hg反渗透和纳滤的的工艺过程设计.ppt

工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 pHs计算图 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 例：水温20℃钙离子含量72mg/L，碱度3mmol/L，含盐量240mg/L，求其pHs。 由上表计算：查表可知：pK2－pKs＝2.29 利用上图计算： 由20℃和240mg/L含盐量，可得： pK2－pKs＝2.29 由[Ca2+]=72mg/L和p’Ca线，可得：p’Ca=2.76 由[A]=3mol/L和p’[A]线，可得：p’[A]=2.54，则 pHs=2.26+2.76+2.54=7.56 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 (2) 硫酸盐（钙、锶和钡）沉淀的判断与防止 当进行海水淡化时，通常不存在微溶性硫酸盐沉淀的问题。然而对于苦咸水来说，除了要考虑反渗透浓水中碳酸钙的沉淀还应对硫酸盐（钙、锶和钡）的沉淀并加以控制。 若反渗透浓水中的微溶性硫酸盐超过该水溶液温度下的溶度积KSP时，在膜上会产生硫酸盐沉淀。由于这些盐沉淀难以去除，故通常以此作为限制装置回收率R的指标。 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 每种盐的溶度积KSP分别于其对应的离子在浓水中的离子积IPr相比的结果如下： 当IPr＞KSP 沉淀 当IPr＜KSP 溶解 当IPr＝KSP 饱和溶液（处于平衡状态） 为防止沉淀，一般膜生产厂商推荐IPr＜0.8KSP。 一般说，微溶盐的溶解度随着溶液离子强度的增加而提高。就苦咸水中通常存在的微溶盐而言，KSP值是离子强度I的函数。 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 ① 硫酸钙沉淀的判断和防止 为判断硫酸钙沉淀的可能性及其防止需要进行如下计算。 计算进水的离子积IPf： ―进水中Ca2+的摩尔浓度，mol/L； ―Ca2+的分子量； ―进水中SO42-的摩尔浓度，mol/L； ―SO42-的分子量； 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 b. 根据公式计算进水的离子强度If； c. 由下图 KSP～I得到于If相应的KSP。 计算不发生硫酸钙沉淀的最高浓缩倍数 （不加阻垢剂SHMP） （加10mg/L SHMP） e. 计算于CFmax相应的最高回收率 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 pHs―CaCO3饱和时水的pH值，其值为 式中 A―与溶解总固体TDS有关的因子： B―与温度t有关的因子： C―与Ca2+浓度有关的因子： ，[Ca2+]单位为mol/L。 D―总碱度（HCO3-浓度）有关的因子： ，[碱度]单位为mol/L。 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 根据浓水的LSI可判断CaCO3沉淀的可能性如下： LSI＞0 沉淀 LSI＝0 饱和状态 LSI＜0 溶解 若进水中添加阻垢剂，如六偏磷酸钠（SHMP），可使浓水的LSI≤1时不会发生CaCO3沉淀，不然就得加酸调节pH使LSI＜0.5（加10mg/L SHMP）。 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 LSI计算例题： 计算含盐量：TDS=400mg/L；[Ca2+]=240mg/L (CaCO3)；[HCO3-]=196mg/l(CaCO3计)；pH=7.2的水在51℃(124℉)的LSI。根据上述已知条件得： A=0.16（由A～TDS=400mg/L） B=1.53（由 B～t=51℃） C=1.98（由C～[Ca2+]=240mg/L） D=2.29（由D～[HCO3-]=240mg/L） 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 Stiff 和Davis稳定指数（SDSI）法 对于高TDS的水，如海水，采用50年代H. A. Stiff和L. E. Davis指出的稳定指数（SDSI）法判断CaCO3沉淀更为精确。其定义为： 式中的符号意义和判断CaCO3沉淀的方法与LSI法相同。当进水的pH为7.0～7.5，回收率约30％时海水为水源的浓水通常SDSI＜0。 工艺过程设计－反渗透和纳滤系统预处理及运行 知道了进水的[Ca2+]、[HCO3-]和TDS或离子强度，在一定的回收率下，浓水的相应值可将上述各项分别乘以浓缩因子CF得到，水的离子强度I的计算方程为： 式中 I―离子强度； mi