1. 总的判断原则:在反渗透膜上析出的难溶盐常见的有:CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4、CaF2、Si(OH)4、CaSiO3、MgSiO3、FeSiO3等。LSI值用来判断碳酸钙的结垢倾向,而其它难溶盐如CaSO4、BaSO4、CaF2等是否在RO膜上析出,则需用溶度积Ksp来判断,一般来说,这些难溶盐的析出没有碳酸钙那么快,从但是,一旦它们在膜上沉淀,清洗则较困难。
溶度积是多相离子平衡的平衡常数,可根据下式表达: AnBm(s)≒nA+mB Ksp=[A]n[B]m
溶度积常数与水中pH、温度和溶液中其它盐的特性有关。然而,作为估算,这些变量对Ksp的影响可忽略不计。常见难溶盐溶度积见下表
溶度积Ksp与反渗透浓水中离子积IPb有如下关系: IPb>Ksp,沉淀从溶液中析出 IPb=Ksp, 溶液为饱和溶液,并与沉淀之间建立了多相离子平衡。 IPb
这就是溶度积规则,用来判断沉淀的生成和溶解。为慎重起见,为防止难溶盐在RO膜上结垢,一般要求IPb≤0.8Ksp。
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表1 常见难溶盐的溶度积
盐 | Ksp(离子以mol/L表示) | Ksp(离子以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:硅随pH而改变其化学结构。其溶度积与其结构及温度有关。如果硅存在于RO浓水中的量超过20mg/L,其结垢倾向应作估算。
2. 硫酸钡结垢倾向计算步骤如下
1)计算浓水中Ba2+、SO42-浓度(mol/L):
[Ba2+]b=CF*[Ba2+]f
[SO42-]b=CF*[SO42-]f
式中[Ba2+]b,[SO42-]b------浓水中Ba2+,SO42-浓度
[Ba2+]f,[SO42-]f------给水中Ba2+,SO42-浓度
CF-----反渗透装置的浓缩系数
2)计算离子乘积
IPb=[Ba2+]b*[SO42-]b
3) 浓水中离子强度的计算如下
μb=CF*μf
μf=1/2∑cizi2
式中μf为给水离子强度,也可列为ci为i离子浓度(mol/L);zi为i离子的价数
4)由μb值,查离子强度μ与Ksp曲线图。BaSO4的溶度积与离子强度关系见下图
5)比较IPb与0.8Ksp值
如果IPb≤0.8Ksp,可不加反渗透阻垢剂
如果IPb>0.8Ksp,则要加反渗透阻垢剂。
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