水產(chǎn)行業(yè)反滲透純凈水設(shè)備

　　工藝簡介

　　通過對仿生學(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，反滲透是對含有鹽分的水施以外界推動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)菌會以醋酸纖維為食物，因此醋酸膜易受細(xì)菌侵襲，對原水必須*殺菌，對于復(fù)合膜，雖然其不受細(xì)菌侵襲，但細(xì)菌黏膜會造成膜的污堵，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，對苦咸水去除1kg余氯需投加3kgNa2S2O5。

　　Na2S2O5在涼爽干燥的儲存條件下，貨架上的有效期為4～6個月，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。

　　氯為什么會起殺菌作用?當(dāng)氯加到水里面后，就會發(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分子的HClO的作用相當(dāng)于一個分子的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)物對膜的影響不大，而另一些則可能造成膜的有機(jī)污染，對于地表水應(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。

　　①控制系統(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Ｒ话憧山档徒o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。

　?、诓扇‰x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?br>
　　對于大多數(shù)水都存在CaCO3結(jié)垢趨勢，確定給水的CaCO3結(jié)垢趨勢，對苦咸水一般采用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。