超濾uf（微濾 mf）處理
近年來(lái)，隨著超濾/微濾系統(tǒng)性價(jià)比的提高，其價(jià)格逐漸向傳統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)靠攏，uf/mf 已經(jīng)越來(lái)越廣泛用于地表水、污染地表水、市政廢水回用、工業(yè)廢水回用等方向作為ro的預(yù)處理。uf/mf 的主要作用是去除水中的膠體類大小的物質(zhì)，諸如硅膠體、其他膠體、顆粒、藻類、菌類、大腸桿菌、病毒、熱原體、原生動(dòng)物、油脂、蛋白質(zhì)及其他高分子有機(jī)物等等；并協(xié)同絮凝劑等對(duì) toc、色素等有降低作用；但是對(duì)鹽分、汽油、糖、酒精、小分子物質(zhì)（有機(jī)和無(wú)機(jī)）等無(wú)去除作用。
超濾膜是一層極薄而致密的薄膜，在原水和產(chǎn)水之間形成一種非常有效的屏障，過(guò)濾機(jī)理有三種：
● 表面過(guò)濾---可去除比孔徑大的一切雜質(zhì)。
● 深層過(guò)濾---可去除部分比孔徑小的物質(zhì)。
● 吸附過(guò)程---大分子物質(zhì)粘附在膜表面而被去除。
與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比， 中空纖維超濾膜有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，如下所述。
①、穩(wěn)定的產(chǎn)水品質(zhì)，不因進(jìn)水水質(zhì)而變化。即便在進(jìn)水濁度達(dá)到250ntu時(shí)，出水濁度仍然 可以達(dá)到0.1 ntu。因此，可處理水源水質(zhì)變化范圍允許較大。如下圖所示，不管進(jìn)水濁度如何劇烈變化，其產(chǎn)品水濁度始終維持在0.1ntu以內(nèi)，且其產(chǎn)水sdi15能做到絕大多數(shù)情況下小于3.0，這對(duì)ro系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是十分好的進(jìn)水水質(zhì)。具體來(lái)講，uf產(chǎn)水呈現(xiàn)如下分布規(guī)律：如果進(jìn)水為井水，那么uf出水sdi15 多數(shù)情況下能＜1.0；如果進(jìn)水為地表水，那么uf出水sdi15 多數(shù)情況下能＜2.0；如果進(jìn)水為市政廢水或工業(yè)廢水，那么uf出水sdi15多數(shù)情況下能＜3.0。uf的產(chǎn)水量一直維持穩(wěn)定，并不隨時(shí)間衰減。水量不夠，提壓補(bǔ)償即可。
②、廢水排放更少。ufmf的反洗/快沖/清洗廢液、及其運(yùn)行濃水等均可回到預(yù)處理的絮凝澄清 池進(jìn)一步處理回用，因此其運(yùn)行過(guò)程中水的損耗是非常小的。uf的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能誘人，可用于工藝廢水的循環(huán)處理，是工廠的重要選擇。
③、大大改善下游系統(tǒng)的工作情況 (ro, ix)。反滲透通量可適當(dāng)提高10-30%；同時(shí)可提高反滲 透膜壽命，因?yàn)榍逑搭l率減少，化學(xué)藥品的消耗也減少了。離子交換樹(shù)脂的污染減少了，其動(dòng)力學(xué)性能受到很好的保護(hù)，其更換周期也相應(yīng)地延長(zhǎng)。
④、uf可設(shè)計(jì)成全自動(dòng)的系統(tǒng)，因此只需更少的人力來(lái)運(yùn)行、管理、維護(hù)、清洗等。
⑤、uf系統(tǒng)可簡(jiǎn)易擴(kuò)容的模塊化設(shè)計(jì)使得其在擴(kuò)建時(shí)變得極為容易。因此，其擴(kuò)建成本低、周 期短，是一種很方便的技術(shù)。
