反渗透还原剂RO膜,余氯化合物

RO及NF进水中的游离氯要降到0.05ppm以下，才能达到聚酰胺复合膜的要求。除氯的预处理方法有两种，粒状活性炭吸附和使用还原性药剂如亚硫酸钠。在小系统（50－100gpm）中一般采用活性碳过滤器，投资成本比较合理。推荐使用酸洗处理过的活性炭，去除硬度、金属离子，细粉含量要非常低，否则会造成对膜的污染。新安装的碳滤料一定要充分淋洗，直到碳粉被完全除去为止，一般要几个小时甚至几天。我们不能依靠5μm的保安过滤器来保护反渗透膜不受碳粉的污染。碳过滤器的好处是可以除去会造成膜污染的有机物，对于所有进水的处理比添加药剂更为可靠。但其缺点是碳会成为微生物的饲料，在碳过滤器中孳生细菌，其结果是造成反渗透膜的生物污染。
亚硫酸氢钠是较大型RO装置选用的典型还原剂。将固体偏亚硫酸氢钠溶解在水中配制成溶液，商品偏亚硫酸氢钠的纯度为97.5－99％，干燥储存期6个月

氧化会导致反渗透膜元件性能不可恢复的大幅降低，主要表现是脱盐率降低和产水量增加。为了系统的脱盐率，通常只能更换膜元件。
一、常见氧化原因
（1）余氯攻击：含氯杀菌剂投加在系统进水中，经过预处理未完全消耗掉，进入反渗透系统。
（2）微量余氯与来水中的重金属离子如：Cu2+、Fe2+以及Al3+等在聚酰胺脱盐层发生催化氧化反应。
（3）水处理过程中使用了除余氯以外的氧化性杀菌剂，如二氧化氯、高锰酸钾、臭氧、双氧水等。残余氧化剂进入到反渗透系统造成膜的氧化破坏。
二、如何预防发生氧化
（1）确保反渗透进水中不含余氯：
在反渗透进水管路中安装在线ORP仪表或余氯检测仪表，通过投加还原剂如亚硫酸氢钠，实时检测确保进水中不含余氯。
对于水源为达标排放废水、系统以超滤作为预处理的，一般会采取加氯的方式控制超滤的微生物污染。这种运行状况下应采用在线仪表和定期离线测定相结合的方式，检测水中的余氯和ORP。
（2）反渗透清洗系统应与超滤清洗分开，避免超滤系统的余氯泄漏到反渗透系统。
（3）反渗透系统的杀菌工艺建议选用异噻锉啉或DBNPA等非氧化杀菌剂。

余氯传感器：主要采用电极传感器，通过余氯选择性透过膜，与工作电极、电解液和参比电极形成一个与余氯浓度成正比的信号，以测量水体中余氯的含量，余氯单位 mg/L或ppm。 余氯传感器采用旁路测量的方式安装在系统中，取样流量需确保恒定，大概为30L/h。其测量与介质的温度、pH 值密切相关，余氯电极传感器采用内置温度补偿，使测量信号不受水体的温度影响，运用三电极技术，有效地降低pH的依赖性，在pH4~9的范围内表现出良好的线性关系，取样流量可通过光学流量开关得以监视。
E. 氧化还原电位 (Oxidation-Reduction Potential, ORP) 代表水体氧化性或还原性的相对程度。由于余氯具有强氧化性，故其引入系统中后 ORP值会相应地升高，ORP传感器采用玻璃电极，根据水体的氧化或还原程度，在参比电极和工作电极之间产生相应的电势差，这个电势差就是 ORP值, 单位为 mV。
3. 亚硫酸氢钠 (NaHSO3) ——RO 膜厂家会建议 RO 进膜的大余氯浓度 (一般不0.1mg/L)，超过此浓度，会严重影响 RO 膜的性能和寿命。故亚硫酸氢钠 (NaHSO3) 溶液作为水体中余氯的还原剂，常被用于制药用水系统中。
A. 方法：亚硫酸氢钠溶液以10%浓度的液体化学桶提供，靠操作者定期添加至现场的加药装置中，再由电动隔膜泵以一定的浓度投加至系统中。
B. 注意事项：由于亚硫酸氢钠溶液不稳定，且若水中存在硫还原菌，亚硫酸会成为细菌营养帮助细菌快速滋生，故现场加药装置的设计容量不宜过大，建议为1周以内的用量。对于投加位置，一般选择在保安过滤装置进口，配合管道混合器使用佳，这是为了亚硫酸氢钠溶液与水体中的余氯有充分的反应时间，这也能有效地防止因为药剂带来的杂质对 RO 的影响。
4. 氢氧化钠 (NaOH) ——RO膜的除盐效率受pH影响。在pH较低时，水体中的图片会转换为 CO2的形式存在，由于 RO 膜对气体几乎没有截留能力，所以水体中的 CO2会透过 RO 膜，从而对纯水的电导率产生影响。氢氧化钠 (NaOH) 溶液的投加是为了适当地提高水体的pH 值，从而使 CO2 转换成 图片。这样，RO 膜就能够将之去除。

