純水設(shè)備反滲透產(chǎn)水pH變化原因及機(jī)制
【無(wú)錫水處理設(shè)備http://www.wqhao.com】反滲透產(chǎn)水pH值降低原因,據(jù)統(tǒng)計(jì),全球約65%的RO系統(tǒng)存在產(chǎn)水pH值低于進(jìn)水的現(xiàn)象。其核心機(jī)制與水體中CO?/HCO??/CO?2?的緩沖體系密切相關(guān)。當(dāng)原水通過(guò)RO膜時(shí),HCO??因膜的高效截留(脫鹽率≥99%)在濃水側(cè)富集,導(dǎo)致以下平衡左移:
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)進(jìn)水HCO??濃度為100mg/L時(shí),產(chǎn)水側(cè)HCO??濃度僅余0.5-1mg/L(脫除率99.5%),而CO?因分子量小且不帶電荷,純水設(shè)備可自由透過(guò)膜進(jìn)入產(chǎn)水。根據(jù)亨利定律,產(chǎn)水側(cè)CO?分壓升高,促使上述平衡右移,H?濃度增加,pH下降。
某海水淡化廠測(cè)試表明,進(jìn)水pH=8.2時(shí),產(chǎn)水pH降至6.8-7.2,CO?透過(guò)量達(dá)15-20 mg/L。在HCO??濃度為200mg/L的苦咸水處理中,產(chǎn)水pH較進(jìn)水會(huì)下降0.8-1.2單位。
RO操作壓力會(huì)顯著影響CO?的溶解度。根據(jù)范特霍夫方程,壓力每增加1MPa,CO?溶解度提升約2.5%。產(chǎn)水在常壓下釋放時(shí),CO?迅速逸出,純水設(shè)備導(dǎo)致pH瞬時(shí)下降。這一現(xiàn)象可通過(guò)在線pH監(jiān)測(cè)驗(yàn)證:某電廠RO系統(tǒng)顯示,產(chǎn)水在膜出口處pH為7.0,儲(chǔ)存30分鐘后降至6.5。
反滲透產(chǎn)水pH值升高原因:污水處理回用項(xiàng)目中經(jīng)常會(huì)存在產(chǎn)水pH值高于進(jìn)水的現(xiàn)象。這與原水中氨氮(NH?/NH??)濃度密切相關(guān)。氨氮的電離平衡如下:
RO濃縮過(guò)程中,NH??在濃水側(cè)積累,促使平衡左移生成NH?。由于NH?為氣態(tài)且分子量低(17g/mol),可穿透RO膜進(jìn)入產(chǎn)水。產(chǎn)水側(cè)NH?濃度升高后,平衡右移生成OH?,導(dǎo)致pH上升。
某市政污水回用項(xiàng)目顯示,進(jìn)水NH?-N為5mg/L時(shí),產(chǎn)水pH由7.6升至8.3,OH?濃度增加3倍。當(dāng)進(jìn)水pH>9時(shí),NH?占比超過(guò)50%,產(chǎn)水pH升幅可達(dá)1.5單位。
NH?/NH??的分布系數(shù)(pKa=9.25)與pH值直接相關(guān)。實(shí)驗(yàn)表明:
pH=7時(shí),NH?占比僅0.6%,RO膜對(duì)其截留率接近90%;
pH=10時(shí),NH?占比升至64%,膜截留率驟降至30%以下。
這一特性導(dǎo)致高pH進(jìn)水(如化工廢水)更易引發(fā)產(chǎn)水pH升高。例如,某化工廠RO系統(tǒng)進(jìn)水pH=9.8,產(chǎn)水pH達(dá)10.5,NH?透過(guò)量達(dá)8.2mg/L。
反滲透產(chǎn)水pH值的升降本質(zhì)是多數(shù)是原水中CO?和NH?的動(dòng)態(tài)平衡被膜分離過(guò)程打破的結(jié)果。通過(guò)量化HCO??(脫除率≥99%)與NH?的遷移規(guī)律,可根據(jù)水質(zhì)特性選擇預(yù)處理工藝與化學(xué)調(diào)節(jié)方案,來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)水pH的穩(wěn)定控制。純水設(shè)備,實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備, 無(wú)錫純水設(shè)備,無(wú)錫水處理設(shè)備,無(wú)錫去離子水設(shè)備, 醫(yī)用GMP純化水設(shè)備。 半導(dǎo)體超純水設(shè)備。
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