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基于碱度与pH值分析二级反渗透产水及混床周期制水量的影响因素


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　　摘 要：针对二级反渗透进水水质和不同碱度、pH值下各种碳酸化合物平衡关系，结合实例研究了二级反渗透进水加碱处理的技术应用。结果表明，加碱量与二级反渗透产水水质存在一定的线性关系，当进水总碱度控制在45～50mg/L、～，后续混床的周期制水量能达到设计值的2万t。
　　关键词：总碱度;pH值;电导率
　　中图分类号： 文献标识码：A
　　某大型炼化一体化项目脱盐水站设计产水量为2200m3/h，原设计采用新鲜水制取脱盐水。为了节约用水，提高水资源利用率，后经改造以回用水作为补水制取脱盐水，回用水为炼化一体化污水经A/O生化、浸没式超滤、反渗透处理后的产水，经回用水泵输送至脱盐水站原水箱，形成了“浸没式超滤+一级反渗透+干式超滤+二级反渗透+混床”的二级脱盐水制水工艺。采用新鲜水作为补充水时，混床周期制水量能達到设计值2万t的产水量。当采用回用水时，，且大都为二氧化硅>20μg/L失效，“二级反渗透”系统工艺原则流程如图1所示。
　　1 原因分析
　　 水质分析
　　综合污水处理厂反渗透处理单元设计产水量980m3/h，由于污水厂受上游来水水质变化的影响，一级反渗透进水电导率在2000～5000μS/cm范围之间，～，从而产水电导率也波动较大。
　　如表1所示，回用水中含有溶解性的CO2和HCO3-离子。反渗透能够除去水中大部分无机盐分子，并能截留分子量较大的有机物，但是并不能脱除水中的溶解性气体。反渗透产水中的CO2含量与进水中CO2的含量基本相同，由于脱盐水站未设置除碳器，若二级反渗透进水中仍含有游离的CO2，则进入混床的水中也会含有游离的CO2，由于其对电导率作用很小，二级反渗透产水电导率不能如实反映水中需要全部交换的各种阴阳离子总量。在混床交换过程中，游离的CO2与阴离子树脂接触转换成HCO3-或CO32-，从而消耗阴树脂的工作交换容量，使其对选择性较差的SiO2-离子交换容量降低，这也是在混床进水符合标准电导率≤10μS/cm、二氧化硅≤100μg/L情况下，混床周期制水量下降的主要原因。
　　 水中各种碱度的相互关系
　　水的总碱度是指碳酸盐、重碳酸盐及氢氧化物成分浓度的总和，其测定值因使用的指示剂终点pH值不同而有很大差异。其中，～，为***橙碱度，即总碱度=全部HCO3-+全部CO32-+全部OH-[1]。
　　如果水中单独存在OH-碱度，水的pH>;水中同时存在OH-、CO32-时，pH=～;如果水中只有CO32-存在时，pH=;当HCO3-和CO32-共同存在时，pH=～;单一的HCO3-存在时，pH=;但pH<，水中碱度也只有HCO3-存在，此时的p