RO系统
1.反渗透供水泵：本系统配置低压泵，为反渗进水提供必要的动力源。
2.还原剂投加系统：由于系统中加入了氧化性杀菌剂NaClO，氧化性，可氧化反渗透膜，造成不可恢复的损害，去除。本系统采用在水中加入还原剂的方法来去除余氯，反渗透进水中不含余氯。
还原剂采用NaHSO3，反应如下：NaHSO3+HClO—→ NaHSO4 +HCl
在反渗透进水中投加还原剂，用于还原进水中剩余氧化剂,系统安全运行。
还原剂投加量视加入的杀菌剂量而定。
3.阻垢剂投加系统：阻垢剂加药装置的作用是在经预处理后的生水进入反渗透之前，加入率的阻垢剂，以防止反渗透浓水侧产生结垢。
反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐离子就留在原来的一侧，随着原水逐步得到浓缩，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，即原水逐步得到浓缩，而终成为浓水，从装置中排出。
浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。自然水源中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢。
判断水结垢的标准是：a)对于碳酸盐以浓水侧朗格利尔饱和指数（LSI）为基准；当LSI＜0时不结垢，LSI＞0时结垢；b)对于硫酸盐垢，是以饱和指数来确定的，水中阳、阴离子的浓度积与平衡常数的比值即为饱和指数。当饱和指数小于1时不结垢，反之就会出现结垢。

还原剂的加药量
1、为了避免氧化型杀菌剂进入反渗透膜将膜元件氧化，在反渗透系统前设置还原剂加药系统。所投药剂型号为DCL95，具体加药量要根据加完氧化型杀菌剂后反渗透系统进水余氯量而定，一般为所剩余氯量的3-5倍左右，以加药量为2ppm为计。
2、脱盐水处理系统每天加药量=药剂浓度×进水量×24h≈5.76公斤（进水量按120m3/h计）注意，还原剂如果投加过量也会造成系统污堵，因此加强日常余氯监测工作，以调整好氧化型杀菌剂和还原剂之间的药量配比，使还原剂在充分反应掉氧化性物质对膜元件的伤害的同时，没有过多残余量给系统带来额外的污染。

余氯对反渗透膜产生氧化作用，出现明显的脱盐率下降的现象。大约1PPM的余氯在200~1000小时就可能使膜元件发生降解。余氯对膜的攻击速度取决于水质环境。在碱性条件下的速度比中型和酸性快的多。一般控制余氯<0.1ppm。氯胺虽然也具有氧化作用，但对膜的作用甚微，可不必考虑。所以为了防止余氯的氧化作用对反渗透膜产生的降解作用，我们要进行脱氯。目前常用的方法有活性炭和药物还原两种方法将其还原成无害的氯离子。
根据理论计算1.34mg/l的SMBS可以脱除1.0mg/l的余氯。在实际的工程中每脱1.0m/l的余氯需要3.0mg/l的SMBS.（是食品级的）
亚硫酸氢钠还原率基本是，因为这是一个氧化还原反应，大家都知道氧化还原反应是那么多的反应中反应速率快的，另外一半情况下还原剂的投加量都会多一些，所以呢对于次氯酸钠的去除率可以完全去除。但是好安装在线式余氯检测仪，发现超标及时处理。
但是一般涉及到的投资成本偏高，所以现在基本都不采用。当然活性炭也不是的，1.5年左右更换一次，因为活性炭的吸附能力是有限的，吸附饱和后就会丧失了去除余氯的作用，此时需要及时更换。