反滲透阻垢劑阻垢性能評(píng)價(jià)

1、反滲透阻垢劑阻垢性能評(píng)價(jià)1前言在反滲透脫鹽技術(shù)不斷應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)的過(guò)程中，由于水源的限制、工藝流程設(shè)計(jì)的缺陷及水處理 化學(xué)添加劑的盲目選擇，致使反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)了各種各樣的污染結(jié)垢問(wèn)題，嚴(yán)重降低了反滲透設(shè)備的使用 率及使用效果.其中由于使用不兼容的反滲透阻垢劑而造成的結(jié)垢情況越來(lái)越嚴(yán)重，篩選與水源兼容且阻 垢效果好的阻垢劑成為使用者在選擇阻垢劑過(guò)程中的一個(gè)難題。作者通過(guò)電導(dǎo)率快速評(píng)測(cè)法對(duì)幾種不同品 牌的阻垢劑進(jìn)行試驗(yàn)，選擇最經(jīng)濟(jì)、適合的阻垢劑和阻垢劑投加量。反滲透技術(shù)是目前水處理脫鹽工藝中最成熟的物理脫鹽技術(shù)之一。在設(shè)計(jì)及使用過(guò)程中被越來(lái)越多地 應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中，不同用戶(hù)的水源情況及用水要求

2、等條件的差異化，形成了不同工藝流程的反滲透水 處理系統(tǒng)，如果工藝設(shè)計(jì)不完善或者操作不當(dāng)以及化學(xué)添加劑與水源不兼容等情況發(fā)生時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致反 滲透系統(tǒng)出現(xiàn)產(chǎn)水量及產(chǎn)水品質(zhì)的下降.嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致反滲透系統(tǒng)中的主要元件一一反滲透膜元件提前報(bào) 廢，因此對(duì)反滲透膜元件的保護(hù)在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行過(guò)程中尤其重要。反滲透工藝屬于物理脫鹽技術(shù)， 原理為利用自然條件下滲透的現(xiàn)象，給原水一定壓力（大于滲透壓），通過(guò)一種由高分子有機(jī)材質(zhì)制成的具 有選擇性透過(guò)的半透膜，使水分子和原水中不溶性物質(zhì)及大部分鹽類(lèi)分離，鹽類(lèi)及不溶性物質(zhì)會(huì)隨著淡水 的透過(guò)而在進(jìn)水/濃水通道中濃縮，隨著濃縮倍數(shù)的增加，一些難溶鹽類(lèi)會(huì)趨于結(jié)垢，為了防

3、止這種結(jié)垢 發(fā)生，在反滲透的進(jìn)水中往往添加一種阻垢分散劑，抑制垢類(lèi)的生成。而如何選擇與水源兼容且阻垢效果 好的阻垢劑成為使用者在選擇阻垢劑過(guò)程中的一個(gè)難題。通過(guò)電導(dǎo)率快速評(píng)測(cè)法對(duì)幾種不同品牌的阻垢劑 進(jìn)行試驗(yàn)，在一定硬度情況下，評(píng)價(jià)不同阻垢劑在同樣劑量下的阻垢效果或者同類(lèi)阻垢劑在不同加藥量下 的阻垢效果，本方法適用于中等硬度以下的水源。通過(guò)阻垢效果來(lái)篩選最經(jīng)濟(jì)、適合的阻垢劑和阻垢劑投 加量。評(píng)估的阻垢劑為：國(guó)產(chǎn)品牌A（MW系列，聚羧酸鹽系列）；進(jìn)口品牌B（標(biāo)準(zhǔn)液，聚丙烯酸鹽系列）； 進(jìn)口品牌C（8倍濃縮液，無(wú)機(jī)磷系列）；進(jìn)口品牌D（4倍濃縮液，無(wú)機(jī)磷系列）；進(jìn)口品牌E （標(biāo)準(zhǔn)液，有機(jī) 磷系列）

4、。通過(guò)對(duì)上述5種品牌的反滲透阻垢劑進(jìn)行試驗(yàn)分析，探討了國(guó)內(nèi)外不同品牌的阻垢劑阻垢性能的 差異。2試驗(yàn)原理及方法1試驗(yàn)原理測(cè)定溶液的電導(dǎo)率可以間接地表示水中溶解鹽類(lèi)物質(zhì)的多少，當(dāng)溶液中有鹽類(lèi)沉淀析出時(shí)，溶液中可 導(dǎo)電的離子減少，其電導(dǎo)率會(huì)急劇下降，由此下降點(diǎn)即可計(jì)算出碳酸鈣的過(guò)飽和度。過(guò)飽和度越大，阻垢 劑阻垢效果越好。2試驗(yàn)儀器及試劑數(shù)字式電導(dǎo)率儀，磁力加熱攪拌器，溫度計(jì)，燒杯，滴定管，恒溫水浴。1 mol/L氯化鈣溶液，0. 1mol / L碳酸鈉溶液，0. 1mol / L硫酸，阻垢劑A、B、C、D、E。2. 3試驗(yàn)方法把盛有198. 4mL蒸餾水及1. 0mL的1 mol/L氯化鈣溶液的

