海水淡化水作為人們生活與工業(yè)用水水源的比例越來(lái)越大,海水脫硼也成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問(wèn)題。雖然硼(B)是人和動(dòng)物、植物所必須的營(yíng)養(yǎng)元素,能夠促進(jìn)碳水化合物的運(yùn)輸和代謝,但攝入過(guò)量的硼化物會(huì)對(duì)人體、農(nóng)作物等產(chǎn)生不利影響。海水中硼含量為5.0-7.0mg/L,而世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定飲用水中的硼含量應(yīng)小于0.5mg/L。
目前,海水淡化最主要方法是采用反滲透膜法進(jìn)行分離。一般來(lái)說(shuō),反滲透膜能夠去除水中99%的離子,但是在中性條件下,常規(guī)反滲透膜對(duì)硼的去除率為50%-80%左右,這是由于硼主要以硼酸的形式存在。硼酸屬于弱酸,分子直徑很小,而且電性弱,其羥基能夠和膜上的分離層以氫鍵的形式結(jié)合而透過(guò)反滲透膜。
通過(guò)大量的國(guó)內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)標(biāo)明,調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值,設(shè)置多級(jí)系統(tǒng),改善后置處理,是目前常用有效提升反滲透膜的脫硼率的方法。
盡管通過(guò)調(diào)節(jié)pH以提高脫硼率,但也會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響。如堿性條件下碳酸鹽濃度增加,鈣、鎂離子迅速結(jié)垢而導(dǎo)致膜系統(tǒng)污堵,產(chǎn)水的pH也需要進(jìn)一步調(diào)節(jié),加大了制水成本。因此對(duì)于原水硬度較高或者硼含量過(guò)高的水源,則需要使用多級(jí)系統(tǒng),也可以采用兩種方法結(jié)合的方式,在二級(jí)系統(tǒng)前進(jìn)行pH調(diào)節(jié)共同作用脫硼,最終脫硼率都可達(dá)到90%以上。
增加后處理方法還可以進(jìn)一步的除硼,如采用硼選擇性樹(shù)脂進(jìn)行吸附、使用電滲析技術(shù)以及某些高分子聚合物材料絡(luò)合等??傮w來(lái)說(shuō),此類方法運(yùn)行成本很高,只適合對(duì)水質(zhì)十分苛刻的場(chǎng)景。
綜上所述,隨著海水淡化的規(guī)模日益增長(zhǎng)及產(chǎn)水要求更嚴(yán)格,高脫硼反滲透膜元件的研發(fā)和應(yīng)用將機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。
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