sdi計算方法[共25頁]

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1、反滲透水化學 溫度 溫度是一個十分關鍵的設計參數(shù)。給水泵壓力、各段產水量平衡、淡水水質及難溶鹽的溶解度等各個設計參數(shù)均與溫度密切相關。作為一種粗略算法：給水溫度每降低10華氏度，給水泵壓力則需增加15%。各段產水量也受到溫度的影響。水溫增加時，位于RO系統(tǒng)前端的膜元件產水量增加，而后端的膜元件產水量下降。而水溫較低時，各段產水量較為均衡。水溫較高時，離子透過膜體的動能增加，因而系統(tǒng)透鹽率增加。水溫增高時，碳酸鈣的溶解度下降。水溫降低時，硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶及二氧化硅的溶解度下降。 pH值 給水的pH值定義了它的酸堿性。pH值為7時是中性；為0－7時呈酸性；為7－14時呈堿性。在分析化

2、學中，pH值是氫離子濃度負對數(shù)。在水化學中，pH值用于定義二氧化碳、碳酸氫根、碳酸根、氫氧根離子的堿度平衡是十分重要的。濃水的pH值一般較給水pH值偏高，這是由于碳酸氫根、碳酸根離子濃度高于二氧化碳濃度。【Rode sign】軟件允許用戶用鹽酸與硫酸調整給水的pH值，用酸降低給水pH值將LSI（朗格里爾）指數(shù)下降，且降低碳酸鈣沉淀的可能。給水與濃水的pH值也影響著硅、鋁、有機物與油脂的溶解度與污染程度。給水pH值的變化還影響了離子的脫除率，pH值下降時氟、硼與硅的脫除率隨之下降。 電導率 電導率是表示水中溶解離子導電能力的指標。沒有離子的理想純水，不會產生電流。電導率用電導率儀測量，其單位

3、為微西門子/厘米(μs/cm)。電導率也是測量水中離子濃度的簡便方法，但不能精確反映離子種類。離子構成不同，電導值也不同；但電導的數(shù)值隨離子濃度增加而增加。TDS（溶解固體總量）儀是利用變換因子將電導率值轉換為TDS值。在水質分析中，可用不同離子對應的不同轉換系數(shù)或溶解固體總量（TDS）對應的單一轉換系數(shù)，估算電導率的數(shù)值?？捎枚趸嫉膒pm濃度的平方根乘以0.6求得其電導率；硅離子對電導率變化不產生影響。RO高純水最精確的電導率數(shù)值是在線測量的。否則，高純水暴露于空氣之中，將改變其二氧化碳含量。 TDS（溶解固體總量） 在水處理工藝中，TDS是濾除懸浮物與膠體并蒸發(fā)掉全部水分后的剩余無

4、機物。TDS以ppm或mg/l為單位，在【IMSdesign】軟件中TDS是全部正負離子與二氧化硅的合計。【IMSdesign】軟件中給水與淡水的TDS可以通過各自電導率折算出來。也可以在現(xiàn)場用TDS儀測量TDS，TDS儀測量水的電導率并乘以轉換因子即得出已知參考溶液（如氯化鈉、氯化鉀）的TDS值。值得注意的是：通過電導率數(shù)值間接測出的各類離子混合而成水溶液的TDS值，與通過總加各類離子濃度得出的TDS值并不相同。一個粗略算法是：對于氯化鈉參考溶液，每1 ppm的TDS值對應2ms/cm的電導率。 堿度 堿度主要是指二氧化碳、碳酸氫鹽、碳酸鹽與氫氧化物。在自然界中土地是堿性體，在中和酸雨過

5、程中其pH值變化不大。二氧化碳與碳酸氫鹽溶液的pH值為4至8.2；pH值為4或更低時，堿度以二氧化碳形式存在；pH值8.2時，不存在二氧化碳，全部堿度均為碳酸氫鹽。在pH值為8.2至9.6時碳酸氫鹽與碳酸鹽溶液相互平衡。pH值為9.6時，不存在二氧化碳與碳酸氫鹽，全部堿度為碳酸鹽。當pH值在9.6以上時，由于氫氧根離子的存在，出現(xiàn)了氫氧基堿度。大部分自然界中水源的pH值為6.0至8.4，所以氫氧化物的出現(xiàn)是人為的。堿度（特別對于鍋爐水化學）可表示為M堿度與P堿度。M堿度是指以碳酸鈣計的ppm值表示的水的總堿度（用甲基橙作指示劑，酸滴定終點為pH=2）。P堿度測量碳酸氫鹽、碳酸鹽及氫氧化物的量（

