桶装纯净水生产线反渗透结垢物质分析及控制方法

在桶装纯净水生产线反渗透除盐过程中，给水在流过膜元件时较纯的水透过膜形成产品水，而给水不断被浓缩，原水中的溶解性物质会因达到过饱和状态而析出。
    
这些物质按照其结垢倾向大小的顺序可排列为：      CaC03＞CaS04＞Si02＞BaS04＞SrS04>Al、Fe和Mn的氢氧化物在反渗透系统中***常见的水垢为CaC03垢。但水垢一般很少为纯物质，通常是以一种化合物为主并掺杂了多种其他化合物的混合物。
  
一、CaC03垢的控制当以地表水或深井水为水源时，通常用Langelier饱和指数(LSI或L．S．1)法来判断CaCO3的结垢倾向。水的实际pH值与饱和pH值(pHS)之差，称为饱和指数(***或Langelier指数。LSI＝pH-pHS如果LSI＝0，则表示该水质处于平衡状态，即既不结垢也不腐蚀，水质是稳定的；如LSI>0，则表示水中CaCO3处于过饱和状态，有析出的倾向。实际工程应用中，多采用以下方法来阻止CaCO3垢类的产生：       ①对于超值的Ca、Sr、Ba类难溶盐，应降低反渗透系统回收率，避免浓水超过溶度积。
  
②加阻垢剂，现市场上正规厂商所供反渗透专用阻垢剂多为有机酸盐类和聚***盐类阻垢剂，阻垢效果较好。海德能公司生产的阻垢剂可允许进水侧铁浓度达8.0ppm，浓水侧SiO2浓度可达290ppm。
  
③加酸可以去除水体中的C032-与HC03-，以降低CaCO3的结垢。
  
④采用传统的离子交换软化来脱除水体中的Sr、Ba、Si、Ca、Mg等离子，但对大水量的处理不经济。软化法则在上述方法不能满足要求时才考虑。对于一般天然水，采用加阻垢剂即可达到防止CaC03结垢的目的。通常阻垢剂加至保安过滤器前，加入量一般为2～5mg／L。对于高硬度水，同时使用加酸和阻垢剂比较经济，先加酸中和给水的部分碱度，将给水的LSI降至可以用阻垢剂控制的范围，通常至LSI
  
二、***盐垢可能的***盐垢为CaSO4、BaSO4及SrSO4。一般情况下，当***盐的离子浓度积IP超过其溶度积KSP，即IP>KSP即时，根据沉淀生成与溶解理论，就有可能形成***盐垢；当IP＜KSP时，则水中的***盐是稳定的。通常采用添加阻垢剂法防止***盐垢生成。如通过添加阻垢剂仍不能控制CaSO4垢，则可以考虑用石灰软化澄清法或离子交换法(弱酸或钠离子软化)除去部分的垢，然后再加入阻垢剂。在实际生产中如需添加垢剂，则应根据选用的反渗透专用阻垢剂的阻垢性能进行控制。
  
三、Si02垢的控制在反渗透浓水中，Si02有可能达到过饱和状态，聚合生成不溶性胶态硅酸沉积在表面形成垢，Si02垢一旦生成将很难进行有效的清洗，因此对原水中的SiO2应格外重视。当Si02与金属氢氧化物共存时，更易沉积。由于至今尚未开发出能有效防止Si02沉淀的阻垢剂或分散剂，为了防止Si02在膜的表面沉积，应控制反渗透浓水中的SiO2浓度小于其溶解度。在一定的温度及pH值的条件下，Si02的溶解度是一定的，因此反渗透装置的设计回收率与给水中的Si02浓度存在一定的制约关系。对于回收率为75％的反渗透装置，水温20℃和40℃时允许给水中Si02浓度分别约为18mg／L和42mg／L。
  
当给水中Si02浓度超过允许值时，可通过预处理沉淀法降低原水中的Si02浓度，也可采用提高给水温度、提高给水pH值、降低回收率等方法对Si02进行控制。 SiO2沉淀结垢的控制措施如下：
  
① 降低反渗透系统回收率；
  
②适当提高水温；
  
③适当调整pH值为7～8；
  
④以上三种方式综合应用；
  
⑤石灰软化可降低约50％的Si02含量。