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两级反渗透系统投碱效果浅析

发布时间：2011/3/31 阅读次数：2738 字体大小: 【小】【中】【大】

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两级反渗透系统投碱效果浅析
苗博郭再虎
华能铜川电厂（陕西铜川 727100）
[摘要] 简要阐述了水中溶解CO2 对反渗透脱盐率的影响及反渗透投加微量碱的脱盐效果。根据水中碳酸平衡原理分析了反渗透系统产水值的变化，得出pH 值下降量等于系统对HCO3-透过率的负对数的结果，并导出了在两级反渗透系统中加碱调节pH 值至8.3 加碱量的计算公式，可供系统运行、设计调试参考。
[关键词] CO2；反渗透；加碱
1 两级反渗透纯水系统
我厂水源为水库水，电导率700μS/cm，硬度5.43mmol/L，pH=7.89，全硬度=4.36，CODMn=2.19 ㎎/L（O2），我厂锅炉补给水处理系统由双介质过滤器、细纱过滤器、两级RO和EDI 装置组成。EDI 装置进水要求，电导率≤65μS/cm，SiO2＜0.5 ㎎/cm。两套RO 运行参数如下：一级反渗透进水压1.0MPa，进水流量100t/h，产水流量75 t/h，浓水排放流量25t/h；二级反渗透进水压力1.0MPa，进水流量75t/h，产水流量67 t/h，浓水排放流量8 t/h。
运行初期向系统加碱不足，第二级反渗透纯水电导率≤4μS/cm，由于EDI 进水水质不合格，增大加碱量，二级纯水电导率≤5μS/cm，加碱量一直不能确定。
2 水中CO2 对两级反渗透的影响
在两级反渗透制取纯水过程中，当天然水(原水) 6. 5～7 时，经过第一级反渗透膜处理后，出水(一级纯水) 的pH 值下降1 左右，pH 下降后，一般在5～6 之间，此时水中碳酸主要以CO2 形式存在，占碳酸中70. 2 %～95. 75 %。由于CO2 是非极性分子，可以从膜的一侧透到另一侧，而淡水是溶解能力很强的溶剂。因此，第一级反渗透膜出水(一级纯水) 中含有大量CO2，再经过第二级反渗透膜处理后，出水中仍含有大量CO2，所以第二级反渗透膜处理难以得到较高的脱盐率。第二级反渗透脱盐率一般达到50 %左右。为了提高两级反渗透处理的第二级膜脱盐率，必须把一级膜出水(一级纯水) 中溶存的CO2 在进入二级膜之前将其除去。
3 反渗透产水pH 值的变化
一般来说，大多数天然水的pH 值受碳酸平衡的影响，每一个pH 值都与水中碳酸物质化学平衡的浓度比例相对。自来水、地表水及地下水的pH 值一般在6～8 之间，水中只有CO2 和HCO3-；反渗透装置将进水的HCO3 大部分去除，而CO2 保留下来：与进水相比反渗透系统的产水的碳酸物质中HCO3-浓度比例下降，由此产水的pH 值也相应降低。由于水中未离解碳酸浓度只有水中溶解CO2 浓度的千分之一左右，故可以把水中溶解的含量作为游离碳酸的总量。按碳酸一级平衡式导得原水的pH 值表达式为：

式中[CO2]、[HCO3-]为原水游离二氧化碳及重碳酸根的浓度，在pH<8.3 范围，原水只有单独的重碳酸盐碱度，则[HCO3-]=[碱]。上式可表示为：

上式表明，原水经过反渗透系统pH 值下降量ΔpH等于系统对HCO3-透过率的负对数。

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