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氟化钙结垢倾向的计算

发布时间:2014-02-28 02:17:33        

 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<Ksp,溶液为不饱和溶液,无沉淀析出;若有沉淀存在,则沉淀将溶解。
 
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。
 
表1 常见难溶盐的溶度积

 

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. 氟化钙结垢倾向计算步骤如下
1)计算浓水中Ca2+、F-浓度(mol/L):
[Ca2+]b=CF*[Ca2+]f
[F-]b=CF*[F-]f
式中[Ca2+]b,[F-]b------浓水中Ca2+,F-浓度
[Ca2+]f,[F-]f------给水中Ca2+,F-浓度
CF-----反渗透装置的浓缩系数
2)计算离子乘积
IPb=[Ca2+]b*[F-]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。CaF2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,该产品的投加方法,请参见:反渗透阻垢剂的投加方法
 
 
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