用于反滲透和納濾系統(tǒng)的阻垢劑是一系列用于阻止結(jié)晶礦物鹽的沉淀和結(jié)垢形成的化學(xué)藥劑。大多數(shù)阻垢劑是一些專用有機合成聚合物(比如聚丙烯酸、羧酸、聚馬來酸、有機金屬磷酸鹽、聚膦酸鹽、膦酸鹽、陰離子聚合物等),這些聚合物的分子量在2000-10000道爾頓不等。反滲透系統(tǒng)阻垢劑技術(shù)由冷卻循環(huán)水和鍋爐用水化學(xué)演變而來。對為數(shù)眾多各式各樣的阻垢劑,在不同的應(yīng)用場合和所采用的有機化合物所取得的效果和效率差別很大。
采用聚丙烯酸類阻垢劑時要特別小心,在鐵含量較高時可能會引起膜污染,這種污染會增加膜的操作壓力,有效清除這類污染要進(jìn)行酸洗。
如果在預(yù)處理中使用了陽離子混凝劑或助濾劑,在使用陰離子性阻垢劑時要特別注意。會產(chǎn)生一種粘稠的粘性污染物,污染會造成操作壓力增加,而且這種污染物清洗非常困難。、
六偏磷酸鈉(SHMP)是早期在反滲透中使用的一種普通阻垢劑,但隨著專用阻垢劑的出現(xiàn),用量已經(jīng)大大減少了。SHMP的使用有一些限制。每2-3天要配制一次溶液,因為暴露在空氣中會水解,發(fā)生水解后不僅會降低阻垢效果,而且還會造成磷酸鈣結(jié)垢的可能性。使用SHMP可減少碳酸鈣結(jié)垢,LSI可達(dá)到+1.0。
阻垢劑阻礙了RO進(jìn)水和濃水中鹽結(jié)晶的生長,因而可以容許難溶鹽在濃水中超過飽和溶解度。阻垢劑的使用可代替加酸,也可以配合加酸使用。有許多因素會影響礦物質(zhì)結(jié)垢的形成。溫度降低會減小結(jié)垢礦物質(zhì)的溶解度(碳酸鈣除外,與大多數(shù)物質(zhì)相反,它的溶解度隨溫度升高而降低),TDS的升高會增加難溶鹽的溶解度(這是因為高離子強度干擾了晶種的形成)。
常見的結(jié)垢性無機鹽有:
◆ 碳酸鈣(CaCO3)
◆ 硫酸鈣(CaSO4)
◆ 硫酸鍶(SrSO4)
◆ 硫酸鋇(BaSO4)
不太常見的結(jié)垢性礦物質(zhì)有:
磷酸鈣(Ca3(PO4)2)
氟化鈣(CaF2)
分散劑是一系列合成聚合物用來阻止膜面上污染物的聚集和沉積。分散劑有時也叫抗污染劑,通常也有阻垢性能。對于不同的污染物,不同的分散劑的效率區(qū)別很大,所以要知道所對付的污染物是什么。
需要分散劑處理的污染物有:
● 礦物質(zhì)結(jié)垢
● 金屬氧化物和氫氧化物(鐵、錳和鋁)
● 聚合硅酸
● 膠體物質(zhì)(指那些無定型懸浮顆粒,可能含有土、鐵、鋁、硅、硫和有機物)
● 生物性污染物
硅酸的超飽和溶解度難以預(yù)測,在水中有鐵存在時,會形成硅酸鐵,硅酸的最大飽和濃度會大大降低。其他的因素還有溫度和pH值。預(yù)測金屬氧化物(如鐵、錳和鋁)也非常困難。金屬離子的可溶解形式容許較高飽和度,不溶性離子形式更像是顆?;蚰z體。
理想的添加量和結(jié)垢物質(zhì)及污染物最大飽和度最好通過藥劑供應(yīng)商提供的專用軟件包來確定。在反滲透設(shè)計軟件中采用的是較為保守的難溶鹽超飽和度估算。過量添加阻垢劑/分散劑會導(dǎo)致在膜面上形成沉積,造成新的污染問題。在設(shè)備停機時一定要將阻垢劑及分散劑徹底沖洗出來,否則會留在膜上產(chǎn)生污染問題。在用RO進(jìn)水進(jìn)行低壓沖洗時要停止向系統(tǒng)注入阻垢劑及分散劑。
阻垢劑/分散劑注入系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該保證在進(jìn)入反滲透元件之前能夠充分混合,靜態(tài)攪拌器是一個非常有效的混合方法。大多數(shù)系統(tǒng)的注入點設(shè)在RO進(jìn)水保安過濾器之前,通過在過濾器中的緩沖時間及RO進(jìn)水泵的攪拌作用來促進(jìn)混合。如果系統(tǒng)采用加酸調(diào)節(jié)pH,推薦加酸點要在上游足夠遠(yuǎn)的地方,在到達(dá)阻垢劑/分散劑注入點之前已經(jīng)完全混合均勻。
注入阻垢劑/分散劑的加藥泵要調(diào)到最高注射頻率,建議的注射頻率是最少5秒鐘一次。阻垢劑/分散劑的典型添加量為2-5ppm。為了讓加藥泵以最高頻率工作,需要對藥劑進(jìn)行稀釋。阻垢劑/分散劑商品有濃縮液,也有固體粉末。稀釋了的阻垢劑/分散劑在儲槽中會被生物污染,污染的程度取決于室溫和稀釋的倍數(shù)。推薦稀釋液的保留時間在7-10天左右。正常情況下,未經(jīng)稀釋的阻垢劑/分散劑不會受到生物污染。
下面的表給出一些藥劑廠商提供的加阻垢劑后,RO濃水中難溶鹽最大飽和度,以及設(shè)計軟件所采用的保守警戒值。這些數(shù)值基于濃水的情況,以正常未加藥時的飽和度為100%計算。海德能一直推薦用戶要向廠商確證其產(chǎn)品的實際效率。
選擇阻垢劑/分散劑的另外一個主要問題是要保證與反滲透膜完全兼容。不兼容藥劑會造成膜的不可逆損壞。供應(yīng)商會進(jìn)行藥劑的RO膜兼容性測試和效率測試。我們建議用戶向阻垢劑和分散劑廠商咨詢下列一些問題:
● 與相關(guān)RO膜的兼容性如何?
● 有沒有成功運行1000小時以上的最終用戶列表?
● 與反滲透進(jìn)水中的任何成分(比如鐵、重金屬、陽離子聚電解質(zhì)等)有沒有不可逆反應(yīng)?
● 推薦添加量和最大添加量是多少?
● 有沒有特殊的排放問題?
● 是否適于飲用水應(yīng)用(有必要時)?
● 該廠商還供應(yīng)與阻垢劑相容的混凝劑、殺菌劑和清洗劑等其他反滲透藥劑嗎?
● 該廠商是否提供膜解剖或元件清洗一類的現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)?
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