6、用酚酞作指示劑，酸滴定終點為pH=8.2）。 濁度 濁度是對水中不易沉淀的微小膠體懸浮物的檢測指標。用濁度儀測量濁度就是測量溶液的相對透光度，并以NTU為單位。RO膜元件運行限值中經常規(guī)定：給水的最大濁度為1.0 NTU。 色度 色度是非精確測試參數(shù)，依據不同有機物引起色度的大小，可以用色度表示水中有機化合物含量的大小，并使用以白金為標準的APHA單位。 SDI（污染指數(shù)） SDI是針對膜系統(tǒng)而檢測給水中懸浮物與膠體粒子淤塞0.45微米孔徑濾紙的速度的試驗數(shù)據。該試驗的主要數(shù)據是保持30 PSI給水壓力狀態(tài)下在5、10、15分鐘內過濾的水量。典型RO元件的使用條件規(guī)定了給水的15分

7、鐘的最高SDI值為0。如果因為淤塞而使SDI試驗只進行了5或10分鐘，說明給水對RO系統(tǒng)的污染將是十分嚴重的。略加處理或全無預處理情況下，深井水的SDI值等于或低于3，濁度小于1。對地表水而言，欲達到SDI與濁度的要求，必須采用預處理工藝以去除懸浮物與膠體顆粒。 COD(化學耗氧量) COD是以氧的ppm值為單位的非精確測試參數(shù)，用以測定生物可降解與生物不可降解有機物的含量，即計量重鉻酸鉀溶液氧化有機物的能力。 BOD (生物耗氧量) BOD是以氧的ppm值為單位的非精確測試參數(shù)，用以測定生物可降解有機物的含量。BOD測量的是20℃下5天培養(yǎng)期內分解全部有機物質時所消耗的氧量。 TO

8、C（總有機碳） TOC是總有機碳（Total Organic Carbon）或總可氧化碳（Total Oxidizable Carbon）的英文縮寫，是一個非精確測試參數(shù)。它以碳的ppm值為單位檢測與有機物結合的碳的總量。由于TOC僅反映有機物中碳的數(shù)量，地表水中有機物的實際重量是該值的3倍。有機物是不包括二氧化碳、碳酸氫鹽與碳酸鹽在內的含碳的化合物。在水處理范疇內有機物可分為人造的與自然存在的兩類。自然存在的典型有機物包括帶負電荷的膠體、懸浮物、鞣酸、木質素、腐爛植物生成的水溶性腐殖酸混合物、腐爛植物生成的棕黃酸等。自然存在的有機物可以污染RO膜，特別是對帶負電荷的聚酰胺復合膜。電中性的R

9、O膜即電中性聚酰胺復合膜與醋酸纖維膜具有較強的抗有機物污染能力。RO系統(tǒng)可以有效的去除有機物，分子量大于200的有機物可去除99%以上，小于200的依分子量、形狀、帶電的不同，其去除率也不同。自然水源在RO系統(tǒng)中產生有機物污染的警戒水平：TOC為3 ppm、BOD為5 ppm、COD為8 ppm。 陽離子與陰離子 陽離子是正價離子，可吸收電子；陰離子是負價離子，有剩余電子；正負離子可以相互作用。他們對電子的共享形成電中性。例如，鈣是二價陽離子可以結合兩個單價氯離子形成電中性的氯化鈣。不論計量單位是ppm、碳酸鈣或meg/l，水中的正負離子濃度均相等。極性弱的陰離子硅雖計入TDS，但不參與陰

10、陽離子平衡。 離子強度 給水中TDS增加時難溶鹽的溶解度隨之增加。為在計算硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶或SDSI的溶解度時計及上述現(xiàn)象的影響，需要計算水中的離子強度：單價離子的強度是其以碳酸鈣計ppm濃度乘以110-5，二價離子的強度是其以碳酸鈣計ppm濃度乘以210-5，依此計算各價離子的強度?？偧痈黝愲x子的強度即為水的總離子強度。 鈉離子（Na） 鈉是單價陽離子，鈉鹽的溶解度很高，不會在RO系統(tǒng)中造成結垢。海水中鈉是主要的陽離子。作為陽離子的鈉，在RO給水分析中自動與其它陰離子相平衡。飲食中鈉的攝取濃度范圍是從低鈉的2000 mg/L到平均的3500 mg/L。美國EPA已設立了飲用水水

