RO及NF进水中的游离氯要降到0.1ppm 以下,才能达到聚酰胺复合膜的要求。除氯的预处理方法有两种,粒状活性炭吸附和使用还原性药剂如亚硫酸钠。
在小系统(50-100gpm)中一般采用活性碳过滤器,投资成本比较合理。推荐使用酸洗处理过的优质活性炭,去除硬度、金属离子,细粉含量要非常低,否则会造成对膜的污染。新安装的碳滤料一定要充分淋洗,直到碳粉被完全除去为止,一般要几个小时甚至几天。我们不能依靠 5μm的保安过滤器来保护反渗透膜不受碳粉的污染。碳过滤器的好处是可以除去会造成膜污染的有机物,对于所有进水的处理比添加药剂更为可靠。 但其缺点是碳会成为微生物的饲料, 在碳过滤器中孳生细菌,其结果是造成反渗透膜的生物污染。
亚硫酸氢钠(SBS)是较大型 RO 装置选用的典型还原剂。将固体偏亚硫酸氢钠溶解在水中配制成溶液,商品偏亚硫酸氢钠的纯度为 97.5- 99%,干燥储存期6个月。SBS 溶液在空气中不稳定,会与氧气发生反应,所以推荐 2%的溶液的使用期为3-7天,10%以下的溶液使用期为7-14 天。从理论上讲,1.47ppm的SBS(或 0.70ppm 偏亚硫酸氢钠)能够还原1.0ppm 的氯。设计时考虑到工业苦咸水系统的安全系数,设定 SBS 的添加量为每 1.0ppm氯 1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游,设置距离要保证在进入膜元件有 29 秒的反应时间。推荐使用适当的在线搅拌装置(静态搅拌器) 。
SBS 脱氯反应:
Na2S2O5 (偏亚硫酸钠) + H2O =2NaHSO3 (亚硫酸氢钠)
NaHSO3 + HOCl =NaHSO4 (硫酸氢钠) + HCl (盐酸)
NaHSO3 + Cl2 + H2O =NaHSO4 + 2HCl
采用SBS脱氯的好处是在大系统中比碳过滤器的投资较少,反应副产物及残余SBS易于被RO脱除。SBS脱氯的缺点是需要人工混合小体积的药剂,在脱氯系统没有设计足够的监测控制仪器时增加了氯对膜的威胁,而且在少数情况下进水中存在硫还原菌(SBR),亚硫酸会成为细菌营养帮助细菌的繁殖。SBR 通常在浅层井水厌氧环境下有发现,硫化氢(H2S)作为 SBR的代谢产物会同时存在。脱氯过程的监测可采用游离氯监测仪,用以监测残余亚硫酸根的浓度,还可以采用ORP监测仪。推荐的方法是监测残余亚硫酸根的浓度, 以保证有足够的亚硫酸根来还原氯。大多数商业化氯监测仪的捡出浓度为0.1ppm,这个值是聚酰胺复合膜的余氯上限。直接利用 ORP 监测仪监控亚硫酸根浓度的方法不够可靠,这种测定水中氧化还原电位的仪器的基线变化难以预测。