钙离子螯合剂重庆反渗透膜阻垢剂

反渗透阻垢剂的功能

1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。
2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。
3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。
4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。
RO阻垢剂的应用
在实际使用中的投加量的控制也要做到准确，药剂并不是投入量越大效果就越好的，往往大的投加量反而会造成膜原件的污堵。一款质量稳定、性能可靠且认证、后续服务到位的阻垢剂产品在用户使用过程中能够为客户带来意想不到的收益。

反渗透阻垢剂的基本作用

1、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。
2、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;
3、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。
4、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
5、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。




反渗透阻垢剂的功能
1、.不需再另外加酸，能有效避免酸性物质对设备等造成腐蚀。
2、螯合功效稳定，能防止铁、锰等金属离子在膜管上形成污垢。
3、适用于各种膜管材料。
4、加药量少，节省加药成本，能够获得经济的阻垢控制。
5、阻垢能力强，适用于各种水质，效果良好，能够减少对膜的清洗，延长膜使用寿命。
6、该药剂的功效机稳定性远远优于六偏磷酸钠或纯聚合物型的阻垢剂。

二、反渗透膜的材质是什么？
常见的反渗透膜材料有两大类。1、醋酸纤维素膜元件 一般用纤维素经酯化生成三醋酸纤维，再经二次水解成混合一、二、三醋酸纤维。影响膜的脱盐率与产水量重要的因素是乙酰含量高则脱盐率高，但产水量少。
醋酸纤维素膜本质上的弱点是，随时间的推移，酯基官能团将水解，同时脱盐率逐渐下降而流量增加，随着水解作用的加强，膜更易受到微生物侵袭，同时膜本身也将失去它的功能和完整性。2、复合膜元件复合膜的主要支持结构是经砑光机砑光后的聚酯无纺织物，其表面无松散纤维并且坚硬光滑，由于聚酯无纺织物非常不规则并且太疏松，不适合作为盐屏障层的底层，因而将微孔工程塑料聚砜浇注在非纺织物表面上，聚砜层表面的孔控制在大约15nm，屏障层采用高交联度的芳香聚酰胺，厚度大约在0.2um。高交联度芳香聚酰胺由苯三酰氯和苯二胺聚合而成。
复合膜与醋酸纤维素膜相比有以下优点：（1）化学稳定性好。醋酸纤维素膜不可避免地会发生水解，醋酸纤维素膜连续运行允许的pH值范围为4～6，清洗时允许是pH值范围为3～7，pH值为5.7时水解速度慢，这就导致预处理时加酸来量大，清洗时可选用的药品范围窄，不易获得满意的清洗效果，复合膜连续运行允许的pH值范围一般为2～11，清洗时允许的pH值范围一般为1～12。（2）生物稳定性好。复合膜不易受微生物侵袭，而醋酸纤维素膜易受微生物侵袭。（3）复合膜的传输性能好，即Kw大而Ks小。（4）复合膜在运行中不会被压紧，因此产水量不随使用时间而改变，而醋酸纤维素膜在运行中会被压紧，因而产水量不断下降。（5）复合膜的脱盐率基本不随使用时间而改变，而醋酸纤维素膜由于不可避免的水解，脱盐率会不断下降。（6）复合膜由于Kw大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量与醋酸纤维素膜相比减少了一半以上。（7）醋酸纤维素膜的寿命一般仅3年，而复合膜有些已使用5年或者8年，性能仍完好如初。复合膜的缺点是抗氧化性较差。

反渗透膜的消毒杀菌方式a、氯化加氯、次氯酸钠或二氧化氯均可以，但应注意，对于聚酰胺膜给水脱氯，可采用活性炭吸附脱氯或加入亚硫酸钠或焦亚硫酸钠化学脱氯。b、异噻唑啉酮杀菌c、紫外线杀菌，常用于小型反渗透系统d、臭氧消毒灭菌五、膜的防垢技术措施按照结垢的顺序有：碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅络合物、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙。而铝、铁或锰的氢氧化物一般应在预处理时沉淀析出，因而不会在膜上结晶。1、钠离子软化采用钠离子交换树脂软化，可有效除去钙离子、锶离子、钡离子，可有效防止碳酸盐垢和硫酸盐垢，这种处理方法不改变水的pH值，适于中小型苦咸水反渗透处理。2、弱酸性阳离子交换树脂脱碱只能除去钙离子、锶离子、钡离子的碳酸氢盐（暂时硬度），因此只是部分软化，同时水的pH值降至4～5，适于含高碳酸盐的水。
应注意：此种方法处理后的水的pH值变化范围为3.5～6.5，pH值的变化使脱盐率难以控制，当pH小于4.2时，无机酸的透过量会增大，产品水TDS（总溶解固体物）变高。为避免产品水pH值过低，可在脱二氧化碳后加入氢氧化钠。

防止膜性能的损坏
新的反渗透膜元件通常浸润1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后贮存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情况下,贮存1年左右,也不会影响其寿命和性能。当塑料袋开口后,应尽快使用,以免因NaHSO3在空气中氧化,对元件产生不良影响，因此膜应尽量在使用前开封。
反渗透设备试机完后,采用过两种方法保护膜：设备试机运行两天(15～24h),然后采用2%的甲醛溶液保养;或运行2～6h后,用1%的NaHSO3的水溶液进行保养(应排尽设备管路中的空气,设备不漏,关闭所有的进出口阀)。两种方法均可得到满意的效果。种方法成本高些,在闲置时间长时使用,第二种方法在闲置时间较短时使用。反渗透设备的操作不当引起膜性能的损坏　　
反渗透设备中有残余气体在高压下运行,形成气锤会损坏膜　　常有两种情况发生:A、设备排空后,重新运行时,气体没有排尽就快速升压运行。应在2～4bar的压力下将余下的空气排尽后,再逐步升压运行。
B、在预处理设备与高压泵之间的接头密封不好或漏水时(尤其是微滤器及其后的管路漏水)当预处理供水不很足时,如微滤发生堵塞,在密封不好的地方由于真空会吸进部分空气。应清洗或更换微滤器,管路不漏。总之,应在流量计中没有气泡的情况下逐步升压运行,运行中发现气泡应逐渐降压检查原因。

