导航:首页 > 蒸馏问题 > 硫酸钙硫酸锶除垢剂

硫酸钙硫酸锶除垢剂

发布时间:2021-03-28 18:11:35

❶ 如何预防减轻油田管道中的结垢,如碳酸钙、硫酸钙、硫酸锶等 谢谢!

安装电子除垢仪啊。
像荷兰的德科乐电子除垢仪,可以有效控制90%以上垢质的生成。
它的基本原理是改变导致管垢形成的物理分子结构,运用磁力复合波纹来改变周围环境的条件以粉碎电离子间的键,以及使它们合成稳定的非管垢物质。 德科乐的电子除垢仪安装简单,无需切割管道。它可以安装在直径1.27厘米到203.2厘米的管道,不论其流速是多少。钢管、铜管或是PVC管都可以使用。

❷ 硫酸锶和硫酸钡哪个先沉淀

根据锶钡分异原理,伴随着水体的不断咸化、矿化度逐渐增高的过程,钡离子与水体中的硫酸根离子结合以硫酸钡的形式首先沉淀出来;当水体浓缩到一定程度、盐度继续升高时,锶离子才能与硫酸根离子结合以硫酸锶的形式沉淀出来。所以,伴随着湖盆的持续蒸发,早期形成的沉积物表现出相对富钡贫锶的特点,随着蒸发作用增强,锶的沉淀量会逐渐增加,沉积物就表现出相对富锶贫钙的特点。据《滇东北大关悦乐铅锌矿区中-上奥陶统膏盐岩地质地球化学特征及发育机制》

反渗透在清洗时用柠檬酸浓度是2%

1 一般会形成的沉积物
在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的悬浮物或难溶盐的污染,这些污染中最常见的是碳酸钙沉淀、硫酸钙沉淀、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)等污染。

2 污染情况分析

碳酸钙垢:

碳酸钙垢是一种矿物结垢。当阻垢剂/分散剂添加系统出现故障时,或是加酸pH调节系统出故障而引起给水pH增高时,碳酸钙垢有可能沉积出来。尽早地检测碳酸钙垢,对于防止膜层表面沉积的晶体损伤膜元件是极为必要的。早期检测出的碳酸钙垢可由降低给水的pH值至3~5,运行1~2小时的方法去除。对于沉积时间长的碳酸钙垢,可用低pH值的柠檬酸溶液清洗去除。

硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢:

硫酸盐垢是比碳酸钙垢硬很多的矿物质垢,且不易去除。硫酸盐垢可在阻垢剂/分散剂添加系统出现故障或加硫酸调节pH时沉积出来。尽早地检测硫酸盐垢对于防止膜层表面沉积的晶体损伤膜元件是极为必要的。硫酸钡和硫酸锶垢较难去除,因为它们几乎在所有的清洗溶液中难以溶解,所以,应加以特别的注意以防止此类结垢的生成。

金属氧化物/氢氧化物污染:

典型的金属氧化物和金属氢氧化物污染为铁、锌、锰、铜、铝等。这种垢的形成导因可能是装置管路、容器(罐/槽)的腐蚀产物,或是空气中氧化的金属离子、氯、臭氧、钾、高锰酸盐,或是由在预处理过滤系统中使用铁或铝助凝剂所致。

聚合硅垢:

硅凝胶层垢由溶解性硅的过饱和态及聚合物所致,且非常难以去除。需要注意的是,这种硅的污染不同于硅胶体物的污染。硅胶体物污染可能是由与金属氢氧化物缔合或是与有机物缔合而造成的。硅垢的去除很艰难,可采用传统的化学清洗方法。如果传统的方法不能解决这种垢的去除问题,请与海德能公司技术部门联系。现有的化学清洗药剂,如氟化氢铵,已在一些项目上得到了成功的使用,但使用时须考虑此方法的操作危害和对设备的损坏,加以防护措施。

胶体污染:

胶体是悬浮在水中的无机物或是有机与无机混合物的颗粒,它不会由于自身重力而沉淀。胶体物通常含有以下一个或多个主要组份,如:铁、铝、硅、硫或有机物。

非溶性的天然有机物污染(NOM):

