纯化水设备常采用市政水、地表水或地下水为原水,水质本身是比较稳定的,而为了提高后续去离子单元的处理效率,必要的化学品被投加到预处理中以达到某种的处理目的。
通常情况下,化学加药单元被设计在预处理系统中,其中包括原水罐、原水输送泵、多介质过滤装置或超滤、活性炭过滤装置、软化装置、保安过滤装置、RO高压泵、RO等处理单元。
常用的化学药剂
常用的化学药剂为混凝剂PAC (聚合氯化铝)、消毒剂NaClO (次氯酸钠)、还原剂NaHSO3 (亚硫酸氢钠)、苛性钠NaOH (氢氧化钠)等。化学药剂的化学特性和详细说明可以查询相关的 《化学品安全技术说明书》 (material safety data sheet, MSDS)。
2. 次氯酸钠 (NaClO) 溶液——是含氯消毒剂的一种,它是一种强氧化剂,其投入水中会立即消解形成次氯酸 (HClO) 和次氯酸根 (ClO- )。这两种化学物质是NaClO溶液主要的杀菌成分,不仅可与细胞壁发生作用,且因分子小、不带电荷,能侵入到细胞内与蛋白质发生氧化作用或破坏磷酸脱氢酶,使细胞代谢失调而死亡。
A. 优点:次氯酸钠溶液以其应用广泛、消毒效果高效、具有较长的消毒持续时间、成本低等优点,被制药水处理系统广泛地接受。
B. 方法:次氯酸钠溶液以10%浓度的液体化学桶提供,靠操作者定期添加至现场的加药装置中,再由电动隔膜泵以一定的浓度投加至预处理系统中。考虑到制药企业对于细菌的控制和药剂的稳定性,现场加药装置的设计容量一般为小于2周的用量。
C. 注意事项:建议配置管道式静态混合器,以提高次氯酸钠溶液与原水混合的效率,混合器的设计应考虑药剂的黏度、密度、液体的流速和压力等因素。次氯酸钠溶液的加药量视设计投加位置、原水水质和现场调试验证而定,通常情况下,如果自来水供水余氯浓度小于0.3mg/L时就可以考虑设计次氯酸钠溶液加药装置。
次氯酸钠溶液投加量一般与后续的余氯传感器进行PID连锁控制。浓度控制在0.3~0.5mg/L。因为过低的浓度会有微生物滋生的风险,而过高的浓度会导致后续还原剂 (亚硫酸氢钠溶液) 过多的消耗,甚至氧化RO。在原水箱出口也可考虑配置余氯传感器以监视余氯浓度,此处余氯浓度一般控制在不低于0.3mg/L。
D. 余氯传感器:主要采用电极传感器,通过余氯选择性透过膜,与工作电极、电解液和参比电极形成一个与余氯浓度成正比的信号,以测量水体中余氯的含量,余氯单位mg/L或ppm。 余氯传感器采用旁路测量的方式安装在系统中,取样流量需确保恒定,大概为30L/h。其测量与介质的温度、pH值密切相关,余氯电极传感器采用内置温度补偿,使测量信号不受水体的温度影响,运用三电极技术,有效地降低pH的依赖性,在pH4~9的范围内表现出良好的线性关系,取样流量可通过光学流量开关得以监视。
E. 氧化还原电位 (Oxidation-Reduction Potential, ORP) 代表水体氧化性或还原性的相对程度。由于余氯具有强氧化性,故其引入系统中后ORP值会相应地升高,ORP传感器采用玻璃电极,根据水体的氧化或还原程度,在参比电极和工作电极之间产生相应的电势差,这个电势差就是ORP值, 单位为mV。

