理论教育 水处理行业中ControlLogix系统的淡化水后处理应用

水处理行业中ControlLogix系统的淡化水后处理应用

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:对淡化水的进一步处理通常称之为海水淡化后处理。苦咸水通过RO,通常TDS减少95%以上。最低pH值为6.5,最高pH值为9.2。大多数自来水均除去RO出水的CO2,无论加水混合与否,均以把pH值调节到8.5,使LSI显微正值。使用硅酸盐的最佳pH值为8.0~9.5,基本上处于用碱调节pH值后饮用水的典型pH值范围。

水处理行业中ControlLogix系统的淡化水后处理应用

对淡化水的进一步处理通常称之为海水淡化后处理。不论使用何种反渗透(RO)设备,何种膜元件(组件),对RO出水通常需要做进一步的处理,处理的深度和型式主要取决于水的用途。最常用的处理方法有:完全除盐、pH值调节、减轻腐蚀、消毒杀菌和EDI技术等。

1.完全除盐

RO出水的总溶解固形物(TDS)取决于给水的TDS、给水中离子的组成、给水压力、RO构型和RO系统的回收率等。苦咸水通过RO,通常TDS减少95%以上。海水通过RO后,出水TDS一般为350~500mg/L。高压锅炉补给水、电子行业超高纯水、各种化工和医药用水都要求完全除盐。这可以用离子交换完成,即RO产品水—除碳器—强酸阳离子交换器—强碱阴离子交换器—混合离子交换器—除盐水,或RO产品水—混合离子交换器—除盐水,或RO产品水—EDI设备—混合离子交换器—除盐水。

若RO出水的CO2和HCO3-浓度较低(<10mg/L),则可不使用除碳器,因为此时除碳器不很有效。RO出水的CO2和HCO3-浓度与它们在给水中的浓度成正比。RO不能除去CO2,所以在使用酸预处理的RO系统中,给水的CO2浓度较高,相应地,RO出水的CO2浓度也较高。如果RO预处理是离子交换软化,则给水的pH值较高,相应地,RO出水的CO2浓度较低。给水的pH值越高,聚酰肢膜对HCO3-去除率越高,RO出水的HCO3-含量越低。

阳离子交换树脂易受铁、铜和铝的污染,阴离子交换树脂易受有机物污染,这两种树脂均易受肢体污染。如果设计合理,离子交换系统将发挥其最大功效,因为RO膜能有效地除去胶体物质、铁、铜、铝和高分子有机物(分子量大于100~200)。

由于氯能使RO复合膜降解,因此,使用这种膜的RO系统的给水必须除氯。若RO膜为醋酸纤维素膜,则RO给水必须含有一定量的氯,以防生物对膜的侵蚀,其RO出水在进入离子交换系统之前必须除氯,因为强氧化剂能使离子交换树脂降解。一些使用聚酰胺复合膜的RO系统,用碘作给水的消毒剂,部分碘能透过RO膜,所以RO出水在进入离子交换系统之前必须除碘、除氯,可采用活性炭过滤器或亚硫酸钠除去。

2.pH值的调节

对于海水RO系统,其产品水几乎均显酸性。在大多数情况下,需要更高pH值的水,可加碱(NaOH、Na2CO3石灰)提高pH值(相应地,也增加了TDS值)。

RO出水的pH值与碱度(mg/L HCO3-,以CaCO3计)和CO2含量(mg/L CO2)比值之间有一定的关系。

3.减轻腐蚀

虽然加碱可调节pH值,但是RO产品水仍可能有腐蚀性。对饮用水,应控制水的腐蚀性,保护水管。可使用朗格里尔饱和指数(LSI)来确定水的腐蚀性:

LSI=pH-pHs

式中 pH——水的实际pH值;

pHs——CaCO3饱和时水的pH值。

如果LSI<0,则水有溶解CaCO3的趋势;如果LSI>0,则水有形成CaCO3的趋势,CaCO3将沉积有金属表面上,防腐目的即可达到。

选择何种技术来稳定RO产品水,应考虑所要求水的质量及其用途。常用的稳定技术有以下几种:(www.daowen.com)

1)用原水或其他RO水源与产品水混合;

2)使用石灰调节水的pH值,相应增加Ca2+浓度;

3)加CO2,用石灰调节pH值,增加Ca2+浓度和碱度;

4)投加缓蚀剂。

世界卫生组织可接受的饮用水pH值为7.0~8.5。最低pH值为6.5,最高pH值为9.2。最大TDS为500mg/L(以离子计)。大多数自来水均除去RO出水的CO2,无论加水混合与否,均以把pH值调节到8.5,使LSI显微正值。这种方法在过去许多年成功地使用了,获得了稳定的水质。

加碱调节pH值,配合加缓蚀剂降低RO出水的腐蚀性对工业用水,使用的缓蚀剂有:铬酸盐、亚硝酸盐、丹宁酸、木质素;对饮用水可使用磷酸盐、硅酸盐。聚磷酸剂量通常为2mg/L硅酸盐剂量为8~10mg/L(以SiO2计)或20~25mg/L(以硅酸钠计)。使用硅酸盐的最佳pH值为8.0~9.5,基本上处于用碱调节pH值后饮用水的典型pH值范围。

当聚磷酸盐和硅酸钠一起使用时,缓蚀效果比单独使用其中一种要好得多。

4.消毒杀菌

用于消毒其他水的技术,也可用于消毒RO出水。采用哪种消毒杀菌技术,应根据水的用途而定。对工业用水常采用紫外线消毒,对自来水常用氯消毒,对瓶装饮用纯水则较多使臭氧消毒。

(1)紫外线消毒

紫外线能使某些台机化合物的化学键断开,生化性能发生根本变化,从而达到消毒效果。

(2)氯化消毒

对饮用水,通常用加氯来消毒杀菌。对大系统,可加氯气;对小系统,通常加NaClO溶液。起消毒作用的主要是HClO。HClO最终浓度取决于水的pH值。氯消毒的效果与氯浓度、接触时间、pH值和水温有关。

(3)臭氧消毒

臭氧是很强的氧化剂和杀菌剂,因而它既可杀死水中细菌,又可氧化某些还原物质,如把NO2-氧化成NO3-;把THM(三卤甲烷)转化为CO2和HCl。臭氧与纯净水混合后在水中的半衰期主要取决于水温,水温高则半衰期短;水温低则半衰期长。一般在15~40min之间。罐内贮存的纯净水必须是新鲜的臭氧混合水,特别是在夏季,若臭氧混合水在罐内的停留时间较长,水中臭氧含量就会明显下降,这样的水可能无法对包装材料(瓶、柄、盖)等起到有效的杀菌作用。

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