碳酸根水解_ 石灰石粉碳酸根

反渗透加药工作原理

各种原水中均含有一定浓度的悬浮物和溶解性物质。悬浮物主要是无机盐、 胶体和微生物、藻类等生物性颗粒。溶解性物质主要是易溶盐（如氯化物）和难溶盐（如碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐）金属氧化物，酸碱等。在反渗透过程中，进水的体积在减少，悬浮颗粒和溶解性物质的浓度在增加。悬浮颗粒会沉积在膜上，堵塞进水流道、增加摩擦阻力（压力降） 。难溶盐在超过其饱和极限时， 会从浓水中沉淀出来， 在膜面上形成结垢， 降低 RO 膜的通量，增加运行压力和压力降， 并导致产品水质下降。 这种在膜面上形成沉积层的现象叫做膜污染，膜污染的结果是系统性能的劣化。 需要在原水进入反渗透膜系统之前进行预处理， 去除可能对反渗透膜造成污染的悬浮物、 溶解性有机物和过量难溶盐组分， 降低膜污染倾向。 对进水进行预处理的目的是改善进水水质，使 RO 膜获得可靠的运行保证。

对原水进行预处理的效果反映为 TSS、TOC、COD、BOD 、LSI 及铁、锰、铝、硅、 钡、锶等污染物水质指标的绝对值降低， 在上一章中有对于这些污染物水质指标的详细描述。 表征膜污染倾向的另外一个重要的水质指标是 SDI。通过预处理， 除了要将上述指标降到反渗透膜系统进水要求的范围内，还有重要的一点是尽量降低 SDI，理想的 SDI（ 15 分钟）值应小于 3。

化学预处理

为了改善反渗透系统的操作性能，在进水中可以加入添加下列一些药剂：酸、 碱、杀菌剂、阻垢剂和分散剂。

1 加酸－防止结垢

在进水中可以加入盐酸（ HCl ）、硫酸（ H2SO4）来降低 pH。

硫酸价格便宜、不会发烟腐蚀周围的金属元器件， 而且膜对硫酸根离子的脱除率较氯离子高， 所以硫酸比盐酸更为常用。

没有其他添加剂的工业级硫酸即适宜于反渗透使用，商品硫酸有 20％和 93％两种浓度规格。

93％的硫酸也称为 66 波美度硫酸。 在稀释 93％硫酸时一定要小心， 在稀释到 66％时发热可将溶液的温度提升到 138℃。一定要在搅拌下缓慢地将酸加入水中，以免水溶液局部发热沸腾。 盐酸主要在可能产生硫酸钙或硫酸锶结垢时使用。 使用硫酸会增加反渗透进水中的硫酸根离子浓度， 直接导致硫酸钙结垢倾向增加。工业级的盐酸 （无添加剂）购买非常方便，商品盐酸一般含量为 30－37％。

降低 pH 的首要目的是降低 RO 浓水中碳酸钙结垢的倾向，即降低朗格里尔指数（ LSI）。

LSI 是低盐度苦咸水中碳酸钙的饱和度，表示碳酸钙结垢或腐蚀的可能性。在反渗透水化学中， LSI 是确定是否会发生碳酸钙结垢的是个重要指标。当 LSI 为负值时，水会腐蚀金属管道，但不会形成碳酸钙结垢。如果 LSI 为正值， 水没有腐蚀性， 却会发生碳酸钙结垢。 LSI 由碳酸钙饱和的 pH 减去水的实际 pH。碳酸钙的溶解度随温度的上升而减小 （水壶中的水垢就是这样形成的） ，随 pH、钙离子的浓度即碱度的增加而减小。 LSI 值可以通过向反渗透进水中注入酸液（一般是硫酸或盐酸）即降低 pH 的方法来调低。推荐的反渗透浓水的 LSI 值为 0.2（表示浓度低于碳酸钙饱和浓度 0.2 个 pH 单位）。还可以使用聚合物阻垢剂来防止碳酸钙沉淀， 一些阻垢剂供应商声称其产品可以使反渗透浓水的 LSI 高达 +2.5（比较保守的设计是 LSI 为＋ 1.8）。

2 加碱－提高脱除率

在一级反渗透中加碱使用较少。在反渗透进水中注入碱液用来提高 pH。一般使用的碱剂只有氢氧化钠（ NaOH ），购买方便，而且易溶于水。一般不含其他添加剂的工业级氢氧化钠便可满足需要。商品氢氧化钠有 100％的片碱，也有 20％和 50％的液碱。在加碱调高pH 时一定要注意， pH 升高会增加 LSI、降低碳酸钙及铁和锰的溶解度。最常见的加碱应用是二级 RO 系统。在二级反渗透系统中，一级 RO 产水供给二级 RO 作为原水。二级反渗透对一级反渗透产水进行“抛光”处理，二级 RO 产水的水质可达到 4 兆欧。