11、質標準（DWEL），規(guī)定飲用水中鈉為20mg/L。每天飲用2升100 mg/L鈉含量的飲用水只有200 mg鈉。每加侖10打蘭（171.2 mg/l）硬度的相對硬水經軟化后只含鈉79 mg/L。 鉀離子(K) 鉀是單價正離子，在水中鉀的含量較鈉低得多，且有很高的溶解度，不會造成RO結垢。 鎂離子(Mg) 鎂是二價陽離子。鎂在苦咸水硬度中約占三分之一，但在海水中可比鈣的含量高出五倍。鎂鹽的溶解度較高，在RO系統(tǒng)中通常不會造成結垢問題。 鈣離子(Ca) 鈣是二價陽離子，鈣于鎂同為苦咸水中硬度的組成部分。在使用阻垢劑時，硫酸鈣（CaSO4）（石膏）的溶解度可達230%。碳酸鈣的溶解度LS

12、I（朗格里爾指數(shù)）值可達+1.8－+2.5。 鍶離子(Sr) 鍶是二價陽離子。硫酸鍶的溶解度很低，可能在RO系統(tǒng)的后端造成沉淀。當硫酸根濃度增加或溫度降低時，硫酸鍶的溶解度將降低。通常，鉛礦附近的井水中含有小于15 ppm濃度的鍶。硫酸鍶的飽和濃度為100%，而使用阻垢劑時，飽和濃度可達800%。 鋇離子(Ba) 鋇是二價陽離子。硫酸鋇（BaSO4）的溶解度很低，能夠在RO系統(tǒng)的濃水出口側造成沉淀。溫度降低與硫酸鹽濃度增高均使硫酸鋇的溶解度進一步下降。鋇一般出現(xiàn)在井水中，濃度一般小于0.05－0.2 ppm。鋇的檢測必須在精度為0.01 ppm（10 ppb）水平的儀器上進行。飽和度為

13、100%，使用阻垢劑時可達6000%。 錳離子(Mn) 錳是井水與地表水中的污染物，其含量可達3 ppm。如鐵一樣，地表水的有機物中存在錳。在無氧氣的水中錳呈溶解狀態(tài)，氧化后呈不溶的黑色二氧化錳沉淀。暴露于空氣中的反滲透給水中錳的警戒水平是0.05 ppm。由于會產生黑銹，在飲用水標準中規(guī)定了錳含量限值為0.05 ppm。用于控制鐵污染的分散劑也可以用于控制錳污染。 鐵離子（Fe） 鐵是以兩種形式存在的污染物。溶于水的形式為二價鐵。不暴露于空氣的井水中，二價鐵類似于鈣、鎂，可通過軟水器去除，或在RO原水中加入分散劑以控制RO系統(tǒng)尾部的沉淀。不溶于水的形式為三價鐵。膜生產商建議RO給水中

14、的全部鐵含量低于0.05 ppm。如果全部的鐵均為可溶的二價狀態(tài)且pH值低于7.0，可以允許0.5 ppm含鐵濃度（盡管此時建議使用分散劑）?？諝馀c可溶二價鐵的接觸可將其氧化為不溶的三價鐵。井水之中一般存在可溶的鐵，當井水被置于容器或水泵密封不嚴時，即可使二價鐵變?yōu)榈牟蝗艿娜齼r鐵?？扇荑F可以用分散劑處理，或用鐵過濾器、軟水器、軟化法加以去除。而不溶的三價鐵氧化物或以膠體形式存在的氫氧化鐵，將污染RO系統(tǒng)的前端。不溶鐵的來源是暴露于空氣中的井水、地表水、無襯里管路與容器的鐵銹。不溶鐵的去除可采用鐵過濾器、石灰軟化法、軟化器（部分去除）、超濾器（部分去除）及在給水中加有聚電解質的多介質過濾器（部分

15、去除）。在錳砂過濾器中使用高錳酸鉀須十分注意，因該氧化劑可損傷任何聚酰胺膜。使用陽離子聚電解質同樣需要注意，它能夠永久污染帶負電荷的聚酰胺膜。建議RO系統(tǒng)、預處理系統(tǒng)及RO的供水配水系統(tǒng)中的容器或管道使用耐腐蝕材料（如：FRP、PVC或不銹鋼）。作為污染物的鐵含量的增加，會造成給水壓力及淡水TDS增加。有時鐵還會造成生物污染問題，因為它會成為食鐵還原菌的食品。食鐵還原菌能夠生成粘性的生物膜，造成RO給水通道的阻塞。 鋁離子（Al） 由于鋁的可溶性很差，在井水或地表水中不會有很高的濃度。在RO給水中的鋁是以膠體形式而不是以離子形式出現(xiàn)，它是市政給水系統(tǒng)或現(xiàn)場處理時澄清池、石灰軟化器產生的明礬

