1. 總的判斷原則:在反滲透膜上析出的難溶鹽常見的有:CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4、CaF2、Si(OH)4、CaSiO3、MgSiO3、FeSiO3等。LSI值用來判斷碳酸鈣的結(jié)垢傾向,而其它難溶鹽如CaSO4、BaSO4、CaF2等是否在RO膜上析出,則需用溶度積Ksp來判斷,一般來說,這些難溶鹽的析出沒有碳酸鈣那么快,從但是,一旦它們在膜上沉淀,清洗則較困難。
溶度積是多相離子平衡的平衡常數(shù),可根據(jù)下式表達(dá): AnBm(s)≒nA+mB Ksp=[A]n[B]m
溶度積常數(shù)與水中pH、溫度和溶液中其它鹽的特性有關(guān)。然而,作為估算,這些變量對(duì)Ksp的影響可忽略不計(jì)。常見難溶鹽溶度積見下表
溶度積Ksp與反滲透濃水中離子積IPb有如下關(guān)系: IPb>Ksp,沉淀從溶液中析出 IPb=Ksp, 溶液為飽和溶液,并與沉淀之間建立了多相離子平衡。 IPb
這就是溶度積規(guī)則,用來判斷沉淀的生成和溶解。為慎重起見,為防止難溶鹽在RO膜上結(jié)垢,一般要求IPb≤0.8Ksp。
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表1 常見難溶鹽的溶度積
鹽 | Ksp(離子以mol/L表示) | Ksp(離子以mg/L表示) |
CaSO4 | 2.5*10-5 | 96300 |
SrSO4 | 6.3*10-7 | 5300 |
BaSO4 | 2.0*10-10 | 2.64 |
CaF2 | 5.0*10-11 | 723 |
Si(OH)4 | 2.0*10-3 | 96(mgl/L SiO2) |
注:硅隨pH而改變其化學(xué)結(jié)構(gòu)。其溶度積與其結(jié)構(gòu)及溫度有關(guān)。如果硅存在于RO濃水中的量超過20mg/L,其結(jié)垢傾向應(yīng)作估算。
2. 硫酸鋇結(jié)垢傾向計(jì)算步驟如下
1)計(jì)算濃水中Ba2+、SO42-濃度(mol/L):
[Ba2+]b=CF*[Ba2+]f
[SO42-]b=CF*[SO42-]f
式中[Ba2+]b,[SO42-]b------濃水中Ba2+,SO42-濃度
[Ba2+]f,[SO42-]f------給水中Ba2+,SO42-濃度
CF-----反滲透裝置的濃縮系數(shù)
2)計(jì)算離子乘積
IPb=[Ba2+]b*[SO42-]b
3) 濃水中離子強(qiáng)度的計(jì)算如下
μb=CF*μf
μf=1/2∑cizi2
式中μf為給水離子強(qiáng)度,也可列為ci為i離子濃度(mol/L);zi為i離子的價(jià)數(shù)
4)由μb值,查離子強(qiáng)度μ與Ksp曲線圖。BaSO4的溶度積與離子強(qiáng)度關(guān)系見下圖
5)比較IPb與0.8Ksp值
如果IPb≤0.8Ksp,可不加反滲透阻垢劑
如果IPb>0.8Ksp,則要加反滲透阻垢劑。
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