俄罗斯科学院通过研究从理论上和试验研究中找出了在膜上各种沉淀物结垢的规律性,找出了在工作过程中对膜的特性影响最坏的物质。
从形成和去除沉淀物强长的观点看,结晶的碳酸钙对膜是最危险的,要去除这些沉淀最实际和容易实现的方法是在原水中加入1~3mg/l的阻垢剂,可以降低沉淀物的形成强度90%~95%。
为了消除形成的数量不多的沉积碳酸钙,可以周期的对膜进行清洗,清洗是用有机酸和表面活性剂进行的,对清洗溶液有效性进行评价,在合适的运转工况下,能保证完全去除沉淀物和保持膜的指标在满意水平,得出了可以建立不需要专门维护和预处理的自动化净水装置的结论。曾做过地下水源不经预处理的中间试验,试验中运用了周期清洗。试验表明,经过再生后膜的工作指标,由于去除了大量的沉淀物(碳酸钙、悬浮物和胶体物),实际上已恢复到原来水平。
俄罗斯科学院对卷式膜的反渗透装置进行了许多研究和工业性试验。证明了处理含有悬浮物10~15mg/l和色度30~40度的地下水、地表水,以及海水和自来水的深度净化可以对原水不进行预处理,在加入1~3mg/l阻垢剂的情况下,能连续工作1000~3000h。
对含有悬浮物5~10mg/l的的地表水进行研究的结果,连续运转的清洗周期为500~1000h,若不加清洗继续工作,压力损失将增加0.4~0.5MPa,从而使产水量降低。
曾经进行过应用标准的卷式膜元件直径100mm、长度1000mm处理含悬浮物5~10mg/l河水的试验,试验表明,压力损失随着通过装置的流量而增长,因此对于工作于恶劣条件下含悬浮物浓度较高的原水,必需选择最小的产水量。
俄罗斯科学院根据试验研究的经验,设计了产水量1~10m3/d不用预处理的反渗透装置,也设计过100~200L/h的家用装置。
2 净化后的水质符合卫生要求
应用反渗透装置改善井水和自来水,虽然有许多的优点,但净化后的水质与卫生机构所制定的准则存在着严重的矛盾,这个准则就是Guidelines on Health Aspects of Water Desalination WHO, ETS/80.4。
因为用反渗透装置从水中除盐也去除了人体必需的微量元素钙、镁和氟,将使人体造成骨疡和龋齿。
应用反渗透净化的水可以去除大量的污染物质,同时使水中的含盐量,亦即水中离了的含量降低了96%~99%。
作为饮用水,对净化水中的离了成份有一定的要求,应当具有一定数量的含盐量,以及钙、镁、钠、钾、铵、氯化物、碳酸氢盐、硫酸盐、硝酸盐和氟化物。例如在俄罗斯和欧共体饮用水标准中氟离子的容许浓度为0.5~1.5mg/L,世界卫生组织推荐的钙为1~2mg-eq/L。
现在美国和欧洲国家反渗透装置广泛应用于净化井水和最难除去的氟化物、硝酸盐和亚硝酸盐离子,在俄罗斯也如此。现以净化高含氟量的莫斯科附近的地下水为例,看看俄罗斯如何在应用反渗透装置净化水质,同时又保证符合饮用标准的。
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