反渗透运行各阶段pH控制原理

对于水中含有的游离C02的去除，反渗透技术似乎无能为力，因为传统的反渗透技术中必须控制进水中LSI(即朗格利尔饱和指数)值，以防止反渗透膜结垢。

LSI值控制的一个重要参数是进水 PH 值：

如果 PH值为酸性，则不容易结垢。

如果PH为碱性，则结垢倾向十分明显。

所以传统的工艺中在反渗透系统前添加HCI溶液，能很好地防止CaCO3、MgCO3等沉淀物结垢;而很少在反渗透系统前添加 NaOH 溶液。

目前使用最广泛的是二氧化碳脱气塔，由于水中含有大量的碳酸氢盐碱度，经过H型离子交换器(即阳离子交换床)处理后，树脂上所带的H+被置换到水中而成为碳酸，所以脱CO2塔一般放在阳离子交换床的后面，阴离子交换床的前面。当水的PH 值小于4.3 时，水中碳酸几乎完全以二氧化碳的形式存在。

如下式的变化:H++HC03-=H2C03=C02+ H20

当 H+增加，即 PH越低时，上述反应就向右进行，此时，用一个装置水从上喷淋而下，空气从下鼓风而上，使空气流与水滴充分接触，由于空气中的二氧化碳量很小，分压很低，只占大气压力的 0.03%。根据亨利定律，经过H型离子交换器处理的水，由于二氧化碳分压高，逸入分压低的空气流中而被带走，从而除去了水中的二氧化碳也即除去了水中大量的阴离子 HCO3-，这样可以大大减轻阴床的负担，提高阴床的周期制水量，减少再生剂的消耗。

但是，二氧化碳脱气塔由于吸入的是生产环境中的空气，难免会带入空气中的杂质，通过与水源接触从而污染水源，引起阴床周期制水率的下降。

由于H+HCO:=HCO:=CO,+H,0这个化学反应是可逆的，当OH-增加时，该反应就向左进行，当水的 PH 值大于 8.2 时,水中的 CO,将全部转化为 HCO,这样 HCO.通过反渗透系统全部去除，间接实现了去除CO2的目的。

但是，在加碱的同时，反渗透膜的结垢趋势将十分明显，因为LSI值远远高于允许的范围。实践证明:当反渗透系统前加碱而不采取其他的措施时，RO浓水结品析出十分迅速，一般1~2个小时就可以在浓水侧发现白色的结晶。

其反应式为:Ca2++20H-+C02=CaC03+H20Mg2+ + 20H-+ CO2= MgCO3 + H20

 针对以上问题，就需要根据来水水质来进行阻垢剂的来调配。

当了解到CO2、HCO3－和CO3＝之间的平衡，就能够找到这一问题的最好答案，在密闭的体系内，CO2、HCO3－和CO3＝的相对含量随pH值的变化而变化，低pH值条件下，CO2占主要部份，在中等pH值范围内，主要为HCO3-，高pH值范围内，主要为CO3。

由于RO膜可以脱除溶解性的离子而不能脱除溶解性的气体，RO产水中的CO2含量与RO进水中CO2的含量基本相同，但是HCO3－和CO3＝常常能够减少1～2个数量级，这样就会打破进水中CO2、HCO3－和CO3＝之间的平衡，在系列反应中，CO2将与H2O结合发生如下反应平衡的转移，直到建立新的平衡。

  如果进水中含有CO2，则RO的产水pH值总会降低，对于大多数RO系统反渗透产水的pH值将有1～2个pH值的下降，当进水碱度和HCO3－高时，产水的pH值下降就更大。

为数极少的进水，含较少的CO2、HCO3－或CO3＝这样看到产水pH值的变化就少，某些国家和地区，对于饮用水pH值有规定，一般为6.5～9.0

PH值描述的是水溶液的酸碱性强弱程度。PH值范围在热力学标准状况时，当pH<7的时候，溶液呈酸性，当pH>7的时候，溶液呈碱性，当pH=7的时候，溶液为中性。

一般来说，反渗透设备产水的pH值在6.0～8.0之间。但是有些地方经过设备处理后的水PH值却偏低，这是为什么呢？

首先要从原水说起，反渗透设备的原水大多是自来水、地下水、地表水等，这些水的PH值一般在6-8范围内，经过反渗透膜的净化之后，反渗透设备可将大部分水中的钙镁离子、HCO3－去除掉而把CO2留下来，与反渗透设备进水相比，HCO3－浓度比例下降，因此PH值也相应的降低。一级反渗透产水的PH值通常在4.8-7的范围，实验表明反渗透二级进水PH在8.3左右，产水电导率最低。


如果设备的原水中含有CO2，则RO的产水pH值总会降低，对于大多数RO系统反渗透产水的pH值将有1～2个pH值的下降，当进水碱度和HCO3－高时，产水的pH值下降就更大。依照我国《生活饮用水标准》，自来水的pH值应控制在 6.5-8.5 范围内。所以只要在这个范围内的都是符合标准的。因此，反渗透设备产出后的水PH值会降低的。

如果反渗透设备产出的水ph值过低时，可以在水里加碱。一是提高pH值增加溶解度，二是与碳酸根或碳酸氢根离子进行反应，形成稳定的碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧根的沉淀，然后被RO膜拦截脱掉。