反渗透预处理系统预防的结垢类型及处理方案

　　反渗透预处理系统预防的结垢类型及处理方案

　　一、预防碳酸钙结垢

　　苦咸水水源：对于浓水含盐量TDS≤10000mg/L,朗格利尔指数LSIC作为表示碳酸钙结垢可能性的指标。

　　LSIC的调节：大多数天然水未经处理时，LSIC将会是正值，为了防止碳酸钙结垢，除非在膜系统进水中投加阻垢剂或采取前面介绍的预防性清洗措施，否则必须确保LSIC为负值。

控制碳酸钙结垢的条件为：

（1）LSIC<0，不需要投加阻垢剂;

（2）LSIC≤1.8-2.0，单独投加阻垢剂或完全采用化学软化;

（3）LSIC>1.8-2.0，加酸至LSIC达1.8-2.0，然后投加阻垢剂，或完全采用化学软化。

　　海水水源：当浓水含盐量TDS>10000mg/L高研读苦咸水或海水水源，斯蒂夫和大卫饱和指数作为表示碳酸钙结垢可能性的指标。

　　S&DSIC的调节：大多数天然高含盐量未经处理时，S&DSIC一般为正值，为了防止碳酸钙结垢，必须通过加酸使S&DSIC变为负值，如果通过投加阻垢剂防止碳酸钙沉淀的话，S&DSIC值可以为正值，允许S&DSIC值和所需要的阻垢剂投加量，请参考阻垢剂制造商的技术资料。如果上述条件不能满足，就必须采取以下措施：

（1）降低回收率，知道S&DSIC值满足上述任一条件的规定;

（2）采用石灰或石灰一纯碱软化方法，脱出进水中的钙硬和碱度，直到S&DSIC值满足上述任一条件的规定;

（3）在进水中加酸，直到S&DSIC值满足上述任一条件的规定。

　　针对海水淡化系统，通常投加硫酸，其加入量为10mg/L,以达到ph7，使浓水S&DSIC保证负值。

　　二、预防硫酸钙结垢

（1）就硫酸钙而言，采用下述措施之一，就可以实现更高的反渗透回收率：

（2）强酸阳树脂软化或弱酸阳树脂除碱，可以进行钙到的全部或部分脱出;

（3）石灰或石灰一纯碱软化，降低水中钙离子的浓度;

　　根据阻垢剂供应商的规定，在进水中投加阻垢剂，或降低系统回收率。

　　三、预防硫酸钡结垢

　　硫酸钡是所有碱土金属中溶解性低的盐类，当进水中存在硫酸钡时，会引起大量的沉淀现象，这是因为它对硫酸钙和硫酸锶垢的形成起促进作用。

　　大多数天然水中，钡的含量会导致浓水中硫酸钡的沉淀，海水中的钡极限浓度为小于15μg/L，苦咸水中钡的极限浓度为小于5μg/L，当前面加入硫酸的话，则应小于2μg/L。预防措施与硫酸钙的预防措施相同。

　　四、预防硫酸锶结垢：预防措施与硫酸钙的预防措施相同。

　　五、预防氟化钙结垢：如果钙的浓度较高，只要水中负离子的含量达到0.1μg/L,就有可能产生氟化钙沉淀。预防措施与硫酸钙的预防措施相同。

　　六、预防硅垢：大多数水源溶解性二氧化硅的含量在1-100mg/L.过饱和二氧化硅能够自动聚合形成不溶性的胶体硅或胶状硅，引起膜的污染。浓水中的允许的二氧化硅浓度取决于二氧化硅的溶解度。

　　浓水中硅的结垢倾向于进水中的情形不同，这是因为二氧化硅浓度增加的同时，浓水的PH值也在变化，这样二氧化硅的结垢计算要根据原水水质和反渗透的操作而定。

　　如果出现一定量的金属，可能会通过形成金属硅酸盐改变二氧化硅的溶解度。硅结垢的发生大多数为水中存在铝或铁。因此，如果存在硅的话，应保证水中没有铝或铁，并且推荐使用1μm的保安过滤器滤芯，同时采取预防性的酸性清洗措施。

　　为了提高回收率，进行石灰一纯碱软化预处理时，应添加氧化镁或铝酸钠以减少进水中的二氧化硅浓度，同时确保软化过程有效运转十分重要，以防止反渗透系统会出现难溶金属硅酸盐;

由于PH值低于7或高于7.8，可以增加硅的溶解度，就防止硅的结垢而言，加酸或加碱可以提高水的回收率，但在高PH条件下，要防止碳酸钙的沉淀。

　　当采用热交换器增加进水温度时，就二氧化硅的结垢而言，可以显著地提高水的回收率，但膜系统的允许温度为45℃;高分子量的聚丙烯酸酯阻垢剂可以用于增加二氧化硅的溶解度

　　七、预防磷酸钙结垢：出现磷酸钙结垢的情况不太普遍，但是自从反渗透用于市政废水的处理时，情况就变了，目前，由于水资源的短缺，市政废水循环再利用成为反渗透的主要应用领域之一，伴随这种大规模应用领域的出现，必须采用针对磷酸盐结垢的预防措施。

（1）磷是自然界的丰度元素，存在于许多化合物中，在天然水和废水中，含磷化合物的存在形成为：

（2）颗粒状磷酸盐;

（3）正磷酸盐，根据PH值不同，正磷酸盐的表现形态为磷酸，在中性废水中以磷酸氢根离子形式为主要成分;

（4）聚合磷酸盐，这是纺织品洗涤剂或其他洗涤产品中的重要成份，因产品的种类而异，一般含有2-7个磷原子;

（5）有机磷，它是生命体的必须元素。

　　常见的含磷矿为磷灰石，这是各种氢氧根离子、氯离子、氟离子基团的磷酸钙，其他的含磷矿物质有时含有铝或铁，下列含磷化合物的溶解偏低，会引起RO/NF的运行结垢。

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