反滲透海水淡化是以海水為原料制造淡水的過程,水質(zhì)控制貫穿于海水淡化的全部流程單元。對于實(shí)際的海水淡化系統(tǒng),必須配備必要的在線水質(zhì)分析儀表,實(shí)時(shí)監(jiān)測必要的水質(zhì)項(xiàng)目,以保證系統(tǒng)在期望的狀態(tài)運(yùn)行。
根據(jù)HY/T 074-2018《反滲透海水淡化工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB/T50619-2010《火力發(fā)電廠海水淡化工程設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,結(jié)合國內(nèi)外實(shí)際海水淡化工程的儀表配置設(shè)計(jì),總結(jié)反滲透海水淡化系統(tǒng)的基本在線監(jiān)測項(xiàng)目。
1、電導(dǎo)率儀
電導(dǎo)率( electrical conductivity,EC) 反映了電解質(zhì)溶液傳導(dǎo)電流的能力,用于間接表征水溶液中鹽分或離子的含量。海水淡化的原海水電導(dǎo)率通常在49mS/cm左右,海水淡化產(chǎn)品水電導(dǎo)率通常≤2000μS/cm。反滲透海水淡化工程中用到的在線電導(dǎo)率儀主要分為兩類,反滲透膜前用的電導(dǎo)率儀是海水型電導(dǎo)率儀,其測量范圍宜選1mS/cm~200mS/cm;反滲透膜后的電導(dǎo)率儀是淡水型電導(dǎo)率儀,其測量范圍宜選0mS/cm~10mS/cm。
2、濁度儀
濁度反映了水中懸浮物對光線透過時(shí)所發(fā)生的阻礙程度,用于間接表征水溶液中懸浮物的含量。我國海岸線較長,不同海域海水濁度差異很大,其中舟山海域海水濁度最高時(shí)超過300NTU。反滲透海水淡化產(chǎn)品水濁度通常≤1NTU。海水淡化工程中用到的在線濁度儀主要選用低量程濁度儀,測量范圍宜選0NTU~100NTU。當(dāng)原海水水質(zhì)屬于高濁海水時(shí),可選用中高量程濁度分析儀,其量程范圍宜選0NTU~1000NTU。
3、SDI儀
污染指數(shù)( silt density index,SDI)反映了水中污染物對液體分離膜的污染程度,用于間接表征水中膠體、懸浮物、金屬氧化物及有機(jī)物等含量,是評價(jià)反滲透給水水質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。反滲透海水淡化過程中,通常要求反滲透膜進(jìn)水SDI≤5。國內(nèi)外SDI儀采用的測試方法是基于美國材料與試驗(yàn)協(xié)會發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn),即ASTM D4189-07。目前,市場上的SDI儀主要分為兩類,一類是屬于半自動在線測量,即每次測試前需要手動更換過濾頭并啟動測量; 另一類是屬于全自動在線測量,即每次測試前無需任何手動操作,但測量周期通常≥0.5h。根據(jù)測量過程中間隔時(shí)間的不同,SDI分為SDI5、SDI10和SDI15,對應(yīng)的間隔時(shí)間分別是5min、10min和15min,其中SDI15應(yīng)用最為廣泛。SDI儀選型時(shí),通常選用的量程范圍為0~6(SDI15)。
4、ORP計(jì)
氧化還原電位(oxidation-reduction potential,ORP)反映了水溶液的電化學(xué)特性,用于間接表征反滲透給水的氧化還原性能,是評價(jià)反滲透給水水質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在反滲透海水淡化系統(tǒng)中,為避免上游管路設(shè)備被微生物污染,要求在取水端進(jìn)行加氯殺菌。但反滲透膜的分離層由芳香聚酰胺高分子材料構(gòu)成,其耐氧化性較差,反滲透給水在進(jìn)入膜前必須消除余氯。為監(jiān)測反滲透給水中的余氯含量,通常選用ORP作為替代參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。反滲透給水的ORP值通常≤+300mV。ORP計(jì)選型時(shí),通常選用的量程范圍為-2000mV~+2000mV。
5、pH計(jì)
pH值定義為水中氫離子活度的負(fù)對數(shù),用于表征水體酸堿性的強(qiáng)弱。原海水的pH值比較穩(wěn)定,一般在7.8~8.1之間,其中標(biāo)準(zhǔn)海水pH值為8.1。反滲透海水淡化系統(tǒng)中控制pH值的主要目的是控制膜前的結(jié)垢污染和膜后產(chǎn)品水的腐蝕性。海水淡化產(chǎn)品水的pH值通常在5.5~7.0之間,呈弱酸性,用于市政供水時(shí)必須進(jìn)行堿度調(diào)節(jié)。p H計(jì)選型時(shí)量程固定,選用的范圍為0~14。
6、余氯儀
余氯定義為水體中以次氯酸、次氯酸鹽和單質(zhì)氯形式存在的氯,用于表征水的消毒效果。反滲透海水淡化系統(tǒng)中,需要設(shè)置余氯監(jiān)測點(diǎn)的位置有兩處,一處位于預(yù)處理單元,另一處位于后處理及輸配單元。在海水淡化預(yù)處理管線內(nèi),為抑制微生物生長繁殖,需要保持0.5mg/L~1.0mg/L 的余氯濃度。在海水淡化后處理管線內(nèi),為保證消毒效果,按照GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,要求與消毒劑接觸30min后出廠水中的余氯濃度≥0.3mg/L。海水淡化預(yù)處理單元中的余氯儀通常用ORP計(jì)替代,海水淡化后處理系統(tǒng)中的余氯儀不宜用ORP計(jì)替代。余氯儀選型時(shí),通常選用的量程范圍為0mg/L~5.0mg/L。
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