水產(chǎn)行業(yè)反滲透純凈水設(shè)備

　　工藝簡介

　　通過對(duì)仿生學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，能夠有效地分離鹽分的膜是一種半透膜。含有鹽分的水在半透膜側(cè)會(huì)發(fā)生滲透現(xiàn)象，滲透現(xiàn)象是由滲透壓力引起的，反滲透是對(duì)含有鹽分的水施以外界推動(dòng)力克服滲透壓而使水分子通過膜的逆向滲透過程。

　　反滲透進(jìn)水有以下幾種要求。

　?、偶?xì)菌

　　由于細(xì)菌會(huì)以醋酸纖維為食物，因此醋酸膜易受細(xì)菌侵襲，對(duì)原水必須*殺菌，對(duì)于復(fù)合膜，雖然其不受細(xì)菌侵襲，但細(xì)菌黏膜會(huì)造成膜的污堵，一般可采取加氯殺菌，加氯量要根據(jù)需氯實(shí)驗(yàn)加以確定。

　　醋酸纖維膜素要求給水中含有殘余氯，以防細(xì)菌滋生，而氯含量過高又會(huì)破壞膜，允許連續(xù)余氯的含量為1mg/L。

　　復(fù)合膜抗氯性差，一般不允許含有余氯，采取加氯殺菌后，需加偏亞硫酸鈉，它可水解為亞硫酸氫鈉或經(jīng)活性碳過濾消除余氯。

　　使用偏亞硫酸鈉偏亞硫酸氫鈉除余氯的反應(yīng)如下

　　Na2S2O5+H2O2NaHSO3

　　NaHSO3+HClOHCl+NaHSO4

　　理論上，1.34kg的Na2S2O5可以去除1kg余氯，然而一般在溶解氧的情況下，對(duì)苦咸水去除1kg余氯需投加3kgNa2S2O5。

　　Na2S2O5在涼爽干燥的儲(chǔ)存條件下，貨架上的有效期為4～6個(gè)月，溶液的有效期則隨濃度而改變，見下表。

　　溶液濃度/%(質(zhì)量)最長有效期/天溶液濃度/%(質(zhì)量)最長有效期/天

　　232030

　　

　　當(dāng)采用地下水做水源時(shí)，未被污染的地下水細(xì)菌含量很少，在這種情況下采用復(fù)合膜則即不需加氯也無需除氯。

　　氯為什么會(huì)起殺菌作用?當(dāng)氯加到水里面后，就會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)

　　Cl2+H2OHClO+HCl

　　HClOH++ClO-

　　HClO為次氯酸，ClO-為次氯酸根，由于H+能被水里的堿度中和，水中只剩下HClO及ClO-。兩者在水里所占百分?jǐn)?shù)主要決定于水的PH值，但水的溫度也有影響，PH值小于7時(shí)，水中HClO占75%，ClO-占25%，溫度降低時(shí)HClO所占比例還要大，在0℃時(shí)HClO增加到83%，而ClO-減到17%。

　　對(duì)于氯氣的殺菌機(jī)理有不同的說法，但比較合理的解釋是：它所生成的次氯酸產(chǎn)生殺菌作用，而不是氯本身，也不是它所生成的ClO-的作用。HClO是一個(gè)中性分子，可以擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并穿過細(xì)菌的細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，HClO分子進(jìn)入細(xì)菌后由于Cl原子氧化作用破壞了細(xì)菌的某種酶的系統(tǒng)(酶是一種蛋白質(zhì)成分的催化劑，細(xì)菌的氧分要經(jīng)過它的作用才能被吸收)，導(dǎo)致細(xì)菌的死亡，而次氯酸根ClO-雖然也包括一個(gè)氯原子，但它帶負(fù)電，不能靠近帶負(fù)電的細(xì)菌，所以也不能穿過細(xì)菌的細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，因此很難起殺菌作用，這種說法還可以說明水溫低和PH值低時(shí)殺菌效果比較好的現(xiàn)象。

　　從上面的化學(xué)方程式可以看出，加入水中的氯氣只有1/2變成HClO的成分，另外的1/2在水中產(chǎn)生Cl-，不起殺菌作用。

　　采用加HClO時(shí)的反應(yīng)如下

　　HClO+H2OHClO+(Na+)+(OH-)

　　從方程式可以看出一個(gè)分子的HClO的作用相當(dāng)于一個(gè)分子的Cl2。

　　(2)含鐵量

　　鐵的氧化速度取決于鐵的含量水中溶解氧的濃度和PH值，PH值越高氧化速度越快，因此，降低PH值可以防止氧化。

　　(3)顆粒物質(zhì)

