純水設(shè)備反滲透膜硅結(jié)垢分析計(jì)算與化學(xué)清洗
【武漢純水設(shè)備www.hszjzib.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SiO2的透過率，對于國際一流品牌的反滲透膜，SP在1%~2%之間；對于國際二流品牌或國內(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，SiO2在濃水中的溶解度[SiO2]t=75 mg/L；pH=8時，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，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，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)清洗濃水測回流滿管時），保持注入時的流量循環(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，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，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,GMP醫(yī)用純化水設(shè)備，半導(dǎo)體超純水設(shè)備。
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