純水設(shè)備反滲透膜硅結(jié)垢分析計(jì)算與化學(xué)清洗
【無錫水處理設(shè)備http://m.z8ia.cn】硅元素在廢水中存在的形態(tài)復(fù)雜,分別為溶解形態(tài)、膠體形態(tài)和顆粒形態(tài)。顆粒形態(tài)的硅(例如砂子)可以通過沉淀池去除,膠體硅是硅酸化合物以多分子聚集態(tài)存在,具有膠體的一些性質(zhì),純水設(shè)備可以通過混凝和超濾等去除,溶解形態(tài)的硅是SiO2溶解于水所形成的原硅酸(H4SiO4)、偏硅酸(H2SiO3)、二硅酸(H2Si2O5)、聚硅酸[(SiO2)m(H2O)n]。反滲透膜是否有硅結(jié)垢傾向取決于溶解形態(tài)的硅在反滲透濃水中的溶解度。本文分享反滲透膜硅結(jié)垢傾向分析計(jì)算方法和化學(xué)清洗方法,供水處理人士參考。
一、計(jì)算分析方法
如果反滲透濃水中的SiO2含量大于SiO2在濃水中的溶解度極限,那么反滲透膜有硅結(jié)垢傾向,如下式所示。
式中:[SiO2]b為反滲透濃水中的SiO2含量,mg/L;[SiO2]lim為SiO2在濃水中的溶解度極限,mg/L。
[SiO2]b的計(jì)算方法如下式所示。
式中:[SiO2]f為反滲透進(jìn)水中的SiO2含量,mg/L;Y為反滲透回收率;SP為反滲透膜對(duì)SiO2的透過率,對(duì)于國(guó)際一流品牌的反滲透膜,SP在1%~2%之間;對(duì)于國(guó)際二流品牌或國(guó)內(nèi)反滲透膜產(chǎn)品,SP在2%~5%之間。
[SiO2]lim的計(jì)算方法如下式所示。
式中:α為濃水中SiO2溶解度校正系數(shù),其與濃水pH有關(guān),可查閱下圖取值。
[SiO2]t為SiO2在濃水中的溶解度,mg/L,其與水溫有關(guān),可查閱下圖取值。
舉例說明:反滲透進(jìn)水中的SiO2含量[SiO2]f=35 mg/L,系統(tǒng)回收率為75%,膜對(duì)SiO2的透過率為2%,濃水pH=8.0、水溫為20℃。
(1)計(jì)算反滲透濃水中的SiO2含量
圖片
(2)查圖,水溫20℃時(shí),SiO2在濃水中的溶解度[SiO2]t=75 mg/L;pH=8時(shí),濃水中SiO2溶解度校正系數(shù)α=1.2,據(jù)此計(jì)算SiO2在濃水中的溶解度極限。
(3)[SiO2]b>[SiO2]lim,所以,反滲透膜存在硅結(jié)垢傾向。
二、化學(xué)清洗方法
1.清洗液配方
對(duì)于硅結(jié)垢的反滲透膜,推薦化學(xué)清洗配方為:
(1)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1% NaOH+質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.025% 十二烷基苯磺酸鈉,清洗液pH12~13,清洗液溫度28~30 ℃。
(2)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1% NaOH+質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0% EDTA-4Na,清洗液pH12~13,清洗液溫度28~30 ℃。
2.清洗液用量計(jì)算
絕大部分水處理項(xiàng)目中反滲透化學(xué)清洗箱的配置都過大,如果運(yùn)營(yíng)人員按照清洗箱的最高液位配置清洗液,那么造成藥劑浪費(fèi);如果沒有基準(zhǔn)的選擇配藥液位,又會(huì)導(dǎo)致水量不足,造成空氣進(jìn)入泵、管道、膜元件,導(dǎo)致汽蝕和膜氧化。如果按照膜殼容積、膜充水量、管道容積等計(jì)算清洗液用量,則過于麻煩,我們工業(yè)中通常使用8inch反滲透膜元件,可按照每支膜元件40 L的用量計(jì)算清洗液總量,例如反滲透二段有10支6芯裝膜殼,則需要清洗液2400 L(2.4 m3)。
3.化學(xué)清洗步驟
純水設(shè)備化學(xué)清洗的操作方法是保證化學(xué)清洗效果的重要因素,反滲透的化學(xué)清洗步驟如下。
(1)按照計(jì)算清洗液用量和推薦配方配置清洗液。
(2)預(yù)熱清洗液,將清洗液溫度加熱至28~30 ℃,預(yù)熱時(shí),關(guān)閉化學(xué)清洗泵至反滲透的閥門,打開化學(xué)清洗泵至清洗箱的回流閥,保證清洗液溫度均勻。
(3)以盡可能低的清洗液壓力向反滲透注入清洗液,壓力必須低至反滲透化學(xué)清洗液產(chǎn)水側(cè)回流管沒有水回流。流量控制在每支膜殼在3~4m3/h,例如反滲透二段有10支6芯裝膜殼,則化學(xué)清洗二段時(shí),流量控制在30~40m3/h之間。
(4)在反滲透充滿清洗液以后(化學(xué)清洗濃水測(cè)回流滿管時(shí)),保持注入時(shí)的流量循環(huán)清洗液,循環(huán)1~2 h即可。
(5)停止清洗泵的運(yùn)行,讓膜元件完全浸泡在清洗液中。浸泡時(shí)間視污染情況而定。為了維持浸泡過程的溫度,可采用很低的循環(huán)流量,流量控制在每支膜殼在0.5~1.0m3/h,例如反滲透二段有10支6芯裝膜殼,則化學(xué)清洗二段時(shí),流量控制在5~10m3/h之間。
(6)浸泡結(jié)束后,以高流量開始循環(huán),流量控制在每支膜殼在6~9m3/h,例如反滲透二段有10支6芯裝膜殼,則化學(xué)清洗二段時(shí),流量控制在60~90m3/h之間。
(7)高流量循環(huán)后,排凈清洗液,用沖洗泵沖洗反滲透,至排出的水為中性時(shí)停止沖洗,即可投入使用。
如果反滲透進(jìn)水中出現(xiàn)一定量的金屬,如鋁離子,可能會(huì)形成金屬硅酸鹽,從而改變SiO2的溶解度。硅結(jié)垢的發(fā)生大多數(shù)為水中存在鋁或鐵。因此,如果存在硅的話,應(yīng)保證水中沒有鋁或鐵。高分子量的聚丙烯酸酯阻垢劑可以用于增加二氧化硅的溶解度,對(duì)于進(jìn)水SiO2較高的反滲透可以嘗試使用。純水設(shè)備,實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備。純水設(shè)備,實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備, 無錫純水設(shè)備,無錫水處理設(shè)備,無錫去離子水設(shè)備, 醫(yī)用GMP純化水設(shè)備。 半導(dǎo)體超純水設(shè)備。
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