反渗透和纳滤系统的设计

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1、反渗透和纳滤系统的设计（二）---预处理的目的及LSI、SDSI指数2009-04-2115:35一、反渗透和纳滤系统预处理的目的：为了保证反渗透和纳滤系统可以稳定运行，对给水的严格预处理就必不可少。预处理的目的就是去除给水中会对反渗透和纳滤膜产生污染或导致劣化的物质。一旦预处理系统不能发挥作用，有污染物进入反渗透和纳滤系统，这些物质可能会在膜表面堆积，若给水中含有微生物，它的繁殖会导致更严重的后果。正确把握原水的特性，设计并选择合适的预处理工艺是非常重要的。预处理系统的目的不外乎以下几点：⑴保证SDI15最大不超过5.0，争取低于3.0；⑵保证浊

2、度低于1.0NTU，争取小于0.2NTU；⑶保证没有余氯或类似氧化物，如：臭氧等；⑷保证没有其它可能导致膜污染或劣化的化学物质。下面概括介绍一下不同指标的进水要求：反渗透进水的水质允许值检查表导致膜污染的指标允许值解决方法⒈　浊度＜1NTU过滤、絮凝沉淀、微滤、超滤悬浮物等⒉　SDI15过滤、絮凝沉淀、微滤、超滤⒊　颗粒物＜100个/ml过滤、絮凝沉淀、微滤、超滤⒋　微生物＜1个/ml杀菌、微滤、超滤金属氧化物⒈铁，Fe3+＜50μg/L氧化+沉淀或过滤⒉锰，Mn＜50μg/L使用分散剂⒈CaCO3LSI＜0回收率，pH值，阻垢剂⒉CaSO4＜23

3、0%回收率，阻垢剂　　　　　　　⒊BaSO4＜6000%回收率，阻垢剂结垢物质　⒋SrSO4＜800%回收率，阻垢剂　　　　　　　⒌CaF2浓水侧浓度＜1.7mg/L回收率　　　　　　　⒍Ca3（PO4）2浓水侧浓度不能超过溶解度回收率　　　　　　　⒎SiO2＜100%回收率⒈油0气浮、吸附有机物⒉TOC＜10mg/L活性炭，过滤，吸附树脂⒊COD＜10mg/L活性炭，过滤，吸附树脂⒋BOD＜5mg/L活性炭，过滤，吸附树脂导致膜劣化的指标允许值去除方法pH值3—10加入酸或碱调节温度5—45℃换热器⒈余氯＜0.1mg/L还原剂，活性炭吸附氧化剂⒉

4、臭氧0还原剂，活性炭吸附⒊其他0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注意酒精＜10%N/A注：1、对Fe2+可以允许的最高浓度为3mg/L，但需要注意的是由于经常在反渗透的预处理中投加氧化剂，这会使Fe2+被氧化为Fe3+，因此在使用氧化剂时，同样需要控制给水中的Fe2+含量。2、不同的浓度和pH值对不同难溶盐在水中析出沉淀有不同的影响。3、有机物由于构成成分复杂，TOC、COD和BOD三个指标仅作为参考。4、不同型号膜元件的进水允许pH值范围有所不同，同时进水温度对允许的pH值范围也有影响。二、Langelier指数和Sti

5、ff＆Davis指数水溶解物质的能力根据水的pH值不同有很大变化。原水中的碳酸钙依据加酸量的不同，碳酸根会变成碳酸氢根或二氧化碳气体。下列化学反应式就描述了碳酸盐在水中的平衡。Ca2+＋CO32-＋H+→Ca2+＋HCO3-Ca2+＋HCO3-＋H+→Ca2+＋H2CO3→Ca2+＋CO2＋H2O根据以上平衡，调节pH值到酸性区域，可以起到防止碳酸钙析出的作用，从而避免结垢。是否生成碳酸钙垢的表征指标可以用朗格利尔饱和指数（LSI）进行评价。LSI=pH-pHs（TDS＜4000mg/L）式中：pHs——水中的碳酸钙饱和时的pH值；pH——实际水溶

6、液的浓水pH值。在大多数反渗透系统中，浓水侧的pH值会高于进水的pH值，因此在考虑LSI时务必要考虑浓水侧的pH值。通常评判是否结垢的方法如下：LSI≤0→不结垢LSI＞0→会结垢用已知的经验公式可以方便的算出pHs和pH值。pHs=（9.3+A+B）-(C+D)pH=Log10【碱度/CO2】+6.3(碱度以CaCO3计；CO2为浓度值)式中：A=｛Log10（TDS浓水—1）｝/10B=-13.12×Log10(t+273.15)+34.55，式中：t——水温，℃C=Log10（Ca2+浓水，以CaCO3计）—0.4D=Log10(碱度浓水，以

7、CaCO3计)我们通过一个例子来说明以上的计算方法。例：某个水源设定回收率为70%，pH=8.0，Ca2+：35mg/L（以CaCO3计），碱度：140mg/L（以CaCO3计），TDS：500mg/L，温度：18℃。解：浓缩倍率=100%÷（100%-Rec.）=100%÷（100%-70%）=3.33A=｛Log10（500×3.33—1）｝/10=0.32B=-13.12×Log10(18+273.15)+34.55=2.22C=Log10（35×3.33）—0.4=1.67D=Log10（140×3.33）=2.67pHs=(9.3+0.3

8、2+2.22)-(1.67+2.67)=7.50为了算出浓水中的pH值，需要知道原水中的CO2浓度，把第二个公式变换一下，