16、殘留物造成的。明礬（硫酸鋁）是常用的絮凝劑，對地表水中帶負電荷的膠體（淤泥與黏土）起吸附與沉淀作用。明礬溶入水中變成三價鋁與硫酸根。鋁離子的水合物與水發(fā)生反映形成大量的氫氧化鋁水合物，進行聚合并開始吸引水中的負電荷膠體，并會發(fā)生鋁質膠體在系統(tǒng)中的污堵。因此，在RO給水中0.1－1.0 ppm的鋁已達到報警水平。由于鋁是中性的，性質較為復雜，在低pH值條件下，鋁以帶正電荷的三價陽離子或氫氧化鋁形式存在；在高pH值條件下，鋁以帶負電荷的陰離子復合物形式出現(xiàn)。鋁合物最小溶解度的范圍內，pH值為 5.5－7.5。 銨離子(NH4) 銨為單價陽離子，銨鹽極易溶解不會造成RO系統(tǒng)的結垢問題。銨離子是

17、溶于高pH值水中的氨氣（NH3）形成的，高pH值水中氨的離解生成了銨離子與氫氧離子；低pH值水中氨為氣態(tài)，象二氧化碳一樣，不會被RO系統(tǒng)脫除。井水中一般不存在銨離子，泥土中細菌的作用已使銨轉化為暫態(tài)的亞硝酸鹽（NO2）進而氧化成常見的硝酸鹽離子。銨離子以不超過1 ppm的低濃度存在于地表水中，是破壞有機氮化合物與生物活動的結果。施氨肥農田、畜牧場與發(fā)酵場所的排水可以造成地表水的銨污染。由于生物活動與大量有機氮的作用，銨離子在市政污水中可達20 ppm，另外一個銨污染源是氨氣與氯氣生成的氯氨殺蟲劑。 碳酸氫根離子（HCO3） 碳酸氫根是單價陰離子。碳酸氫鈣的溶解度很低，能夠在RO系統(tǒng)的濃水出

18、口側形成沉淀。碳酸氫鈣的溶解度測量單位，對苦咸水應該用LSI（朗格里爾飽和指數(shù)），對海水應該用史蒂夫戴維斯指數(shù)。溫度升高與pH值增加均使碳酸氫鈣的溶解度進一步下降。碳酸氫根是堿性物，pH值在4－8.2之間時它與二氧化碳相平衡，pH值在8.2－9.6之間時它于碳酸鹽相平衡。 碳酸根離子（CO3） 碳酸根是二價陰離子，碳酸鈣的溶解度很低，可在RO系統(tǒng)尾側結垢。其溶解度對苦咸水用LSI（朗格里爾飽和指數(shù)），對海水用SDSI（史蒂夫戴維斯指數(shù)）表示。溫度上升或pH值增高均使其溶解度下降。碳酸根是堿性成分，pH值在8.2－9.6之間時，其濃度與碳酸氫根平衡。pH值大于9.6時，不存在二氧化碳與碳酸氫

19、根，全部堿性物均為碳酸根。 硝酸根離子(NO3) 硝酸根是單價負離子，硝酸鹽具有高溶解度，不會造成RO系統(tǒng)結垢問題。硝酸根與氨氣、銨均為氮基離子，它是自然界中氮循環(huán)中的一個環(huán)節(jié)。RO原水中的氮源自動植物分解、發(fā)酵、畜牧及施氮肥農田等排出的水。井水中不存在氨與銨，他們已經被土壤中的細菌轉化為亞硝酸鹽，進而氧化為更加常見的硝酸根離子。在水質分析中，通常將硝酸根含量表示為氮的ppm值，而不是RO系統(tǒng)所關注的硝酸根的ppm值。欲將前者轉化為后者，需將氮的ppm值乘以43。美國EPA已公布了飲用水中硝酸根含量極限為：氮的43 ppm即硝酸根的43 ppm。當硝酸根占據了氧在血紅蛋白中的位置時是十分有

20、害的，含氧量的下降將導致Blue-Baby綜合癥，因此孕婦與嬰兒受硝酸根的作用是更加危險的。 氯離子（Cl） 氯根為單價陰離子。氯鹽的溶解度很高，在RO系統(tǒng)中不會造成結垢。在海水中氯的比重很大。在RO給水分析中氯根被用來自動平衡水中正離子濃度。從味覺方面考慮，美國EPA與WHO標準中指出，飲水中氯根高限為250 ppm。 氟離子（F） 氟為單價負離子，一般它在井水中的含量較低。為了防止牙病，在市政自來水中需加入氟離子并保持其殘留量達2.5ppm，因此氟離子在RO給水中是常見離子。在飲用水中氟含量高于5 ppm即可造成牙斑與骨脆。 RO系統(tǒng)中氟的去除率決定于給水的pH值。pH值顯堿性時

