純水設備反滲透膜硅結垢分析計算與化學清洗
【無錫水處理設備http://】硅元素在廢水中存在的形態(tài)復雜,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,純水設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垢傾向分析計算方法和化學清洗方法,供水處理人士參考。
一、計算分析方法
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的計算方法如下式所示。
式中:[SiO2]f為反滲透進水中的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反滲透膜產品,SP在2%~5%之間。
[SiO2]lim的計算方法如下式所示。
式中:α為濃水中SiO2溶解度校正系數(shù),其與濃水pH有關,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,可查閱下圖取值。
舉例說明:反滲透進水中的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,反滲透膜存在硅結垢傾向。
二、化學清洗方法
1.清洗液配方
對于硅結垢的反滲透膜,推薦化學清洗配方為:
(1)質量分數(shù)0.1% NaOH+質量分數(shù)0.025% 十二烷基苯磺酸鈉,清洗液pH12~13,清洗液溫度28~30 ℃。
(2)質量分數(shù)0.1% NaOH+質量分數(shù)1.0% EDTA-4Na,清洗液pH12~13,清洗液溫度28~30 ℃。
2.清洗液用量計算
絕大部分水處理項目中反滲透化學清洗箱的配置都過大,如果運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;如果沒有基準的選擇配藥液位,又會導致水量不足,造成空氣進入泵、管道、膜元件,導致汽蝕和膜氧化。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.化學清洗步驟
純水設備化學清洗的操作方法是保證化學清洗效果的重要因素,反滲透的化學清洗步驟如下。
(1)按照計算清洗液用量和推薦配方配置清洗液。
(2)預熱清洗液,將清洗液溫度加熱至28~30 ℃,預熱時,關閉化學清洗泵至反滲透的閥門,打開化學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清洗液產水側回流管沒有水回流。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,則化學清洗二段時,流量控制在5~10m3/h之間。
(6)浸泡結束后,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,對于進水SiO2較高的反滲透可以嘗試使用。純水設備,實驗室純水設備。純水設備,實驗室純水設備, 無錫純水設備,無錫水處理設備,無錫去離子水設備, 醫(yī)用GMP純化水設備。 半導體超純水設備。
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