非溶性天然有机物污染(NOM——Natural Organic Matter)通常是由地表水或深井水中的营养物的分解而导致的。有机污染的化学机理很复杂,主要的有机组份或是腐植酸,或是灰黄霉酸。非溶性NOM被吸附到膜表面可造成RO膜元件的快速污染,一旦吸收作用产生,渐渐地结成凝胶或块状的污染过程就会开始。

微生物沉积:

有机沉积物是由细菌粘泥、真菌、霉菌等生成的,这种污染物较难去除,尤其是在给水通路被完全堵塞的情况下。给水通路堵塞会使清洁的进水难以充分均匀的进入膜元件内。为抑制这种沉积物的进一步生长,重要的是不仅要清洁和维护RO系统,同时还要清洁预处理、管道及端头等。对膜元件采用氧化性杀菌时,请与宜兴市富华水处理设备有限公司技术支持部门联系,使用认可的杀菌剂。

3 清洗液的选择和使用

选择适宜的化学清洗药剂及合理的清洗方案涉及许多因素。首先要与设备制造商、RO膜元件厂商或RO特用化学药剂及服务人员取得联系。确定主要的污染物,选择合适的化学清洗药剂。有时针对某种特殊的污染物或污染状况,要使用RO药剂制造商的专用化学清洗药剂,并且在应用时,要遵循药剂供应商提供的产品性能及使用说明。有的时候可针对具体情况,从反渗透装置取出已发生污染的单支膜元件进行测试和清洗试验,以确定合适的化学药剂和清洗方案。

为达到最佳的清洗效果,有时会使用一些不同的化学清洗药剂进行组合清洗。

典型地程序是先在低pH值范围的情况下进行清洗,去除矿物质垢污染物,然后再进行高pH值清洗,去除有机物。有些清洗溶液中加入了洗涤剂以帮助去除严重的生物和有机碎片垢物,同时,可用其它药剂如EDTA螯合物来辅助去除胶体、有机物、微生物及硫酸盐垢。

需要慎重考虑的是如果选择了不适当的化学清洗方法和药剂,污染情况会更加恶化。

4 化学清洗药剂的选择及使用准则

选用的专用化学药剂,首先要确保其已由化学供应商认定并符合用于海德能公司膜元件的要求。药剂供应商的指导/建议不应与海德能公司此技术服务公告中推荐的清洗参数和限定的化学药剂种类相冲突;

如果正在使用指定的化学药剂,要确认其已在此海德能公司技术服务公告中列出,并符合海德能公司膜元件的要求(咨询富华公司);

采用组合式方法完成清洗工作,包括适宜的清洗pH、温度及接触时间等参数,这将会有利于增强清洗效果;

在推荐的最佳温度下进行清洗,以求达到最好的清洗效率和延长膜元件寿命的效果;

以最少的化学药剂接触次数进行清洗,对延续膜寿命有益;

谨慎地由低至高调节pH值范围,可延长膜元件的使用寿命。pH范围为2~12(勿超出);

典型地、最有效的清洗方法是从低pH至高pH溶液进行清洗。对油污染膜元件的清洗不能从低pH值开始,因为油在低pH时会固化;

清洗和冲洗流向应保持相同的方向;

当清洗多段反渗透装置时,最有效的清洗方法分段清洗,这样可控制最佳清洗流速和清洗液浓度,避免前段的污染物进入下游膜元件;

用较高pH产品水冲洗洗涤剂可减少泡沫的产生;

如果系统已发生生物污染,就要考虑在清洗之后,加入一个杀菌剂化学清洗步骤。杀菌剂必须可在清洗后立即进行,也可在运行期间定期进行(如一星期一次)连续加入一定的剂量。必须确认所使用的杀菌剂与膜元件相容,不会带来任何对人的健康有害的风险,并能有效地控制生物活性,且成本低;

为保证安全,溶解化学药品时,切记要慢慢地将化学药剂加入充足的水中并同时进行搅拌;

从安全方面考虑,不能将酸与苛性(腐蚀性)物质混合。在要使用下一种溶液之前,从RO系统中彻底冲洗干净滞留的前一种化学清洗溶液。

5 清洗液的选择

表2-常规清洗液配方提供的清洗溶液是将一定重量(或体积)的化学药品加入到100加仑(379升)的洁净水中(RO产品水或不含游离氯的水)。溶液是按所用化学药品和水量的比例配制的。溶剂是RO产品水或去离子水,无游离氯和硬度。清洗液进入膜元件之前,要求彻底混和均匀,并按照目标值调pH值且胺目标温度值稳定温度。常规的清洗方法基于化学清洗溶液循环清洗一小时和一种任选的化学药剂浸泡一小时的操作而设定的。