21、，由于氟以鹽的形式存在，用聚酰胺膜脫除氟可達99%以上；pH值顯酸性時，由于氟以酸的形式存在，氟的脫除率可降至50%。 硼 (B) 硼一般存在于海水中，其含量可達5 ppm，內陸咸水湖中含量更低。硼不是污染源，但由于在某些使用環(huán)境中會造成不利影響，因此在電子工業(yè)中必須去除。硼的化學性質類似于硅，pH值高于10狀態(tài)下，它以單價硼酸根陰離子形式存在，pH值低于10狀態(tài)下，它以非離子化的硼酸B(OH)3形式存在，硼酸鹽的去除率與pH值有關，pH值高時，取除率也高。 二氧化硅（SiO2） 硅在某種情況下是一個陰離子。它的化學性質很復雜，甚至是不可預測的。TOC（以碳計）表示有機物總量而未指明有

22、機物的構成，同樣，硅濃度僅表示了硅的總濃度（以碳計），但沒有指明硅的各種構成的濃度。水中的硅總量中包括活性硅與惰性硅?；钚怨枋强扇芄?，它被弱電離且未聚合成長鏈?；钚怨枋荝O與離子交換工藝中希望的形式，也是Rodesign軟件所使用的二氧化硅的形式。雖然活性二氧化硅有陰離子特性，但在水質分析中它未以陰離子方式計入陰陽離子平衡，卻以鹽的形式計入TDS。惰性硅是聚合硅，或膠體硅，就其性質而言與其說是個離解離子毋寧說是個溶解固體。膠體形式的硅可以被RO系統(tǒng)去除，但可能在RO前端造成膠體污染。膠體硅的直徑可小到0.008微米，但只有大于或等于0.45微米的部分才能用SDI來測量。粘土、淤泥、沙石等微粒狀

23、的硅混合物一般有1微米或更大的直徑，可用SDI值測量。以二氧化硅做基本粒子的聚合硅在自然界以水晶或瑪瑙形式存在，它也是活性硅超飽和的結果。在使用硅分散劑條件下，活性硅的溶解度限值為200－300%。溫度的升高、pH值在7.0以下或7.8以上均會使硅的溶解度上升，對硅聚合起催化作用的鐵離子存在時，活性硅溶解度下降。在RO系統(tǒng)中，硅的脫除率與原水pH值密切相關，隨pH值的增加，該脫除率也增加，這是因為活性硅更多的是以鹽的形式存在，而不是酸的形式。 二氧化碳(CO2) 二氧化碳為氣體，當溶于水時與水反應生成弱碳酸（H2CO3）。如純水中二氧化碳處于飽和狀態(tài)，其濃度約為1600 ppm，pH值約為

24、0。自然界水體中二氧化碳的來源是基于pH值的碳酸氫根平衡。水體中的二氧化碳濃度間接的決定于pH值與碳酸氫根濃度的對應關系。二氧化碳與碳酸氫根離子在pH值的4－8.2區(qū)間保持平衡。pH值為4時堿性物均為二氧化碳，pH值為8.2時堿性物均為碳酸氫根?！綬odesign】程序運用碳酸氫根濃度與pH值計算水中二氧化碳濃度。由于二氧化碳為氣體，RO膜對其不具有脫除或濃縮作用，其濃度在給水、淡水與濃水中相同。在給水中加酸將碳酸氫根化為二氧化碳，故而pH值下降。 硫化氫(H2S) 硫化氫呈氣態(tài)，使給水中有臭蛋氣味。其0.1 ppm濃度是異味的臨界值，在3－5 ppm濃度時，具有強烈的異味。硫化氫易于被空

25、氣、氯及高錳酸鉀等氧化劑氧化成硫。硫的作用類似于膠體污染，用傳統(tǒng)的介質過濾器不能去除。在系統(tǒng)設計中，建議將硫化氫保留為氣態(tài)，使其穿過RO系統(tǒng)進入淡水，再對淡水進行處理并去除。 mg/L 表示給定水體中離子或物質重量的方法之一是毫克/升（mg/L）。對稀溶液而言。毫克/升和ppm是等同的。例如，1000 mg/L（ppm）的氯化鈉溶液意味著：一升該溶液蒸發(fā)之后，應生成1000 mg氯化鈉（NaCl）固體。RO工程師們經常用mg/L單位計算TDS的數(shù)值。 Meq/L 表示給定水體中離子或物質的當量重量或濃度的方法之一是毫克當量/升（Meq/L），該值計算方法是用相應離子或物質的毫克/升（m

