反渗透设备的预处理工艺是如何去除余氯的?

时间:2025-07-23 作者:窦艳华

在反渗透设备的预处理中,余氯(原水消毒残留的游离氯、化合氯)是必须严格去除的污染物 —— 反渗透膜的核心材质是芳香族聚酰胺,余氯会通过氧化作用破坏膜的化学结构,导致膜脱盐率下降、产水量减少(余氯浓度>0.1mg/L 时,短时间就可能造成不可逆损伤)。因此,去除余氯的核心目标是将进水余氯浓度降至 0.1mg/L 以下,常用工艺及原理如下:

一、主流除余氯工艺及作用原理

1. 活性炭过滤:物理吸附 + 化学还原(最常用工艺)

活性炭是去除余氯的 “首选方案”,尤其适合原水余氯浓度较低(如自来水余氯通常 0.5~1mg/L)的场景,其除氯机制包括 “吸附” 和 “还原” 双重作用:

物理吸附:活性炭具有多孔结构(比表面积可达 500~1500m²/g),能通过范德华力吸附水中的游离氯(Cl₂)和化合氯(如次氯酸 HClO),将其截留于孔隙中。

化学还原:活性炭中的碳元素(C)会与余氯发生化学反应(以次氯酸为例:C + 2HClO → CO₂↑ + 2HCl),将具有氧化性的余氯还原为无害的氯离子(Cl⁻),这一反应比单纯吸附更彻底,且能持续进行(只要活性炭未完全失效)。

工艺特点:

除氯效率高:可将余氯从 0.5~1mg/L 降至 0.05mg/L 以下,同时能吸附部分有机物、异色异味,一举多得;

操作简单:无需复杂控制,定期反冲洗(去除表面截留的杂质)即可维持吸附能力,活性炭使用寿命通常 3~6 个月(具体取决于余氯浓度和处理水量);

适用场景:原水为自来水、市政中水等低污染水源,是工业纯水预处理的 “标准配置”。

注意事项:

活性炭需选用 “椰壳炭” 或 “果壳炭”(比煤质炭吸附性能更优,且溶出物少);

需定期检测出水余氯(每周 1~2 次),避免活性炭吸附饱和后余氯穿透(一旦发现余氯>0.1mg/L,需及时更换活性炭)。

2. 还原剂投加:化学还原(应急或辅助方案)

当原水余氯浓度较高(如>1mg/L)、活性炭吸附负荷不足,或活性炭需更换前的过渡期,需通过投加还原剂将余氯化学还原为无害物质,作为核心或辅助除氯手段。

常用还原剂及原理:

亚硫酸钠(Na₂SO₃):最常用的还原剂,与余氯反应如下:

Cl₂ + Na₂SO₃ + H₂O → 2HCl + Na₂SO₄(游离氯被还原为氯离子)

反应快速且彻底,投加量需按 “1mg 余氯对应 1.5~2mg 亚硫酸钠” 计算(过量 10%~20% 以确保反应完全)。

亚硫酸氢钠(NaHSO₃):适用 pH 较低的原水(如 pH 5~7),反应原理与亚硫酸钠类似,但溶解度更高,投加更方便。

硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃):还原效果稳定,但反应速度较慢,通常用于低余氯场景(余氯<0.5mg/L)。

工艺特点:

反应高效:从投加、混合到反应完成仅需 30 秒~2 分钟,适合高余氯应急处理(如自来水余氯突然升高);

操作灵活:通过计量泵精准投加(可根据在线余氯仪信号自动调节投加量),无需停机更换耗材;

局限性:过量投加会导致水中总溶解固体(TDS)升高(生成硫酸钠等盐分),增加反渗透膜的脱盐负荷;且无法去除有机物,需与其他工艺配合。

适用场景:

原水余氯波动大(如工业废水回用,余氯不稳定);

活性炭过滤的前置或后置补充(如活性炭吸附接近饱和时,投加少量还原剂确保余氯达标)。

3. 其他辅助除氯工艺(特定场景使用)

紫外线(UV)除氯:通过波长 254nm 的紫外线照射,破坏余氯的化学结构(如将次氯酸分解为无害物质),但仅适用于极低余氯场景(余氯<0.3mg/L),且能耗较高,实际中很少作为核心工艺,多作为辅助手段。