表2 常规清洗液配方(以100加仑,即379升为基准)

清洗液
主要组份
药剂量
清洗液pH值
最高清洗液温度

1
柠檬酸(100%粉末)
17.0磅(7.7公斤)
用氨水调节pH至3.0~4.0
40℃

2
盐酸(HCl)(密度22波美度或浓度36%)
0.47加仑(1.8升)
缓慢加入盐酸调节pH至2.5,调高pH用氢氧化钠
35℃

3
氢氧化钠(100%粉末) 或(50%液体)
0.83磅(0.38公斤) 0.13加仑(0.5升)
缓慢加入氢氧化钠调节pH至11.5,调低pH时用盐酸
30℃

6 常规清洗液介绍

[溶液1]

2.0%(W)柠檬酸(C6H8O7)的低pH(pH值为3~4)清洗液。以于去除无机盐垢(如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等)、金属氧化物/氢氧化物(铁、锰、铜、镍、铝等)及无机胶体十分有效。

[溶液2]

0.5%(W)盐酸低pH清洗液(pH为2.5),主要用于去除无机物垢(如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等),金属氧化物/氢氧化物(铁、锰、铜、镍、铝等),及无机胶体。这种清洗液比溶液1要强烈些,因为盐酸(HCl)是强酸。盐酸的下述浓度值是有效的:(18°波美=27.9%,20°波美=31.4%,22°波美=36.0%)。

[溶液3]

0.1%(W)氢氧化钠高pH清洗液(pH为11.5)。用于去除聚合硅垢。这一洗液是一种较为强烈的碱性清洗液。

7 RO膜元件的清洁和冲洗程序

RO膜元件可置于压力容器中,在高流速的情况下,用循环的清洁水(RO产品水或不含游离氯的洁净水)流过膜元件的方式进行清洗。RO的清洗程序完全取决于具体情况,必要时更换用于循环的清洁水。

RO膜元件的常规清洗程序如下:

在60psi(4bar)或更低压力条件下进行低压冲洗,即从清洗罐中(或相当的水源)向压力容器中泵入清洁水然后排放掉,运行几分钟。冲洗水必须是洁净的、去除硬度、不含过渡金属和余氯的RO产品水或去离子水。

在清洗罐中配制特定的清洗溶液。配制用水必须是去除硬度、不含过渡金属和余氯的RO产品水或去离子水。温度和pH应调到所要求的值。

启动清洗泵将清洗液泵入膜组件内,循环清洗约一小时或是要求的时间(咨询供应商技术人员)。在起始阶段,清洗液返回至RO清洗罐之前,将最初的的回流液排放掉,以免系统内滞留的水对清洗溶液造成稀释。在最初的5分钟内,慢慢地将流速调节到最大设计流速的1/3。这可以减少由污物的大量沉积而造成的潜在污堵。在第二个5分钟内,增加流速至最大设计流速的2/3,然后,再增加流速至设计的最大流速值。如果需要,当pH的变化大于1,就要重新调回到原数值。

根据需要,可交替采用循环清洗和浸泡程序。浸泡时间建议选择1至8小时(请咨询富华公司)。要谨慎地保持合适的温度和pH。

化学清洗结束之后,要用清洁水(去除硬度、不含金属离子如铁和氯的RO产品水或去离子水)进行低压冲洗,从清洗装置/部件中去除化学药剂的残留部分,排放并冲洗清洗罐,然后再用清洁水完全注满清洗罐以作冲洗之用。从清洗罐中泵入所有的冲洗水冲洗压力容器至排放。如果需要,可进行第二次清洗。

一旦RO系统已用贮水罐中的清洁水完全冲洗后,就可用预处理给水进行最终的低压冲洗。给水压力应低于60psi(4bar),最终冲洗持续进行直至冲洗水干净,且不含任何泡沫和清洗剂残余物。通常这需要15~60分钟。操作人员可用干净的烧瓶取样,摇匀,监测排放口处冲洗水中洗涤剂和泡沫的残留情况。洗液的去除情况可用测试电导的方法进行,如冲洗水至排放出水的电导在给水电导的10~20%以内,可认为冲洗已接近终点;pH表也可用于测定,来比较冲洗水至排放出水与给水的pH值是否接近。