　　不允許大于5um的顆粒物質(zhì)進(jìn)入高壓泵及反滲透組件，這一點(diǎn)必須確保，以免損壞設(shè)備。

　　(4)SDI和濁度

　　SDI必須小于5，越小越好，濁度應(yīng)小于0.2NTU

　　(5)油和脂

　　水中不允許含有油和脂。

　　(6)有機(jī)物

　　水中的有機(jī)物RO膜的影響較為復(fù)雜，一些有機(jī)物對(duì)膜的影響不大，而另一些則可能造成膜的有機(jī)污染，對(duì)于地表水應(yīng)盡量在凝聚澄清過程中去除有機(jī)物，還可以采用活性碳過濾進(jìn)一步降低有機(jī)物含量。

　　(7)SiO2

　　濃水不允許析出SiO2，當(dāng)SiO2過飽和則可能聚合而形成不溶解的膠體硅或者硅膠而引起結(jié)垢。

　　純水25℃時(shí)，無定形硅的溶解度約為100mg/L(以SiO2計(jì))，溶解度隨溫度呈直線變化，0℃時(shí)為0mg/L，到40℃時(shí)增加到160mg/L，在中性PH值條件下，溶解的只是硅膠;在堿性溶液中，無定形硅的溶解度較中性溶液大，主要原因是由于硅酸電離，然而在有鋁出現(xiàn)時(shí)，溶解度可能降低很多，原因是由于硅酸鋁的溶解度極小的緣故。

　　因?yàn)镽O過程中微溶鹽的結(jié)垢趨勢(shì)是由濃水流來決定的，所以Ksp是根據(jù)濃水流的離子強(qiáng)度來確定。

　　如果SiO2的濃度太高，則需要預(yù)處理或者降低回收率，防止形成硅垢的方法如下。

　?、倏刂葡到y(tǒng)回收率。這是一種便利的防硅垢的方法，靠降低系統(tǒng)回收率使?jié)馑蠸iO2的濃度降低到(在給定PH值和溫度下)SiO2的飽和溶解度以下。

　?、诓捎檬臆浕?。一般可降低給水中50%的SiO2或者澄清器中多加些氯化鐵和鋁酸鈉。

　?、蹨囟瓤刂?。因?yàn)闊o定形SiO2的溶解度取決于溫度，提高水的溫度可以防止SiO2結(jié)垢，也可以將提高溫度與降低系統(tǒng)回收率結(jié)合使用。

　　出現(xiàn)硅垢必須立即清洗，硅垢一旦形成非常難于出除。

　　(1)防垢

　　必須防止CaCO3CaSO4SrSO4BaSO4和CaF2垢。

　　膜結(jié)垢是由于給水中的微溶鹽在給水濃縮時(shí)超過了溶度積而沉淀到膜上，在苦咸水中，CaCO3和CaSO4通常都需要處理，其他鹽類SrSO4BaSO4和CaF2也需要根據(jù)計(jì)算來確定在濃水中是否會(huì)超過溶解度極限。

　　如果微溶鹽超過了溶解極限，需要采取以下一種或幾種方法。

　?、俳档拖到y(tǒng)回收率，避免超過溶度積。

　　②采取離子交換法軟化除去鈣離子。

　?、奂铀崛コ妓峄蛑靥妓犭x子。

　?、芗幼韫竸?。

　　對(duì)于大多數(shù)水都存在CaCO3結(jié)垢趨勢(shì)，確定給水的CaCO3結(jié)垢趨勢(shì)，對(duì)苦咸水一般采用Langelier飽和指數(shù)(LSI)。

　　確定是否結(jié)CaSO4SrSO4或BaSO4垢需要計(jì)算濃水中這些鹽是否超過了它們的溶度積，各個(gè)鹽的溶度積與濃水中相應(yīng)鹽的離子積比較：

　　當(dāng)IPbKsp有沉淀生成

　　當(dāng)IPb=Ksp無沉淀生成

　　為防止結(jié)垢，建議IPb0.8Ksp。

　　一般，微溶鹽的溶解度隨溶液離子強(qiáng)度增加而增加，對(duì)大多數(shù)苦咸水中遇到的微溶鹽Ksp作為離子強(qiáng)度函數(shù)的數(shù)據(jù)可供利用。

　　工藝特點(diǎn)

　　(1)反滲透是在室溫條件下，采用無相變的物理方法使水得以淡化、純化。

　　(2)水的處理僅依靠水的壓力作為推動(dòng)力，其能耗較低。

　　(3)不用大量的化學(xué)藥劑和酸、堿再生處理。

　　(4)無化學(xué)廢液和廢酸、堿排放，無廢酸、堿的中和處理過程，無環(huán)境污染。

　　(5)系統(tǒng)簡單，操作方便，產(chǎn)品水質(zhì)穩(wěn)定，二級(jí)反滲透可取得質(zhì)量高的純水。

　　(6)適用于較大范圍的原水水質(zhì)，既適用于苦咸水、及污水處理，又適用于低含鹽量的淡水處理。

　　(7)設(shè)備占地面積小，需要的空間也小。

　　(8)運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備維修工作量極小。