反渗透预处理

1反渗透预处理的重要性反渗透处理苦咸水虽具有很多优点，但反渗透膜对进水水质却有一定要求，若达不到要求然会导致膜的污染重会导致整个反渗透装置的报废造成巨大的经济损失就是说渗透系统的运行效率和寿命与原水的预处理效果密切相关。预处理就是要把进水对膜的污染、结垢、损伤降到最低，从而使反渗透系统的产水量、脱盐率、回收率、运行成本达到最优。原水经预处理后，在进入反渗透装置前，达到进水要求。常用的预处理工艺主要有混凝沉淀介质过滤性炭过滤子交换软化或加药阻垢、温度与PH调节、保安过滤。特殊的预处理工艺还需降低水中金属离子的含量（如铁、锰、铜等杀菌、二氧化硅的去除等。2预处理的目标下图为反渗透进水水质要求和预处理解决办法膜污染指标浊度SDI15悬浮物等颗粒物微生物金属氧化三价铁离子

允许值＜1NTU＜3＜100/mL＜1个/mL＜50ug/L

解决办法过滤凝沉淀滤滤过滤凝沉淀滤滤过滤凝沉淀滤滤杀菌、微滤、超滤氧化+沉淀或过滤物

锰碳酸钙硫酸钙

＜50ug/LLSI0＜230%

使用分散剂控制回收率PH、阻垢剂控制回收率、阻垢剂处理结垢物质硫酸钡

＜6000%

控制回收率、阻垢剂处理

有机物PH温度氧化剂

SrSO4CaF2磷酸钙二氧化硅油TOCCODBOD余氯臭氧其他

＜800%浓水侧浓度＜1.7mg/L浓水侧浓度不能超过溶解度＜100%0＜10mg/L＜10mg/L＜5mg/L3~105~45＜0.1mg/L00

控制回收率、阻垢剂处理控制回收率控制回收率控制回收率气浮、吸附活性炭、过滤、吸附树脂活性炭、过滤、吸附树脂活性炭、过滤、吸附树脂加入酸或碱调节ph换热器还原剂、活性炭吸附表面活性剂

选择阳离子或两性表面活性剂时要谨慎3地下水质下表为甘肃部分地区地下水水质主要指标（水源PHK+Na+Ca2+Mg2+

甘肃庆阳（井水）7.62.35620.0069.9427.48

Cl-SO42-HCO3-F-总硬度TDSFe(总)Mn总）As氨氮硝酸氨亚硝酸铵耗氧量二氧化硅

278.66*1005.33*189.160.40390.32122.5*0.340.0250.0100.0100.0100.039.196.0“*为超限指标——按国家生活饮用水卫生标准GB5749-85价分析：从地下水水质可以看出下水属高硬度高盐量水澈透明，基本无污染下水水质一般终年稳定于土壤层的过滤作用下水基本没有悬浮物，污泥指数SDI）值小、浊度低、但地下水源水硬度及氯化物含量高[7]，以在处理地下苦咸水时，预处理的重点在于如何减缓或防止难溶盐的析出。在反渗透系统中最容易结垢的物质是碳酸钙，依次为硫酸钙，二氧化硅，硫酸钡等。进水浓缩后是否会形成碳酸钙水垢可用朗格利尔饱和指数判断，即：

LSI=pHm-pHs式中：—朗格利尔饱和指数PHm——水的实测PH——水在碳酸钙饱和平衡时的当LSI=0则表示该水质处于平衡状态，即不结垢也不腐蚀，水质是稳定的。PHs根据下列公式计算PHs=pCa+p[A]+(pK2-pKs)式中：pCa——水中钙离子含量的负对数;—水的碱度值得负对数pK2——碳酸的二级电离常数的负对数——碳酸钙溶度积的负对数当原水含盐量较高时[1]，应当考虑离子强度对碳酸钙饱和平衡时的PH值得影响，

此

时pHs

可

采

用

下

式

进

行

计

算：pHs=pCa+p[A]+(pK2-pKs)+2I1/2/(1+I1/2)式中：I离子强度由碳酸钙结晶的动力学方程可以看出度对碳酸钙结晶速率有很大的影响。反应温度越高，碳酸钙的平衡浓度积Ksp降低；从而使碳酸钙的过饱和度Ｓ提高酸钙晶体的形成速率和晶体的长大速率都会提高而使结垢倾向增加于温度对碳酸钙晶体的形成和晶体的长大都有影响度的变化会影响碳酸钙晶体颗粒的大小于西部地区地下水温度较低比较稳定般水温≤20℃故以20水温作为最不利情况加以核算。硫酸盐的结垢情况，可由下式判断情况下酸盐的离子浓度积IP过其溶度积Ksp＞Ksp时结垢；＜Ksp则中的硫酸盐是稳定的。

预防反渗透膜表面结垢的方法主要有两种化法的硬度；另一种是加阻垢剂延缓结垢生成。软化法是使用软化器和阳离子交换树脂对原水进行预处理脂上的钠离子和水中的钙子进行交换除去水中的硬度脂饱和时，必须对树脂进行再生，否则，膜同样会被污染。因此，增加了反渗透装置的初期投资。同时，运行中的树脂频繁失效再生，操作繁琐。在实际操作中，加阻垢剂法设备简单，操作简易，自动化程度高。但难点在于针对西部地区苦咸水的特点何在众多的阻垢剂中据阻垢剂性能药量，ｐＨ值，以及操作条件（如压力，温度2浓度等）对阻垢性能的影响，优选阻垢剂并确定最佳加药量及加药条件。自从20世纪60年代后期反渗透脱盐装置诞生以来，酸＋六偏磷酸钠一直被用来控制RO装置的碳酸垢和硫酸垢，被认为是RO系统中的传统预处理方法。SHMP是无机盐易分解为正磷酸盐，即可与Ca2+形成磷酸钙而成为致垢剂可作为细菌生长的营养源而产生生物污垢于其价格低SHMP仍占垢剂市场份额的40%以上[11]。因此要SHMP顺利运行必须加酸使用，才能降低浓水侧的LSI值。有研究者，采用给水一次通过法对新开发的阻垢剂HEDP传统H2SO4＋SHMP平行反渗透对比实验实验装置用完全一样的反渗透系统，以同样的水源为原水，操作条件如进水压力，产水回收率完全保持一致运行ｈ，主要依据需要的泵能、阻垢剂消耗量和3000运行过程中的产水量和产水水质来评价阻垢剂的处理效果。实验结果表明：由于HEDP与聚丙烯酸盐的复配物分散Ｃａ—Ａｌ—Ｓｉ类黏泥的作用差此SHMP在产水质量收率、成本等几方面都比新型阻垢剂HEDP好，建议继续使用[13]MD