5、燒杯密封，該水硬度為5 mmol/L, 燒杯中加0.6 mL阻垢劑使其質(zhì)量濃度為3mg/L,放人恒溫水槽中，待溫度穩(wěn)定在25C后，再用0.1mol /L的碳酸鈉溶液滴定，每次滴加一定體積(0.1mL或0.5mL,電導(dǎo)率突變點(diǎn)附近每次滴加0.1mL),待讀 數(shù)穩(wěn)定1min后讀取電導(dǎo)率。在測(cè)定過(guò)程中用電磁攪拌器恒速攪拌被滴定的溶液。以消耗的0.1mol/L碳酸鈉溶液體積為橫坐標(biāo)，電導(dǎo)率為縱坐標(biāo)作圖。每次測(cè)定之前用0.1mo1 /L硫酸和蒸餾水沖洗電導(dǎo)率傳感器，以去除在測(cè)定過(guò)程中可能殘留的晶核以及所有微量的沉淀物，否則 這些痕量沉淀會(huì)成為結(jié)晶核，使得溶液電導(dǎo)率突變點(diǎn)過(guò)早出現(xiàn)，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)不可靠?？瞻?/p>

6、試驗(yàn)不加阻垢劑，蒸餾水加199 mL。4相關(guān)計(jì)算方法相對(duì)過(guò)飽和度的計(jì)算。為了比較不同阻垢劑的阻垢效果，定義有某種阻垢劑存在時(shí)碳酸鈣的過(guò)飽和度SP和相同條件下無(wú)阻垢 劑時(shí)碳酸鈣的過(guò)飽和度S0的比值為相對(duì)過(guò)飽和度Sr。Sr=SP/ S03試驗(yàn)結(jié)果及討論1電導(dǎo)率法快速評(píng)定阻垢劑阻垢性能試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出現(xiàn)沉淀時(shí)的過(guò)飽和度，比較不同阻垢劑和同種阻垢劑不同加藥量下的阻垢效 果。2電導(dǎo)率法快速評(píng)定阻垢性能試驗(yàn)的討論不同品牌的阻垢劑在相同的試驗(yàn)條件：阻垢劑A在原水硬度為5 mmol / L、加藥量為3 mg/L時(shí)，阻垢效果為其他品牌的1. 382.4倍。由圖l中碳酸鈉與電導(dǎo)率關(guān)系曲線的變化趨勢(shì)可以看

7、出，在碳酸鈣晶體析出時(shí)，所消耗的碳酸鈉的 體積以國(guó)產(chǎn)品牌A的最大，為4. 9 mL，說(shuō)明在相同的試驗(yàn)水硬度及相同的加藥量情況下。阻垢劑A的阻 垢效果最好，其他依次為B(碳酸鈉消耗量為3.5mL)、C(碳酸鈉消耗量為3. 0mL)、D(碳酸鈉消耗量為2.5 mL)、E(碳酸鈉消耗量為2. 0 mL)。聚羧酸鹽系列阻垢劑A的阻垢效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無(wú)機(jī)磷、有機(jī)磷及聚丙烯酸系列阻垢劑，而且這些阻垢 劑在使用過(guò)程中由于阻垢效果差，會(huì)加速反滲透系統(tǒng)的濃差極化現(xiàn)象，最終形成系統(tǒng)結(jié)垢，導(dǎo)致反滲透膜 元件的性能衰減，增加水處理設(shè)備的運(yùn)行成本；如用戶(hù)選擇阻垢效果差的藥劑，為達(dá)到相同阻垢分散的作 用，藥劑投加量就會(huì)增大，

8、導(dǎo)致用戶(hù)的噸水成本增加。同一種阻垢劑(A)在相同的試驗(yàn)條件(硬度、溫度、攪拌速度)、不同的加藥量下:阻垢劑A在不同加藥量條件下的相對(duì)過(guò)飽和度不同，隨著加藥量的增加，相對(duì)過(guò)飽和度增加，加藥 量增加到一定值時(shí)相對(duì)過(guò)飽和度出現(xiàn)下降趨勢(shì)；A在試驗(yàn)水硬度為5 mmol/L.加藥量為0.19. 0 mg/ L的情況下，相對(duì)過(guò)飽和度(阻垢效率)處于增加狀態(tài)，在加藥量達(dá)到9. 0 mg/L時(shí)，相對(duì)過(guò)飽和度達(dá)到最 大值，也就是說(shuō)阻垢劑A在試驗(yàn)水硬度為5mmol/L，加藥量為9.0 mg/L的情況下會(huì)起到最大的阻垢分 散作用，超過(guò)9. 0 mg/L時(shí)，阻垢效果反而降低。在反滲透阻垢劑使用過(guò)程中，要科學(xué)地選擇阻垢性能好、適用范圍廣以及綠色環(huán)保的阻垢劑，加藥 量的確定應(yīng)根據(jù)不同水源的情況及阻垢劑生產(chǎn)廠家開(kāi)發(fā)的阻垢劑加藥量計(jì)算軟件計(jì)算確定，并結(jié)合反滲透 設(shè)計(jì)要求來(lái)最終確定經(jīng)濟(jì)合理的加藥量。4結(jié)論通過(guò)上述試驗(yàn)表明，國(guó)產(chǎn)品牌的聚羧酸系列的阻垢劑A從阻垢效果上巳遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)口品牌的阻垢劑 (無(wú)機(jī)磷、有機(jī)磷、聚丙烯酸)，A的阻垢效率為其他品牌的1. 382.4倍。反滲透阻垢劑的加藥量應(yīng)根據(jù)水源情況和阻垢