反滲透海水淡化系統供水發黃現象分析

摘 要：某船出海時，洗滌水供應一直存在“產水發黃”現象。經分析將原因定位于反滲透水質不穩引起管路腐蝕產生鐵銹所致。結合分析驗證結果，提出了相應的改進措施。

關鍵詞：水質穩定性 產水發黃 海水淡化系統

中圖分類號：TU991文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（b）-0105-01

某船海上供水時常出現“產水發黃”現象，嚴重時房間面盆放出的淡水類似“橙汁”。經過幾年的摸索，該難題至經未能徹底解決。“產水發黃”現象給廣大船員的海上生活帶來了諸多不便，對船舶管系也帶來了很大的腐蝕。因此，研究和解決“產水發黃”現象具有十分重要的現實意義。

1 故障排查

某船洗滌水保障主要由板式蒸餾造水機造水、反滲透海水淡化裝置造水以及碼頭淡水三部分組成。因此，我們首先聯想到“水發黃”與反滲透海水淡化系統有關，為了檢驗這一推測，我們進行了以下兩項檢查。

1.1 供水系統檢查

某航次期間，我們采取分時段、分水艙的供水模式來檢查房間面盆水質情況。檢查結果如表1所示。從表中我們可以看出，出航前幾天，水質情況良好，而一旦使用反滲透造水后，水質即開始變黃，一旦停用，水質逐漸恢復正常。

1.2 反滲透海水淡化裝置檢查

為檢查反滲透海水淡化裝置本體內部有無污染水質的情況，我們對多介質過濾器、精濾器、微濾器以及反滲透膜進行了全面細致的檢查，通過檢查并未發現異常，因此排除了反滲透本體導致水發黃的猜測。

通過以上兩項排查，我們可以肯定“產水發黃”與反滲透海水淡化系統有關。

2 機理分析

首先，我們利用PH試紙對反滲透海水淡化裝置造水進行了測試，從試紙反應來看，反滲透海水淡化裝置造水PH<7，為酸性水。

接著，我們將水樣送專業機構進行化驗分析，分析結果如表2所示。從表中我們可以發現某船反滲透海水淡化系統產水中鐵、鋅離子濃度超標，并且有黃色沉淀物質Fe2O3。

2.1 水質酸性分析

水質酸、堿性的判斷依據是水的實測pH值或水中碳酸鈣，碳酸鈣氫鈣和二氧化碳三者之間的化學平衡，化學平衡方程式如下所示：

Ca（HCO3）2CaCO3+CO2+H20

經查閱資料我們知道，海水在被處理前為堿性，而經反滲透膜處理后，由于98%以上的Na+、Mg2+等陽離子和OH-被脫去，剩余離子以H-和Cl-為主，水質將由堿性變為酸性，這與前面的化驗結果相吻合。

2.2 水質腐蝕性分析

由于某船反滲透海水淡化系統管路采用的都是鍍鋅管路，在酸性反滲透水的作用下，鍍鋅管路將發生以下幾種腐蝕反應。

2.2.1 電化學腐蝕

2H2O→2H++2OH-

Fe2++2OH-→Fe（OH）2

4Fe（OH）2+2H2O+O2→4Fe（OH）3

2Fe（OH）3→Fe2O3↓+3H2O

2.2.2 氧化腐蝕

由于水中碳酸的微酸性，將鐵氧化成碳酸亞鐵，然后碳酸亞鐵被水中的溶解氧氧化成氫氧化鐵，隨著反應的進行，最終形成了紅褐色的沉淀。

2.3 外界因素的干擾

水質穩定性主要與溫度、溶解氧、造水量變化的影響、管道流量的影響以及微生物的影響。結合某船的反滲透系統使用現狀，我們總結了兩類影響水質的外界因素。

2.3.1 溫度的影響

相關實驗表明，水溫每升高1℃，鋼鐵的腐蝕速度約增加30%，從而使水質表現更加不穩定。

2.3.2 溶解氧的影響

由于某船反滲透裝置只有出海期間才運行使用，其余時段都處于停機狀態，這就使反滲透管路中溶氧量較高，導致管路腐蝕加劇，微生物大量滋生水發黃埋下了隱患。

3 改進措施

由上述分析驗證結論我們可知，要想解決“產水發黃”現象必須從穩定造水水質以及破壞腐蝕條件兩大發面考慮。

3.1 提高造水水質穩定性

在反滲透膜后面加裝造水預處理裝置，利用一定量泵不間斷向反滲透水中添加碳酸鈉，保證反滲透出水的低濁度、低鈣、鎂離子含量、偏弱堿性等。

3.2 更換管路管材

由于鍍鋅管耐腐蝕性較差，因此，我們建議將反滲透造水管路管材更換成銅管（特別是裝置出口至造水艙之間的管路），使用具有防腐襯里或耐腐蝕性強的管材，采用船用PE管代替部分腐蝕嚴重的鍍鋅管路。

4 結語

本文針對反滲透海水淡化系統“產水發黃”這一現象進行了初步研究，分析研究了這一現象的化學機理。通過分析得出了“產水發黃”現象的原因，并提出了改進措施。

參考文獻

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