反渗透阻垢剂的功能种类和作用.doc

反渗透阻垢剂的功能种类和作用反渗透阻垢剂是专门用于反渗透（RO）系统及纳滤（NF）和超滤（UF）系统的阻垢剂，可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用。 特点 在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢 不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物 能有效地抑制硅的聚合与沉积，浓水侧SiO2浓度可达290 ppm 可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜和超滤膜 极佳的溶解性及稳定性 给水PH值在5-10范围内均有效 作用 在说反渗透阻垢剂的作用前，先简述一下反渗透系统：反渗透系统是将原水经过精细过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等,再通过泵加压,利用孔径为1/10000m(相当于大肠杆菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反渗透膜(RO膜),使较高浓度的水变为低浓度水,同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准,产出至清至纯的水,是人体及时补充优质水份的最佳选择.由于RO反渗透技术生产的水纯净度是目前人类掌握的一切制水技术中最高的,洁净度几乎达到100%。 反渗透膜是反渗透系统的关键设备，系统长时间连续运行时，水中钙镁等离子会不断析出并在反渗透膜表面附着，形成结垢堵塞膜孔，这样会影响反渗透系统的出水效率，损坏反渗透膜。由于反渗透膜比较昂贵，所以在系统运行中，要增加一段加药系统，在水中投加反渗透阻垢剂，延缓钙镁离子的析出和膜面结垢。 反渗透阻垢剂的基本作用： 络和增溶作用:反渗透阻垢剂溶于水后发生电离,生成带负电性的分子链,它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物,从而使无机盐溶解度增加,起到阻垢作用。 晶格畸变作用：由反渗透阻垢剂分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上,占据了一定位置,阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长,减慢了晶体的增长速率,从而减少了盐垢的形成; 静电斥力作用：反渗透阻垢剂溶于水后吸附在无机盐的微晶上,使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态,从而防止或减少垢物的形成。 反渗透阻垢剂功能种类和应用：反渗透阻垢剂是用于反渗透和纳滤系统性能改善的 阻垢剂和分散剂是一系列用于阻止结晶矿物盐的沉淀和结垢形成的化学药剂。 1.阻垢剂的功能 a、抑制析出功能在有阻垢剂的系统中易结构成分的阴阳离子和阴离子开始析出时的离子积值比没有阻垢剂时的临界析出离子积值大得多。 b、分散功能在有阻垢剂时因为析出的颗粒的粒经小难于凝聚比没有阻垢剂时析出的颗粒难沉降。 c、晶格变形效应在有阻垢剂的系统中析出的晶体有球形、多面体、雪花状等不定形的状态一般认为不定型晶体是在晶体生长过程中阻垢剂吸附在晶体生长点上使其表面的生长速度急剧下降生长与晶体原来形状不同的晶体。 d、低限效应阻垢剂的投加量相当于水中结垢成分低得多也能显示出阻垢效果。 2. 阻垢剂的种类 常见的阻垢剂有聚磷酸盐、有机磷酸盐、聚羧酸。此类阻垢剂有六偏磷酸钠SHMP和三聚磷酸钠。