离子交换树脂(专用除氯树脂):树脂通过吸附或还原作用去除余氯,适合小流量场景(如实验室纯水设备),但吸附容量有限,需频繁再生(用亚硫酸钠溶液),成本较高。

二、除余氯工艺的组合逻辑(确保万无一失)

实际预处理中,余氯去除通常采用 “多重保障” 策略,避免单一工艺失效导致膜损伤,常见组合如下:

活性炭过滤 + 还原剂投加(主流组合):

活性炭作为主要除氯手段(去除 80%~90% 余氯),同时吸附有机物;

后续投加少量还原剂(如亚硫酸钠),去除活性炭未完全吸附的残留余氯(确保最终余氯<0.05mg/L),适合对水质稳定性要求高的场景(如电子、制药行业)。

单独活性炭过滤(简单场景):

若原水为自来水(余氯稳定在 0.5~1mg/L),且活性炭定期更换,可单独使用活性炭过滤,满足余氯要求(成本低、操作简单),适合普通工业纯水制备(如电力锅炉补给水)。

单独还原剂投加(应急或高余氯场景):

原水余氯极高(如>5mg/L,如含氯工业废水),先通过还原剂快速降低余氯至 0.5mg/L 以下,再进入后续工艺;

临时应急(如活性炭突然失效,短时间内用还原剂维持余氯达标)。

产品推荐

product recommendation
手动工业软化水设备

手动工业软化水设备

手动工业软水器,配置手动多路阀,无自动电控系统,依靠人工切换阀门完成制水、反洗、吸盐、冲洗工序。结构简单,造价低,适合用水量小、间断生产、现场有运维人员的小型工厂,如小型压铸、涂料、小型换热站。

循环冷却水专用工业软水器

循环冷却水专用工业软水器

循环冷却水软水器,专为中央空调、工业冷却塔、闭式循环冷却系统补水设计。软化后的水作为循环水补水,降低循环水体总硬度,减少冷却塔、换热器、冷却管道内壁碳酸钙、碳酸镁水垢,提升换热效率,减少化学阻垢药剂投

水力驱动无电源防爆工业软水器

水力驱动无电源防爆工业软水器

水力驱动软水器,依靠水压驱动多路阀动作,无需外接电源,无电气元件,适用于石油、化工、油气车间等防爆危险区域。采用双罐一用一备结构,全程水力自动切换,完成制水、再生循环,杜绝电气火花隐患。

PLC 多阀多罐大型工业软化系统

PLC 多阀多罐大型工业软化系统

多阀多罐大型软化系统,多台树脂罐并联组合,PLC 可编程集中控制柜,单罐独立多路阀控制。可实现单罐独立再生,其余罐体持续供水,满足大型化工、热电、造纸厂区大流量集中软水需求。系统具备水质在线监测、流量

食品医药级不锈钢工业软水器

食品医药级不锈钢工业软水器

食品医药级软水器,罐体、管路、布水件全部采用 SUS304/SUS316 不锈钢材质,无玻璃钢析出风险,树脂选用食品级阳离子交换树脂。产出软化水用于食品配料清洗、制药工艺用水前期预处理、CIP 清洗用

井下原水预处理工业软水器

井下原水预处理工业软水器

井下原水软水器集成前置过滤单元 + 软化主机,专门处理地下水、深井水。地下原水通常硬度高、含有泥沙悬浮物,前置多介质过滤器拦截泥沙胶体,保护软化树脂不被污染板结;后端钠离子交换单元去除钙镁离子。适用于

双罐交替连续供水,24h 不间断产出工业软化水

双罐交替连续供水,24h 不间断产出工业软化水

双罐一用一备软水系统,配置两套树脂罐体 + 共用盐箱与智能控制器,一罐体工作产水,另一罐体待机或再生。再生过程不会中断软水输出,适配 24 小时连续生产工况,广泛用于连续运行锅炉、化工生产线、反渗透前

撬装一体化工业软水装置

撬装一体化工业软水装置

撬装式软水器,将树脂罐、控制阀、盐箱、管道阀门、压力表、流量计、控制柜整体集成在钢制底座撬架上,工厂内完成管路组装、试压调试。省去现场大量管路焊接施工,适合工地临时用水、新建工厂项目、移动水处理站,方