26、g/L）數(shù)值除以其當量重量。在RO水質分析時meq/L是常用單位，特別用于判斷正、負離子總毫克當量值是否平衡。 打蘭/加侖 離子交換與鍋爐給水處理常以打蘭/加侖（以碳酸鈣計）為量綱計量水的硬度。每打蘭/加侖（以碳酸鈣計）等于17.1 ppm（以碳酸鈣計）。 ppb（1/1,000,000,000） ppb是表示水中某種物質或離子濃度的單位，下列轉換關系適用于比重為1的低含鹽量的淡水。1 ppb 等于1微克每升（mg/L），1 ppm 等于1000 ppb。 ppm（1/1,000,000） ppm是表示水中某種物質或離子濃度的單位，下列轉換關系適用于比重為1的低含鹽量的淡水。 1

27、ppm 等于1毫克每升（mg/L）；1打蘭每加侖等于17.1 ppm；1磅每1,000加侖等于120 ppm；百分之一的溶液等于10,000 ppm；1 ppm 等于1000 ppb。 ppm（以CaCO3計） ppm（以碳酸鈣計）是表示水中的物質或離子當量濃度的單位。以碳酸鈣計的離子ppm濃度。在離子交換工藝中經常使用，用以計算陰陽樹脂的離子載荷，水質分析時判斷水中正負離子總量是否平衡。由于自然界中正負離子間的平衡是以其化合價與剩余電子計算，而不是以各自的重量計算，因此在水質分析時應采用當量來衡量正負離子的電中性水平。用碳酸鈣做標準僅僅由于其分子量為100，其化學價為2，其克當量重為50

28、。將以mg/L為單位的離子濃度值變?yōu)橐蕴妓徕}計的ppm濃度值的方法如下：以某離子mg/L濃度值乘以碳酸鈣離子克重與某離子克重值比。 例如，以碳酸鈣計的100 ppm鈉與以碳酸鈣計的100 ppm氯是平衡的。因為每一個鈉離子均對應著一個氯離子。但此時的鈉為47 mg/L（鈉的克當量重為23），氯為71 mg/L（氯的克當量重為35.5），且氯化鈉溶液的TDS值為118 mg/L。 苦咸水 在一定意義上，苦咸水可定義為由于海水的入侵使其TDS值大量增加的低TDS水源。在RO范疇中，可將苦咸水定義為：含鹽量TDE值處于中低水平（高達10,000－15,000 ppm），且可以用最大給水壓力60

29、0psi的苦咸水RO膜進行處理的反滲透給水。 河水 由于下雨而落在地表的水，通過地表或者經由地下匯入河流。通過地表的水多含有懸浮物，而地下經由的水則含有較多的流經地層的溶解性無機鹽類。在流經地表的雨水匯入河流時，懸浮物濃度會急劇增加，因此河水的特征就是河水中懸浮物的變化幅度大。而且河水的季節(jié)性的明顯，比如水溫變化，水生生物的繁殖，以及來自于生物的沉渣和來自于有機物的膠體物質的含有量等。另外流經森林地帶和泥媒地帶的河流中腐殖質和有機物含量也會很高。河流還會被城市廢水處理水，工廠排放污水，或者含農藥的灌溉用水污染。所以要求我們對水質進行足夠的調查，把握其變化幅度，要對預處理裝置或者運行條件做

30、必要的考慮。 　　 湖泊 河川水在湖泊或者水庫中發(fā)生長時間的滯留后懸浮物因為沉降其含量會變少，但另一方面又容易受微生物的影響。湖泊或者水庫水容易造成富營養(yǎng)化，致使比重較輕的藻類會過度繁殖，造成湖泊的沉淀凝集功能不良，有時可能會造成過濾池的堵塞。還會因為碳酸同化作用，消耗溶解在水里的二氧化碳，造成湖水的pH增高。 湖泊內部形成水的分層時，水的底層由于處于缺氧的狀態(tài)會有利于厭氧細菌的生長，還有硫化氫的生成、包括引起鐵、錳的再溶解等等。因此，在采用湖泊或者水庫水作為原水的時候，必須深入研究對其的處理方式的同時，有必要的話，在取水上盡量考慮不用湖底變質的水。 地下水 地下水在地層的流速

