反渗透淡化除硼的现状和进展_吴水波

928环境与健康杂志2008年or月第25卷第10期EnviornHealth,Oetober2008,Vol25,No.10【综述】文章编号:1001一5914(2008)10一0928一03反渗透淡化除硼的现状和进展吴水波,潘献辉,初喜章摘要:该文综述了国内外反渗透淡化除硼工艺的原理和应用现状,总结了各种淡化除硼工艺的特点和适用范围,并对两个实际工程的运行情况进行了分析比较,最后展望了反渗透淡化除硼工艺的应用前景和研究方向。关键词:海水;淡化;反渗透中图分类号:R123.6文献标识码:AResearehAdvaneeofBoronRemovalinReverseOsmosisDesalinationWUShui一bo,PANXian一hui,〔万矛UXi一:hOll召.hTenIs碗uetofseawaetrDesailna如nandM比帅u甲osetUiliza如n,SO月,2勿可动300192,ChinaAbstarct:TheproeessmeehanismandeuerntaPPlieationstatusofboornermovalinervesreosmosis(RO)desalillationweerintrodueed.hTeehaareteirstieandPorperaPplieationarngeofeaeh、boornermovalporeesswassummairzed.Also,theurnningeonditionsofwtopraetiealdesalinationeaseswereanalyzedandeompared.Eventually,thefutureofapplieationandthereseacrhdireetionofboronremovalporeessinROdesalinationwereporsPeeted.Keywords:Seawater;Desalination;Reverseosmosis硼是机体生命活动必需的微量元素之一。摄人硼含量过高的饮用水可导致不育、胎儿畸形和发育不良等疾病lI,z〕。因此,新颁布的GB5749一2006《生活饮用水卫生标准》将硼的允许浓度值定为蕊.05m叭。虽然反渗透系统目前的除盐率已经达到9%以上,但其除硼效果并不理想。海水中硼的浓度通常为4一6m留L,其中,阿拉伯海湾的海水中硼浓度高达7m妙阴,由于常规海水反渗透(seawaterreverseosmosis,SWRO)的除硼率仅60%-80%.134],其产水中硼的浓度严重超标。同时,由于自然原因局部地区地下苦咸水中的硼浓度甚至高达3m以15L1,苦咸水淡化除硼也逐渐引起人们的重视。目前,国外在反渗透法淡化除硼工艺的研究和应用方面已经取得了很大的进展,笔者就淡化除硼工艺的应用现状进行了综述,并分析了淡化除硼工艺的发展趋势,以期为新型除硼工艺的研发提供参考。1.6一.20mgL/网,不能满足水质标准的要求,可能的改进方法是采用最新研制的高除硼海水反渗透膜。aTingcuihl刀的试验结果表明,当采用最新研制的低通量高除硼膜时,单级SWRO的除硼率可以达到95%,产水硼浓度能满足蕊.05m岁L的要求。然而,Bushc等3[]的研究表明,即使采用oTary公司的高除硼Ro,单级SWRO产水中硼的浓度仍高于.05m留L。考虑到进水水质和操作参数的波动,实际中该方法不能确保产水硼浓度持续满足水质标准的要求。S从RO海水产水浓盐水1单级SWRO工艺海水中的硼主要以硼酸(H3BO3)的形式存在,硼酸是一种极弱的酸(K=a5.sxlo一l0),其离子平衡方程式为:H3BO3+H刃#H++B(OH)飞在pH值较低的条件下,水中硼元素主要以(BO)H,的形式存在,反渗透膜对硼的截留率较低;只有在pH>9.3(硼元素主要以离子态的形式存在)时,才有较高的截留率。单级SWRO淡化工艺如图1所示。经单级SWRO处理得到的产水,其溶解性总固体(TDS)含量在200一60m叭之间,除硼含量超标外,其他水质指标可满足生活饮用水卫生标准的要求。为了达到除硼的目的,可以采用两级反渗透,但其产水TDS值过低,还必须对产水进行再矿化才适合饮用(市售纯水的TDS都很低),这显然会增加制水成本。因此,从经济性方面考虑,如果经单级SWRO处理的产水中硼的浓度能达到标准而不改变水中其他离子浓度,将是一种相对理想的选择。采用常规的海水淡化膜,该工艺产水中硼的实际浓度为图1单级SWRO淡化工艺流程图所以,单级SWRO目前还不能作为一种有效的淡化除硼工艺。但是,对于硼浓度超标的一些苦咸水而言,由于其中的硼浓度低于海水,可以考虑采用此工艺进行苦咸水反渗透(barckihswate:erverse。smosis,BWRO)淡化,目前这