一旦所有级段已清洗干净,且化学药剂也已冲洗掉,RO可重新开始置于运行程序中,但初始的产品水要进行排放并监测,直至RO产水可满足工艺要求(电导、pH值等)。为得到稳定的RO产水水质,这一段恢复时间有时需要从几小时到几天,尤其是在经过高pH清洗后。

8 反渗透膜的化学清洗与水冲洗

清洗时将清洗溶液以低压大流量在膜的高压侧循环,此时膜元件仍装在压力容器内而且需要专门的清洗装置来完成该工作。

清洗反渗透膜元件的一般步骤:

一、用泵将干净、无游离氯的反渗透产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。

二、用干净的产品水在清洗箱中配制清洗液。

三、将清洗液在压力容器中循环1小时或预先设定的时间。

四、清洗完成以后,排净清洗箱并进行冲洗,然后向清洗箱中充满干净的产品水以备下一步冲洗。

五、用泵将干净、无游离氯的产品水从清洗箱(或相应水源)打入压力容器中并排放几分钟。

六、在冲洗反渗透系统后,在产品水排放阀打开状态下运行反渗透系统,直到产品水清洁、无泡沫或无清洗剂(通常15~30分钟)。

❹ 水处理药剂的特性

反渗透阻垢剂产品特点

适合与MPT150有机絮凝剂并用饮用水用合格认证(ANSI/NSF60认证)标准有内效控制碳酸容钙、硫酸钙、硫酸锶结垢,高达+30LSI尚不致结垢所有主要反渗透膜都能使用籍由分散阻塞微粒来维持干净反渗透膜表面进水的PH从5-9仍属有效范围内可直接添加或稀释使用液状产品,使用简便。

HypersperseMDC150可用于控制膜分离系统结垢沉淀及减少微粒堵塞。此高效性能阻垢/分散剂配方是特别与MPT150有机絮凝剂是否与阻垢/分散剂相容,否则会造成反渗透膜阻塞。

❺ 如何预防减轻油田管道中的结垢,如碳酸钙、硫酸钙、硫酸锶等 谢谢!

你好!
加酸使沉淀生不成
如有疑问,请追问。

❻ 如何判断硫酸锶的物理性质

根据同主族元素的性质相似,递变的
我们知道,Be Mg Ca Sr Ba
是第二主族元素,所以他们的性质相似又递变
硫酸镁可溶,硫酸钙微溶,所以硫酸锶应该是微溶或难溶解,硫酸钡难溶
应该是白色固体
等等

❼ R0膜被有机物污染用什么清洗好

美国海德能公司推荐的常规清洗液介绍
① 溶液1: 2.0%(W)柠檬酸(C6H8O7)的低pH清洗液。对于去除无机盐垢(如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等),金属氧化物或氢氧化物(铁、锰、铜、镍、锌等),及无机胶体十分有效。市售柠檬酸为粉末固体。
② 溶液2: 2.0(W)%STPP(三聚磷酸钠Na5P3O10)和0.8%(W)的Na-EDTA混合的高pH(pH值为10)洗液。它专用于去除硫酸钙垢和轻微至中等程度的天然有机污染物。STPP具有无机螯合剂和洗涤剂的功用。Na-EDTA是一个具有螯合性的有机螯合清洗剂,可有效去除二价和三价阳离子和金属离子。市售STPP和Na-EDTA均为粉末固体。
③ 溶液3: 2.0(W)%STPP(三聚磷酸钠Na5P3O10)和0.25%(W)的Na-DDBS[十二烷基苯磺酸钠,C6H5(CH2)12-SO3Na]混合的pH值为10的溶液。该清洗液用于去除重度的天然有机物(NOM)污染。STPP具有无机螯合剂和洗涤剂的功用,Na-DDBS则为阴离子洗涤剂。