31、極為緩慢，由于自然的濾過作用，幾乎不含有懸浮物，但受到流過的地層的影響十分明顯。比如，流經石灰鹽帶的水中鈣的濃度就非常高，通過火山地帶的地下水中硅的濃度也會變高。通常地下水中由于氧氣的不足，顯還原性，可能水中含有還原狀態(tài)的鐵或錳，也可能因為地層的不同，含有硫化氫或者鋇、鍶的情況也會出現(xiàn)。 地下水的懸浮物較少，全年的水溫變化也顯得比較穩(wěn)定，作為RO系統(tǒng)的原水來考慮，必須考慮在前處理中需要除去的硬度成分、硅以及含量較多的金屬離子。 　　　 市政用水 RO系統(tǒng)使用自來水作為原水時，要確認自來水處理工藝，管道狀況，注意余氯。 海水 標準海水中NaCl的含量在3.5%以上，還有鎂、鈣、鉀、硫

32、酸根、碳酸根、溴、硼和氟等10多種溶解性成份。由于入?？?，降水、潮汐或者水溫影響，海水中的鹽份濃度有一定差異，懸浮物和有機物含量受到江河和人類活動等的影響，會有地域差異。因此海水淡化系統(tǒng)的取水點及取水方式至關重要，直接影響到原水的水質和預處理方式。 廢水 近年來在越來越多的市政污水及工業(yè)污水的深度處理中開始采用反滲透工藝，用于反滲透處理的污水一般為工業(yè)冷循環(huán)排污水和達到雜用水回用標準的三級處理水，COD小于50mg/L，含油量、濁度經過進一步處理后必須達到RO進水要求。要特別注意原水中是否含有表面活性劑等回造成反滲透膜嚴重污染的有機物，以及與膜材料不相容的有機溶劑等。由于污水水質的復雜性和

33、波動性，水質資料的收集和調查工作顯得尤為重要。廢水處理反滲透系統(tǒng)要求極為嚴格的預處理，采用非常保守的低通量設計，使用性能優(yōu)異的低污染膜元件（比如LFC3-LD)。 2水質分析 1原水分析 一個水樣表現(xiàn)了具體水源在特定時間的水質。所以通過一個水樣并不能全面了解在整個運行時間內發(fā)生的、能夠影響系統(tǒng)運作的趨勢或變化。收集多個水樣除了可以獲得對一個水源特性的更好了解外，還能分析水質變化的原因。了解一個現(xiàn)有的或潛在的水源組成的正確分布輪廓是一個反滲透系統(tǒng)有效設計和運作的必需的要素。 取樣 取樣是整個水分析方案的組成部分。在樣品的采集中要滿足兩個基本要求。首先，樣品應該準確代表所要評價的水。這可

34、能需要采集在24h或更長時間的整個期間內的混合樣品。其次，樣品必須有足夠的量以保證完成所有應該分橋的項目。根據ASTM－D 4195—88關于反滲透應用的水分析標準指南中的分析要求，對大多數(shù)情況10升樣品量應是足夠的。 在取樣之前，應仔細考慮以下幾個問題： ◆ 由水樣必須獲得什么信息？ ◆ 將要采用哪些分析方法？ ◆ 取樣點能足以保證取得代表性的樣品嗎？ ◆ 哪些分析最好在現(xiàn)場完成？ ◆ 在樣品轉移至實驗室過程中會發(fā)生什么貽誤，需要什么樣的保護方法？ ◆ 樣品體積需要多少？ ◆ 什么樣的容器對完成分析最適宜？ 通過對這些問題的仔細考慮，可以設計出一個有效的取樣方案。對所要求資

35、料的全面了解將使人們能獲得恰如其分的資料，而不致做過多的分析項目，或是遺漏有價值的數(shù)據。通過對要完成的特定分析步驟的了解，便能夠收取恰當體積的樣品，并能對水樣采取適當?shù)募坝行У谋Ｗo。通過對方案全貌的了解，樣品能協(xié)調地轉移至一個合格的實驗室。 合適的樣品收集容器是保證準確的水分析的關鍵。必須考慮由于容器引起的污染。常使用塑料或玻璃樣品容器。樣品容器在使用前必須清洗，以免污染樣品。玻璃瓶用硫酸和重鉻酸鹽溶液清洗，這些溶液對避免瓶子的有機物污染特別有效。塑料容器可用實驗室洗滌劑擦洗，或用濃鹽酸漂洗．然后用去離子水徹底清洗。用于取樣的容器需要進行消毒處理。 系統(tǒng)內取樣點的選樣是一重要的問題。新的系

