含有鋁或鐵， 下列含磷化合物的溶解度偏低，會引起RO/NF的運(yùn)行出現(xiàn)結(jié)垢?；衔锓肿邮絧Ksp2H2O酸性磷酸鈣Ca4H(PO4)3堿性磷灰石Ca5(PO4)3OH磷酸氨鎂MgNH4PO4磷酸鐵FePO415磷酸鋁和磷酸鐵在中等酸性條件下，也不易溶解，這樣在預(yù)處理階段，除去鋁和鐵就十分重要，由于磷化學(xué)的復(fù)雜性，也就難以預(yù)測發(fā)生磷酸鹽垢的極限值。在北美一家市政廢水處理廠，對膜面上磷酸鹽垢的分析表明，主要成份為鈣和磷并伴有少量的鋁，～。[2]5　預(yù)防膠體和顆粒污堵　引言　　　膠體和顆粒污堵可嚴(yán)重地影響反滲透元件的性能，如大幅度降低產(chǎn)水量，有時也會降低系統(tǒng)脫鹽率，膠體和顆粒污染的初期癥狀是系統(tǒng)壓差的增加。澄清池或介質(zhì)過濾器所用的預(yù)處理絮凝劑如聚合氯化鋁、三氯化鐵、陽離子聚電解質(zhì)，會與微小的膠體和顆粒結(jié)合，聚集成大尺度絮凝體，以便于被填料介質(zhì)或?yàn)V芯截留住，這類凝絮就使得人們對介質(zhì)過濾器和濾芯的孔徑要求降低了，仍能發(fā)揮出色的過濾效果。　　判斷反滲透和納濾進(jìn)水膠體和顆粒污染程度的最好技術(shù)是測量進(jìn)水淤積指數(shù)(SDI值)，有時也稱為污染指數(shù)(FI值)。淤積指數(shù)的測定方法在美國材料工程協(xié)會ASTM標(biāo)準(zhǔn)測試方法D 418982中已作了規(guī)定。如果水樣完全將膜片堵塞住時。實(shí)際證明降低SDI15的一些預(yù)處理技術(shù)包括介質(zhì)過濾器(如石英砂和無煙煤)，超濾和微濾。防止膠體污染的方法綜述如下。過濾出水水質(zhì)取決于雜質(zhì)和過濾介質(zhì)的大小、表面電荷和形狀、原水組成和操作條件等，設(shè)計和操作合理的話，通常經(jīng)過介質(zhì)過濾器處理就可以達(dá)到SDI15≤5。在雙介質(zhì)過濾器中。因?yàn)閴毫V器筒體可耐壓，能用較高的過濾床層、較精細(xì)的過濾介質(zhì)粒徑和較高的過濾濾速，設(shè)計過濾流速通常小于10～20m/h，反洗流速40～50m/h。操作過程中，待過濾的原水進(jìn)入濾器頂部，滲濾透過濾層，進(jìn)入底部的集水系統(tǒng)，～，先反洗和然后正洗濾器以除去沉積物，反洗一般需要10分鐘以上，大直徑的濾器還須設(shè)置輔助氣源擦洗。介質(zhì)過濾的設(shè)計和操作運(yùn)行細(xì)節(jié)可以在相關(guān)文獻(xiàn)中獲得。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)化成Fe3+，形成難溶性的膠體氫氧化物顆粒。→　4Fe(OH) 3 + 8 CO2　　4Mn(HCO3) 2 + O2 + 2H2O　→　4Mn(OH) 3 + 8 CO2　　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更多，即使SDI小于5，仍會產(chǎn)生鐵污染問題。　　處理這類水源的一種方法是防止其在整個RO過程中與空氣和任何氧化劑如氯的接觸?！　『＞G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，以防止對膜的氧化破壞。　　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的過濾介質(zhì)，它對溶解氧和二價鐵之間的反應(yīng)起催化作用，使可溶性的二價鐵和錳形成沉淀，并且通過濾器反洗可將這些沉淀沖出濾器?！≡诰€過濾　　如果過濾前對原水中的膠體進(jìn)行絮凝或助凝處理，可以大幅度地提高介質(zhì)過濾器降低SDI的效率，在線過濾可以用于SDI略高于5的水源，這種被稱為在線絮凝或在線絮凝－助凝的方法在ASTM D4188標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)的表述?！　×蛩徼F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，它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?！　榱颂岣咝跄齽┬躞w的強(qiáng)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，助凝劑與絮凝劑一起或單獨(dú)使用，助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。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負(fù)電的，將會與水中陽離子性的絮凝劑或助凝劑反應(yīng)?！　?當(dāng)添加的聚合物本身影響膜導(dǎo)致通量的下降，這屬于直接的干擾，水的離子強(qiáng)度可能對絮凝劑或助凝劑與膜間的界面有影