④ 溶液4:0.5%(W)盐酸低pH清洗液(pH为2.5),主要用于去除无机物垢(如碳酸钙垢、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶垢等),金属氧化物/氢氧化物(铁、锰、铜、镍、铝等),及无机胶体。这种清洗液比溶液1要强烈,盐酸是强酸溶液,配制时需遵守相关注意事项。
⑤ 溶液5:1.0%(W)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)低pH清洗液(pH=4-6)。它用于去除金属氧化物和氢氧化物,且可一定程度地去除硫酸钙、硫酸钡和硫酸锶垢。连二亚硫酸钠是强还原剂,本溶液有强烈气味需合适通风环境。连二亚硫酸钠为粉末固体。
⑥ 溶液6: 0.1%氢氧化钠和0.03%(W)SDS(十二烷基硫酸钠)高pH混合液(pH为11.5)。它用于去除天然有机污染物、无机/有机胶体混合污染物和微生物(菌素、藻类、霉菌、真菌)污染。SDS是会产生一些泡沫的阴离子表面活性剂型的洗涤剂。请注意采用此清洗液时不能超过表8.5中的最高pH值与温度极限。
⑦溶液7: 0.1%(W)氢氧化钠高pH清洗液(pH为11.5)。用于去除聚合硅垢,这是一种较为强烈的碱性洗液

❽ 硫酸钙微溶的原因

不对吧,硫酸镁溶于水没错,硫酸钙微溶于水也没错,硫酸锶可溶于水就不对了,它应该比硫酸钙更加难溶啊,硫酸钡溶解度更小。
元素周期表可是高度规律性的,没有例外,如果有例外,那也是规律中的例外。

❾ 硫酸钙是硫酸盐的一种吗

是啊
硫酸盐,是由硫酸根离子(SO42- )与其他金属离子组成的化合物,都是电解质,且大多数溶于水。硫酸盐矿物是金属元素阳离子(包括铵根)和硫酸根相化合而成的盐类。由于硫是一种变价元素,在自然界它可以呈不同的价态形成不同的矿物。当它以最高的价态S6+与四个O2- 结合成SO42- ,再与金属元素阳离子即形成硫酸盐。在硫酸盐矿物中,与硫酸根化合的金属阳离子有二十余种。就是说有含硫酸根的盐就是硫酸盐。
其中最主要的是Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Ba2+ 、Sr2+ 、Pb2+ 、Fe3+ 、Al3+ 、Cu2+ 。已知的硫酸盐矿物种数有170余种。虽然它们只占地壳总重量的0.1%,但它们中的石膏、硬石膏、重晶石、芒硝等均能富集成具有工业意义的矿床。 硫酸盐矿物多数是成分比较复杂的盐类,因此晶体结构中对称程度较低的,主要属于单斜晶系和正交晶系。而且由于大多数硫酸盐矿物含有水,使其最突出物理性质中是硬度低,一般在2-3.5之间。另外,颜色一般为无色和白色,比重一般也不大,在2-4之间。 硫酸盐矿物的形成需要有氧浓度大和低温的条件,因此地表部分是最适宜于形成硫酸盐矿物的地方。在本类矿物中,外生成因远比内生成因的重要。其中由原生金属硫化物氧化后而成的硫酸盐矿物,在种类上几乎占本类矿物的半数。而在海盆中化学沉积的硫酸盐矿物主要是钾、钠、钙、镁、钡、铝的含水硫酸盐。至于内生热液成因的硫酸盐矿物,主要是钡、钙、锶、铝等无水硫酸盐,见于中低温热液脉中或作为低温热液围岩蚀变的产物。
请采纳

❿ 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%


5 ppm
未给出


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。

阅读全文

与硫酸钙硫酸锶除垢剂相关的资料

热点内容
液相用溶剂过滤器 浏览:674
纳滤水导电率 浏览:128
反渗透每小时2吨 浏览:162
做一个纯净水工厂需要多少钱 浏览:381
最终幻想4回忆技能有什么用 浏览:487
污水提升器采通 浏览:397
反渗透和不发渗透净水器有什么区别 浏览:757
提升泵的扬程 浏览:294
泽德提升泵合肥经销商 浏览:929
饮水机后盖漏水了怎么办 浏览:953
小型电动提升器 浏览:246
半透膜和细胞膜区别 浏览:187
废水拖把池 浏览:859
十四五期间城镇污水处理如何提质增效 浏览:915
怎么测试空气净化器的好坏 浏览:519
提升泵是干嘛的 浏览:744
布油做蒸馏起沫咋办 浏览:252
广州工业油烟净化器一般多少钱 浏览:204
喜哆哆空气净化器效果怎么样 浏览:424
油烟净化器油盒在什么位置 浏览:582