軟化處理-softening
通過(guò)物理或化學(xué)的方法去除水中硬度而獲得軟化水的過(guò)程成為軟化處理。
軟化處理的物理方法主要是指納濾膜軟化、熱軟化。膜軟化是利用納濾膜對(duì)水中二價(jià)硬度離 子和一價(jià)陽(yáng)離子的脫除率不同而實(shí)現(xiàn)軟化目的，并且隨著納濾膜本身標(biāo)稱脫鹽率的分級(jí)不同，其軟化效果也有別。膜軟化的好處是不論是碳酸鹽還是非碳酸鹽硬度，都能一并去除。目前膜軟化 主要用于中國(guó)北方高硬飲用水處理、海島苦咸水處理、海水淡化的預(yù)處理等等。下面是一個(gè)國(guó)內(nèi)膜軟化的例子，硬度離子的脫除率高達(dá)96-98%。
離子
nf進(jìn)水（mg/l）
產(chǎn)品水（mg/l）
脫除率%
na+
330.1
112.3
66.0
ca2+
402
8.3
97.9
mg2+
94
1.6
98.3
hco3-
165.9
16.8
89.9
cl-
897.3
147.5
83.6
so42-
368.2
6.3
98.3
no3-
82.7
38.5
53.4
sio32-
17.5
2.3
86.9
tds
2365
335
85.8
總硬度
1392.9
27.2
98.0
熱軟化主要是水中含有重碳酸鹽硬度時(shí)，利用碳酸氫鈣加熱會(huì)分解成碳酸鈣沉淀的現(xiàn)象，從 而降低水中重碳酸鹽硬度的方法，實(shí)際上燒開(kāi)水時(shí)就是一個(gè)典型的熱軟化過(guò)程。
軟化處理的化學(xué)方法主要是指石灰軟化、na離子交換樹(shù)脂軟化。石灰軟化可參考前面的論述。下面主要討論一下 na 型離子交換樹(shù)脂軟化。當(dāng)含鈣鎂硬度離子的原水經(jīng)過(guò) na 床時(shí)，會(huì)發(fā)生如下 反應(yīng)：
2rna+ca2+ → r2ca+2na+
2rna+mg2+ → r2mg+2na+
當(dāng)交換柱運(yùn)行到 na 型樹(shù)脂大都轉(zhuǎn)變成ca型，以致影響出水水質(zhì)時(shí)，為了恢復(fù)陽(yáng)樹(shù)脂的交換能力，必須進(jìn)行再生，使它重新轉(zhuǎn)變成na型。再生藥品使用nacl，其原理如下反應(yīng)：
r2ca+2na+ → 2rna+ca2+
r2mg+2na+ → 2rna+mg2+
na 型樹(shù)脂軟化的應(yīng)用目前主要用于小型ro系統(tǒng)的預(yù)處理、低參數(shù)鍋爐的給水處理等。但由 于其再生過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量高含鹽量難于排放的廢水，na型樹(shù)脂軟化應(yīng)用在高參數(shù)的鍋爐上正變得 越來(lái)越不被接受。
脫堿處理-dealkalization
將水中堿度去掉的過(guò)程稱為脫堿處理。脫堿過(guò)程主要利用h型離子交換樹(shù)脂來(lái)處理，脫堿的 同時(shí)還在進(jìn)行軟化。當(dāng) h 型樹(shù)脂將原水軟化后，其出水成酸性，因此緊接著需要借助除碳器將co2去掉，從而實(shí)現(xiàn)脫堿的目的。脫堿工藝可大體分為兩類：h型弱酸樹(shù)脂+除碳器；h-na離子聯(lián)合系統(tǒng)+除碳器。
a、h型弱酸樹(shù)脂的脫堿時(shí)，只能去除碳酸鹽硬度，原理如下：
2rcooh + ca(hco3)2 → (rcoo)2ca + 2h2co3
2rcooh + mg(hco3)2 → (rcoo)2mg + 2h2co3
除碳器吹脫： h2co3 → 2h2o+2co2↑
ph 調(diào)節(jié)（ro前、ro后）
ph值調(diào)節(jié)處理可分為ro前和ro后兩個(gè)環(huán)節(jié)。下面分別加以論述。
