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品價格昂貴，噸產品幾萬元甚至幾十萬，反滲透膜經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。

我公司經過多年研究，現生產出產品：膜運行保護裝置-超凡膜衛士，其特點、原理及作用如下：

         （一）特點：膜衛士的材質含有鎢、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靜電位發生改變，流體中的固相顆粒受其作用的影響始終處于懸浮狀態和溶解狀態，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，超凡膜衛士-CFBG系統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運動過程中，取代了一些已經被捕獲的離子，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，水中電子數量的增加也阻止碳酸氫根離子分解為H+ 和CO32-。膠體物質，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受到存在于流動水中的或者早已吸附到膠體物質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物，銹的形成需要三步電化學反應：

         金屬表面的陽極區域（陽極）發生金屬的溶失。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，在陰極區域生成氫氧根離子（OH-），從而完成電流循環。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+ ）在陰極區域代替氧而參加反應（反應式（3）），完成電流循環。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多些，迫使陽極區域的反應宛如陰極區域，這樣就可以抑制腐蝕。將水溶液中的額外電子（由超凡膜衛士-CFBG系統提供）吸引到陽極區域，從而避免Fe原子變為離子，就能實現抑制腐蝕。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：

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

五、超凡膜衛士-CFBG系統的優勢

         超凡膜衛士—CFBG系統不產生附加支出。只需將設備安裝到膜給水的系統中，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象，實驗用水唯一經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。測試數據表明， 此保護裝置確實能夠防止反滲透膜結垢。