純水設備反滲透膜硅結垢分析計算與化學清洗
【天津純水設備http://www.lisenhs.cn/】硅元素在廢水中存在的形態復雜，分別為溶解形態、膠體形態和顆粒形態。顆粒形態的硅（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，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α=1.2，據此計算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0.1% NaOH+質量分數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0.1% NaOH+質量分數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清洗液，循環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，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。硅結垢的發生大多數為水中存在鋁或鐵。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，天津水處理設備，天津去離子水設備。醫院用純化水設備 實驗室純水設備，醫用GMP純化水設備。
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