ro前的ph調(diào)節(jié)有3種主要作用。一、原水ph過(guò)高時(shí)，通過(guò)給水加酸以控制碳酸鈣、結(jié)垢；二、原水ph過(guò)低時(shí)，通過(guò)加堿以提高系統(tǒng)脫鹽率或者控制sio2結(jié)垢；三、特種分離體系，通過(guò)加酸/堿調(diào)節(jié)ph以使特定組分（比如氨基酸的分離）的脫除率提高或降低，從而達(dá)到分離和濃縮的目的。下面重點(diǎn)討論一下，加酸抑制碳酸鈣/垢、加堿抑制sio2垢的原理。
抑制碳酸鈣垢：
當(dāng)ro濃水中的ca2+和co32-的溶度積超過(guò)溶度積常數(shù)時(shí)，便有生成caco3沉淀的趨向；同樣地，當(dāng)mg2+和oh-的溶度積超過(guò)溶度積常數(shù)時(shí)，便有生成mg(oh)2 沉淀的趨向。如下式所示。
ca2+ + co32- → caco3↓
mg2+ + 2oh- → mg(oh)2↓
當(dāng)向給水加酸時(shí)，便有如下反應(yīng)發(fā)生，從而抑制垢的生成。
caco3 + 2hcl → cacl2 + h2o + co2↑
mg(oh)2 + 2hcl → mgcl2 + 2h2o
宏觀上，人們習(xí)慣用拉格朗日飽和（langelier saturated index，簡(jiǎn)稱 lsi）指數(shù)來(lái)描述水的結(jié) 垢趨向。
當(dāng) lsi=0 時(shí)，理論上認(rèn)為水是穩(wěn)定的，不會(huì)結(jié)垢；
當(dāng) lsi＞0 時(shí)，理論上認(rèn)為水中碳酸鈣呈過(guò)飽和狀態(tài)，有結(jié)垢傾向；
當(dāng) lsi＜0 時(shí)，理論上認(rèn)為水中碳酸鈣呈溶解傾向，不會(huì)結(jié)垢，但水的腐蝕性會(huì)增強(qiáng)。
下面是一個(gè)加酸調(diào)節(jié)ro進(jìn)水及其濃水的lsi的例子。系統(tǒng)的運(yùn)行回收率為71.4%，水溫21℃。 很明顯，當(dāng)用hcl將原水ph從8.7降到7.5后，ro濃水lsi從極為危險(xiǎn)的3.27 降到了2.04，位于高效阻垢劑的安全范圍內(nèi)。
指標(biāo)
原水
ro進(jìn)水
ro濃水
調(diào)節(jié)ph后ro進(jìn)水
調(diào)節(jié)ph后ro濃水
ca2+
175.2
175.2
609.2
175.2
609.2
mg2+
42.2
42.2
146.7
42.2
146.7
na+
48.1
48.1
165.8
48.1
165.8
k+
6.41
6.41
22.03
6.41
22.02
nh4+
0.88
0.88
2.97
0.88
2.97
hco3-
217.8
217.8
723.5
203.02
703.05
so42-
91.7
91.7
319.3
91.7
319.3
cl-
317.9
317.9
1104.4
326.6
1134.2
no3-
4.92
4.92
16.9
4.92
16.9
f-
0.16
0.16
0.56
0.16
0.56
sio2
9.2
9.2
31.9
9.2
31.9
co2
0.75
0.75
0.72
11.02
11.02
ph
8.7
8.7
9.24
7.5
8.04
lsi
1.6
1.6
3.27
0.37
2.04
抑制sio2垢： 當(dāng)向原水中加入堿時(shí)，sio2的溶解度會(huì)隨著ph值的升高而增大，從而抑制硅垢的生成。反應(yīng)原理如下。
sio2 + 2naoh → na2sio3 + h2o --東莞ro反滲透水處理設(shè)備，
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