水溶解物質(zhì)的能力根據(jù)水的 pH 值不同有很大變化。原水中的碳酸鈣依據(jù)加酸量的不同 Ca2+ + CO32- + H+ → Ca2+ + HCO3- Ca2+ + HCO3- + H+ → Ca2+ + H2CO3 → Ca2+ + CO2 + H2O 根據(jù)以上平衡,調(diào)節(jié)pH值到酸性區(qū)域,可以起到防止碳酸鈣析出的作用,從而避免結(jié)垢。 是否生成碳酸鈣垢的表征指標(biāo)可以用朗格利爾飽和指數(shù)(LSI)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 LSI = pH - pHs (TDS < 4000mg/L ) 式中:pHs——水中的碳酸鈣飽和時(shí)的 pH 值; pH——實(shí)際水溶液的濃水 pH 值。 在大多數(shù)反滲透系統(tǒng)中,濃水側(cè)的 pH 值會(huì)高于進(jìn)水的 pH 值,因此在考慮 LSI 時(shí)務(wù)必要考慮濃水側(cè)的 pH 值。通常評(píng)判是否結(jié)垢的方法如下: LSI ≤ 0 → 不結(jié)垢 LSI > 0 → 會(huì)結(jié)垢 用已知的經(jīng)驗(yàn)公式可以方便的算出 pHs 和 pH 值。 pHs = (9.3 + A + B) - (C + D) pH = Log10【堿度/CO2】+ 6.3 (堿度以 CaCO3 計(jì);CO2為濃度值) 式中:A = { Log10(TDS濃水 — 1)} / 10 B = -13.12 × Log10( t + 273.15 ) + 34.55 ,式中:t —— 水溫,℃ C = Log10(Ca2+濃水,以 CaCO3 計(jì)) — 0.4 D = Log10 (堿度濃水,以 CaCO3 計(jì)) 我們通過一個(gè)例子來說明以上的計(jì)算方法 例:某個(gè)水源設(shè)定回收率為 70% 解:濃縮倍率 = 100% ÷ (100% - Rec.) = 100% ÷ (100% - 70%) = 3.33 A = { Log10(500 × 3.33 — 1)} / 10 = 0.32 B = -13.12 × Log10( 18 + 273.15 ) + 34.55 = 2.22 C = Log10(35 × 3.33) — 0.4 = 1.67 D = Log10(140 × 3.33) = 2.67 pHs = (9.3 + 0.32 + 2.22) - (1.67 + 2.67) = 7.50 為了算出濃水中的 pH 值 〖CO2〗 = 140 ÷ 10^(8-6.3) = 2.79 濃水側(cè)的 pH 值可通過下式計(jì)算: pH = Log10【(140 × 3.33) ÷ 2.79】+ 6.3 = 8.52 LSI = pH - pHs = 8.52 - 7.50 = 1.02 于是我們可以得到計(jì)算結(jié)果 LSI 等于 1.02。因?yàn)榇笥?/span> 0,因此該系統(tǒng)會(huì)發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象。 當(dāng)原水中的含鹽量過高時(shí),LSI 就不適用了,這時(shí)需要用戶 Stiff & Davis 指數(shù)(SDSI)進(jìn)行評(píng)價(jià)。 SDSI = pH - pCa - pAlk - K ( TDS>4000 mg/L ) 式中:pCa —— 鈣濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值; pAlk —— 堿濃度的負(fù)對(duì)數(shù)值; K —— 系數(shù),和水溫和離子強(qiáng)度有關(guān)。