反滲透(RO)是一種十分有效的膜分離單元操作,是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進(jìn)行分離的過(guò)程。反滲透技術(shù)能使離子交換樹(shù)脂的負荷減輕 90%以上,樹(shù)脂的再生劑用量也可減少90%,除了除鹽,還可除去水中的微粒、有機物質(zhì)、膠體物質(zhì),對減輕離子交換樹(shù)脂的污染,延長(cháng)使用壽命都有著(zhù)良好的 作用。
但是長(cháng)期以來(lái),對于水中含有的游離CO2的去除,反滲透技術(shù)似乎無(wú)能為力,因為傳統的反滲透技術(shù)中必須控制進(jìn) 水中LSI(即朗格利爾飽和指數)值,以防止反滲透膜結垢。而LSI值控制的一個(gè)重要參數是進(jìn)水PH值,如果PH值為酸性,則不容易結垢,如果PH為堿 性,則結垢傾向十分明顯。所以傳統的工藝中在反滲透系統前添加HCl溶液,能很好地防止CaCO3、MgCO3等沉淀物結垢;而很少在反滲透系統前添加 NaOH溶液。
去除CO2的常用方法及反應機理
1 脫CO2塔
目前使用最廣泛的是二氧化碳脫氣塔,由于水中含有大量的碳酸氫鹽堿度,經(jīng)過(guò)H型離子交換器(即陽(yáng)離子交換床) 處理后,樹(shù)脂上所帶的H被置換到水中而成為碳酸,所以脫CO2塔一般放在陽(yáng)離子交換床的后面,陰離子交換床的前面。當水的PH值小于4.3時(shí),水中碳酸幾 乎完全以二氧化碳的形式存在,如下式的變化:
HHCO3-=H2CO3=CO2H2O
當H增加,即PH越低時(shí),上述反應就向右進(jìn)行,此時(shí),用一個(gè)裝置水從上噴淋而下,空氣從下鼓風(fēng)而上,使空氣流 與水滴充分接觸,由于空氣中的二氧化碳量很小,分壓很低,只占大氣壓力的0.03%,根據亨利定律,經(jīng)過(guò)H型離子交換器處理的水,由于二氧化碳分壓高,逸 入分壓低的空氣流中而被帶走,從而除去了水中的二氧化碳,也即除去了水中大量的陰離子HCO3-,這樣可以大大減輕陰床的負擔,提高陰床的周期制水量,減 少再生劑的消耗。
但是,二氧化碳脫氣塔由于吸入的是生產(chǎn)環(huán)境中的空氣,難免會(huì )帶入空氣中的雜質(zhì),通過(guò)與水源接觸從而污染水源,引起陰床周期制水率的下降。
2 真空脫氣塔
真空脫氣塔也是一種去除CO2的方法,此外還能去除水中的O2等物質(zhì),去除效率比脫CO2塔高的多。它的工作 原理是用一個(gè)裝置將水從上噴淋而下,經(jīng)過(guò)濾料分散后,水中的CO2及O2逸出,而真空泵在塔的中部抽真空,CO2及O2被真空泵吸走,脫氣后的純水流至塔 底,經(jīng)混床供給泵增壓后進(jìn)入后處理混床。如果真空脫氣塔進(jìn)水呈弱酸性,水中的碳酸鹽也能被大量去除,因為當水的PH值小于4.3時(shí),水中碳酸幾乎完全以二 氧化碳的形式存在,由于未脫氣的反滲透產(chǎn)水一般為弱酸性,所以真空脫氣塔一般放在反滲透的后級。
真空脫氣塔結構比較復雜,大的單元有脫氣塔、真空泵等,為了保證進(jìn)水分散均勻,濾料層高度需設置得很高,導致 脫氣塔高度達十幾米,設備占用空間龐大,另外,由于脫氣塔液位控制很?chē)栏?,液位過(guò)高,容易使脫氣效率下降,過(guò)低,容易導致水泵吸空,引起生產(chǎn)事故,所以使 用的液位計必須十分靈敏。雖然真空脫氣塔不會(huì )帶入外界新的雜質(zhì),但是由于設備結構復雜,占地空間大,運行費用高,所以在實(shí)際生產(chǎn)應用方面受到一定限制。
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