36、統(tǒng)應具有位于可容易取得有代表件樣品位旨的諸多取樣孔，并且這些取樣孔應避免位于系統(tǒng)內的死區(qū)。若不考慮這些，這些取樣點?？赡艹蔀槲廴驹?。最好的取樣點是位于促進水均勻混合的位置。在樣品收集之前，應徹底沖洗取樣孔。除非容器中的保護劑必須隨樣品保留，否則樣品容器也應該用被取樣的水漂洗數(shù)次。樣品收集歷，需要記錄的資料包括如下： a) 樣品名稱； b) 取樣點； c) 收集時間及日期； d) 保護（若有任何保護措施）； e) 收集時的水溫； f) 現(xiàn)場所做的任何分析，如溶解氧或二氧化碳的濃度。 和樣品一起記錄的其他數(shù)據可能是有用的，例如，在取樣時有關RO預處理操作的資料。 水質報告 分析水

37、質指標具體項目可參照海德能系統(tǒng)設計軟件IMSdesign的水質分析界面（見下圖）。 圖-1 海德能系統(tǒng)設計軟件IMSdesign中的水質分析界面 2系統(tǒng)分析 通過系統(tǒng)分析獲得正在運行的RO系統(tǒng)的綜合性能數(shù)據。進行系統(tǒng)分析時要對進水、產水和濃水進行全面分析。系統(tǒng)分析不僅綜合了進水、產水及濃水中各組分的濃度，而且在準確地進行系統(tǒng)分析時，它也可計算能用于預測RO性能下降原因的某些參數(shù)，如各種飽和指數(shù)。一個完整的系統(tǒng)分析包括了水中各組分的裁留率與回收率，并可以計算濃水的結垢趨勢。 3污染密度指數(shù)SDI的測定方法 污染密度指數(shù)SDI值是表征反滲透系統(tǒng)進水水質的重要指標。 測定SDI值的的基

38、本原理是測量在2.1bar（30psi）給水壓力下用0.45μm微濾膜過濾一定量的原水所需要的時間。 A.測試儀器的組裝 1） 按圖-2組裝測試裝置。 2） 將測試裝置連接到RO系統(tǒng)進水管路取樣點上。 3） 在裝入濾膜后將進水壓力調節(jié)至30psi。在實際測試時，應使用新的濾膜。 為獲取準確測試結果，應特別注意下列事項： 在安裝濾膜時，應使用扁平鑷子以防刺破濾膜； 確保O型密封圈清洗完好并安裝正確； 避免用手觸摸濾膜； 事先沖洗測試裝置，去除系統(tǒng)中的污染物。 B.測試步驟 記錄測試溫度。在試驗開始至結束的測試時間內，系統(tǒng)溫度變化不應超過1℃； 排除過濾池中的空氣壓力。根據

39、濾池的種類，在給水球閥開啟的情況下，或打開濾池上方的排氣閥，或擰松濾池夾套螺紋，充分排氣后關閉排氣閥或擰緊濾池夾套螺紋； 用帶有刻度的500ml量筒接取濾過水以測量透過濾膜的水量； 全開球閥，測量從球閥全開到接滿100ml和500ml1 水樣的所需時間并記錄； 5分鐘后，再次測量收集100ml和500ml水樣的所需時間，10分鐘及15分鐘后再分別進行同樣測量； 如果接取100ml水樣所需的時間超過60秒，則意味著約90%的濾膜面積被堵塞，此時已無需再進行實驗； 實驗結束并打開濾池后，最好將實驗后的濾膜保存好，以備以后參考。 C.計算公式 SDI ＝ P30 / Tt ＝ 100

40、 ( 1 － Ti / Tf ) / Tt 式中： SDI——污染密度指數(shù) P30 ——在30psi給水壓力下的濾膜堵塞百分數(shù) Tt ——總測試時間，單位為分鐘。通常Tt為15分鐘，但如果在15分鐘內即有75%的濾膜面積被堵塞2，測試時間就需縮短 Tf ——15分鐘(或更短時間)以后取樣所需時間 Ti ——第一次取樣所需時間 1. 接取500ml水樣所需時間大約為接取100ml水所需時間的5倍。如果接取500ml所需時間遠大于5倍，則在計算SDI時，應采用接取100ml所用的時間。 2. 為了精確測量SDI值，P30應不超過75%，如果P30超過75%應重新試驗并在較短時間內獲取Tf值。