反滲透膜保護裝置說明

反滲透技術是膜分離技術的一種，其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下，借助只允許水分子透過的反滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離，從而達到凈水的目的。這種技術對于水中的鈣、鎂離子及懸浮物等的去除效率較高，但是這種技術對于進水的壓力、溫度、pH值、鹽度等的指標要求較高，運行時需使用反滲透專用阻垢劑及專用殺菌劑，反滲透專用阻垢劑一般都是進口產(chǎn)品價格昂貴，噸產(chǎn)品幾萬元甚至幾十萬，反滲透膜經(jīng)過使用后需要定期清洗和更換，防止因為膜長期使用被懸浮物阻塞而失去作用。

我公司經(jīng)過多年研究，現(xiàn)生產(chǎn)出產(chǎn)品：膜運行保護裝置-超凡膜衛(wèi)士，其特點、原理及作用如下：

         （一）特點：膜衛(wèi)士的材質(zhì)含有鎢、鐵、鋰等多種不同的金屬成分，所采用的技術使工具起作一種特殊的電化學催化體作用。合金所包含的元素的電負性比液相中的離子要低，工具通過電化學的方式使流體和流體中的物質(zhì)靜電位發(fā)生改變，流體中的固相顆粒受其作用的影響始終處于懸浮狀態(tài)和溶解狀態(tài)，從而防止垢和腐蝕的形成。

         （二）原理：

         （1） 除垢原理：因為水溶液所含的離子的電負性比工具核心部件的電負性大，所以催化合金的電子進入到水溶液中。或者以電動勢序的觀點，超凡膜衛(wèi)士-CFBG系統(tǒng)核心部件含有的元素的氧化電勢比水溶液中的離子的氧化電勢大。當水流過工具時，一些電子進入水溶液中，在許多電子的劇烈旋轉(zhuǎn)運動過程中，取代了一些已經(jīng)被捕獲的離子，諸如CO32- 、HCO3-、SO42- 和OCl-等。這些取代的電子變成了溶液中的“自由電子”，并且這些“自由電子”能被電負性小的離子或膠體，例如Ca2+ 、Mg2+ 、SiO2、Al2O3和Fe2O3等捕獲。這使得Ca2+ 、Mg2+ 脫離CO32- 、SO42- 和HCO3- ，形成原子結構（Ca0 、Mg0 ），其結果是，當它們處于水溶液中時，它們的離子鍵斷裂；或者當它們處于沉淀的固體即垢的狀態(tài)時，它們的晶格鍵斷裂。當水的堿度達到pH8.4以上的情況下，水中電子數(shù)量的增加也阻止碳酸氫根離子分解為H+ 和CO32-。膠體物質(zhì)，例如硅石、氧化鋁以及銹顆粒，通過獲得或重新獲得負電荷而保持懸浮在溶液中，不吸附到鈣離子、鎂離子和鐵離子上；獲得負電荷也引起這些膠體物質(zhì)受到存在于流動水中的或者早已吸附到膠體物質(zhì)上的這些離子的排斥。這種排斥分離抑制了這三種離子的硬度效應；水中的硬度總是由于Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+ 這些離子的存在而造成的。 作為粘結劑而吸附于垢晶格上的硅石、氧化鋁，也能從已生成的垢晶格上脫離。這樣，由于Ca0 和Mg0 元素以及帶負電荷的SiO2（-）和Al2O3（-）的脫離，垢晶格便逐漸遭到破壞和消除。

         （2） 防腐原理：以鐵的銹蝕為例，銹是鐵在特殊情況下的典型腐蝕產(chǎn)物，銹的形成需要三步電化學反應：

         金屬表面的陽極區(qū)域（陽極）發(fā)生金屬的溶失。對于鐵的情況來說，鐵（Fe0 ）氧化為Fe2+ 離子而溶解于水中。

         形成Fe2+ 離子的結果，使兩個電子從Fe原子上脫離而流向陰極區(qū)域（陰極）。

         水溶液中的氧（O2 ）移動到陰極，結合那兩個流向陰極的電子，在陰極區(qū)域生成氫氧根離子（OH-），從而完成電流循環(huán)。反應如下：

（         1） 陽極反應： Fe0 → Fe2+ + 2e-

（         2） 陰極反應： 1/2 O2 + H2O + 2e- → 2（HO-）

（         3） 或 e- + H+ → H0

         如果缺氧，氫離子（ H+ ）在陰極區(qū)域代替氧而參加反應（反應式（3）），完成電流循環(huán)。Fe2+ 離子與OH-離子化合生成氫氧化亞鐵，如下式所示： （4） Fe2+ + 2OH-→ Fe（OH）2

         當Fe（OH）2發(fā)生氧化反應就生成鐵銹：

（4） 2Fe（OH）2 + 1/2 O2 → Fe2O3 ·2H2O

         如果使鐵的負電荷比周圍物質(zhì)多些，迫使陽極區(qū)域的反應宛如陰極區(qū)域，這樣就可以抑制腐蝕。將水溶液中的額外電子（由超凡膜衛(wèi)士-CFBG系統(tǒng)提供）吸引到陽極區(qū)域，從而避免Fe原子變?yōu)殡x子，就能實現(xiàn)抑制腐蝕。添加的電子也可以通過將鐵銹分散為細微的膠體顆粒來溶解鐵銹。與此相似，對于除鐵之外的其它金屬，例如黃銅和鋁，其腐蝕也可以得到抑制。

         （三）作用：

使用超凡膜衛(wèi)士-CFBG系統(tǒng)后，不需要再添加任何與、垢和腐蝕有關的化學藥品。 因為超凡膜衛(wèi)士-CFBG系統(tǒng)是一種多功能系統(tǒng)。這一點在現(xiàn)場生產(chǎn)和實際工作中非常有用，也非常方便，超凡膜衛(wèi)士-CFBG系統(tǒng)可以起到以下作用：防垢.防腐蝕.除垢.除腐蝕.脫氣如CO2，H2S等.殺菌.除苔.改善水質(zhì)。

五、超凡膜衛(wèi)士-CFBG系統(tǒng)的優(yōu)勢

         超凡膜衛(wèi)士—CFBG系統(tǒng)不產(chǎn)生附加支出。只需將設備安裝到膜給水的系統(tǒng)中，無需加熱，也不需要添加藥劑即可達到除垢、防腐蝕的目的。

反滲透膜上進行了測試。測試用水總溶解固相含量為10,400 毫克/升，一般城市用水的總溶解固相含量為840 毫克/升， 也就是說，實驗用水的溶解固相含量比城市用水多10 倍多。 保護裝置安裝在反滲透膜的進口管線上，實驗了2193 個小時。同一臺反滲透膜在沒有安裝保護裝置的時候，很常見的是不到100 個小時左右，就被垢堵塞了。而安裝保護裝置后沒有顯示任何結垢現(xiàn)象，實驗用水唯一經(jīng)過的預處理是將實驗用水通過 了鎂綠砂過濾器脫鐵。

         當實驗裝置出現(xiàn)流量下降的時候，可以用城市用水沖洗30分鐘，共做三次，使流量恢復。測試數(shù)據(jù)表明， 此保護裝置確實能夠防止反滲透膜結垢。