聚磷酸盐阻垢剂在酸性系中和高温水系中容易水解变为正磷酸形成Ca3PO42的二次结垢。另一方面聚磷酸盐是微生物的营养源能促进菌藻的滋生加快膜污染。此类药剂对阻CaSO4垢无效。因此这类阻垢剂应用已很少正逐步被其他阻垢剂所代替。 a、有机磷酸盐 有机磷酸盐主要是通过减缓晶体生长和晶格畸变这两种作用进行阻垢的这两种作用的同时存在使得这类药剂也有阈值效应。有机磷酸盐同其他阻垢剂复配还有良好的协同效应。在反渗透系统中常用的有机磷酸盐阻垢剂有ATMP、HEDP、PBTCA等。含磷的有机化合物 含磷的有机化合物之中具有明显阻垢作用的是具有磷酸基的有机化合物简称膦酸盐典型的阻垢剂有ATMP、HEDP、PBTCA等膦酸盐类的药剂在钙离子多的水系中也易形成难容性的钙盐完全失去阻垢效果。 含磷的阻垢剂由于生物等作用而发生水解最终变成磷酸根离子除引起磷酸钙结垢外还往往成为富营养化水质污染的一个原因。 、低分子量羧酸盐 近年来已广泛应用了不含磷、没有环境污染具有羧基的聚合物阻垢剂典型的构成此类聚合物的单体有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来算、富马酸、2-亚甲基丁二酸等一般来说具有羧基的低分子有机物都具有阻垢效果。 上述的有机物类阻垢剂根据处理的垢物类别及水质不同需要用各种不同结构的阻垢 剂。此外即使水质变动大为得到稳定阻垢效果可同时采用不同结构药剂的处理方法。 使用缩合磷酸盐和有机膦酸盐类的阻垢剂若投加量不足由于水质变化水垢成分超过临界浓度时则有水垢附着。羧酸类阻垢剂因为有抑制析出的作用同时对已析出的颗粒有很强的分散效果。所以可以作为适用范围广的阻垢剂使用。 若把缩合磷酸盐和有机膦酸盐阻垢剂与低分子聚合物类阻垢剂合用即可以防止磷酸钙的二次结垢业可抑制由于水质变化而超过临界浓度时析出的附着颗粒。 3. RO阻垢剂的应用 a、采用聚丙烯酸类阻垢剂时要特别小心在铁含量较高时可能会引起膜污染这种污染会增加膜的操作压力有效清除这类污染要进行酸洗。 b、如果在预处理中使用了阳离子混凝剂或助滤剂在使用阴离子性阻垢剂时要特别注意。会产生一种粘稠的粘性污染物污染会造成操作压力增加而且这种污染物清洗非常困难。 c、阻垢剂阻碍了RO进水和浓水中盐结晶的生长因而可以容许难溶盐在浓水中超过饱和溶解度。阻垢剂的使用可代替加酸也可以配合加酸使用。有许多因素会影响矿物质结垢的形成。温度降低会减少结垢矿物质的溶解度碳酸钙除外与大多数物质相反它的溶解度随温度升高而降低TDS的升高会增加难溶盐的溶解度这是因为高离子强度干扰了晶种的形成。 d、理想的添加量和结垢物质及污染物最大饱和度最好通过药剂供应商提供的专用软件包来确定。过量添加阻垢剂/分散剂会导致在膜面上形成沉积造成新的污染问题。在设备停机时一定要将阻垢剂及分散剂彻底冲洗出来否则会留在膜上产生污染问题。在用RO进水进行低压冲洗时要停止向系统注入阻垢剂及分散剂。 e、阻垢剂/分散剂注入系统的设计应该保证反渗透元件之前能够充分混合静态搅拌器是一个非常有效的混合方法。大多数系统的注入点设在RO进水保安过滤器之前通过在过滤器中的缓冲时间及RO进水泵的搅拌作用促进混合。如果系统采用加酸调节pH推荐加酸点要在上游足够远的地方在到达阻垢剂/分散剂注入点之前已经完全混合均匀。 f、注入阻垢剂/分散剂的加药泵要调到最高注射率建议的注射率是最少5秒钟一次 。阻垢剂/分散剂的典型添加量为2-5ppm。为了让加药泵以最高频率工作需要对药剂进行稀释。阻垢剂/分散剂商品有浓缩液也有固体粉末。稀释了的阻垢剂/分散剂在储槽中会被生物污染污染的程度取决于室温和稀释的倍数。推荐稀释液的保留时间在7-10天左右。正常情况下未经稀释的阻垢剂/分散剂不会受到生物污染。选择阻垢剂/分散剂的另外一个主要问题是要保证与反渗透膜完全兼容。不兼容药剂会造成膜的不可逆损坏。