反渗透技术的运行维护
2．1反渗透膜堵塞原因分析：反渗透膜在运行过程中易存在堵塞的问题，原因为细菌滋生、钙、镁离子结垢。针对细菌滋生问题，在超滤系统前端投加次氯酸钠药剂，在超滤系统中杀死细菌，并在出水中留用余氯，抑制细菌滋生，同时在反渗透进水中投加非氧化性杀菌剂以杀死细菌。但水中余氯会损害反渗透膜，在反渗透膜前端需要投加还原剂以消除余氯。针对钙、镁等离子结垢，在反渗透前端投加阻垢剂，阻垢剂和还原剂都从药剂厂家购买。在应用实例中阻垢剂投加浓度5×10一，还原剂浓度3×10_6，根据进水水质进行调节。

2．2化学清洗：在反渗透膜运行一段时间后，膜内会滋生细菌以及结垢，影响反渗透膜的产水量和脱盐率。所以定期需要对反渗透膜进行化学清洗，化学清洗包括碱洗和酸洗，碱洗的作用是去除反渗透中的细菌等有机污染，酸洗的作用是去除反渗透膜中的无机污染和金属氧化物。每次碱洗和酸洗的配药浓度约为2．5％，碱洗剂和酸洗剂均从药剂厂家购买。对于重度污染的膜需要碱液和酸液的反复清洗，将反渗透中污染物质去除。药剂在清洗过程中采用冲击加浸泡的循环方式，通过加药泵向反渗透中加药1 h后停止运行加药泵，关闭化学清洗的加药和出药阀门，将药剂留在反渗透膜内浸泡，浸泡2 h后，打开阀门，启动泵，循环冲击和浸泡。在碱洗过程中，因为杀死微生物会产生大量泡沫，应及时清理，避免造成泡沫飞溅。

2．3低压冲洗：在线低压冲洗是将浓水排水阀门、产水排水阀门及低压冲洗进水阀门同时打开，通过启动低压冲洗泵，使水流在反渗透膜管内产生紊流，冲洗膜表面的盐分和污染物，再通过排放水阀门排走。低压冲洗使用反渗透的产水作为冲洗水，避免产生二次污染。低压冲洗在系统中被设置为常规操作，在开机和停机的过程中进行1次，可设置成每d的例行操作，定期进行冲洗。低压冲洗的压力、流量和时间都对冲洗效果有影响。流量一般大于运行流量，应避免流量过大，使盐分拥堵在膜内。运行压力一般以产水为准，不需要施加过大压力。操作时间为5～10 min。

反渗透技术的应用效果

该应用实例中，反渗透装置为2套，以单套为例对水量和脱盐率进行分析。该反渗透系统使用东丽膜型号为TML20—400，单套为168支膜，分为2段。反渗透进出水水质和产量见表

由表1可见，(1)该处理厂在预处理段没有脱盐装置，故反渗透进水的电导率在1 000斗s，cm以上，属盐分偏高的水。经过反渗透系统，出水电导率达到200us／cm以下，脱盐率约为90％。(2)该型号反渗透膜装置单套产水达到100 m3／h左右。(3)回收率控制在75％以下。根据数据分析，反渗透产水可替代工业水作为脱盐水装置的原水(工业水电导率为300～500us／cm)，达到节能减排的目标。

4反渗透技术的运行问题及解决办法

该套反渗透系统自建成起，在运行过程中遇到了6个问题，影响了装置的长周期运行。(1)上游装置来水电导率高、含油高。上游装置来水成分复杂，电导率高达5 000us／cm，含油高达40 mg／L。电导率高造成反渗透运行负荷超标，影响膜装置寿命。含油量高对反渗透膜造成污染，影响膜装置寿命。将高电导率和高油污水改排至其他污水装置，反渗透装置的运行。(2)反渗透膜压差高，化学清洗没有效果。反渗透膜在运行一段时间后，压差增大，经过化学清洗后，压差没有明显降低，产水量也明显减少。解决办法是对反渗透膜进行离线清洗，离线清洗后产水量、脱盐率都恢复正常。(3)铁管线中铁离子脱落。在水的运输过程中，经过多段碳钢管线，其中有部分管线的内衬破损导致碳钢管线中铁离子脱落，随水进入到反渗透膜中。解决办法是查找内衬破损的管道对内衬进行恢复，避免铁离子脱落。(4)结垢问题。反渗透末端已发生结垢，由于反渗透第2段和第l段末端的压力都较低，水流速低，盐分不易被冲刷掉，在末端逐渐积累，其中CaCO，的结垢速度较快，其他难溶盐的结构速度较慢，例如硅酸盐、硫酸盐。在预防结垢的措施中，主要以投加阻垢剂为主，在运行一定周期后进行化学清洗，以溶解垢质随删。

反渗透膜是实现反渗透的核心元件，是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5～10nm之间，透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好，而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团，因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。
1、反渗透膜应具有以下特征：
A、在高流速下应具有脱盐率；
B、具有较高机械强度和使用寿命；
C、能在较低操作压力下发挥功能；
D、能耐受化学或生化作用的影响；
E、受pH值、温度等因素影响较小；
F、制膜原料来源容易，加工简便，成本低廉。

三、反渗透膜元件选型
选择反渗透RO膜需要考虑的性能指标：脱盐率、产水量、回收率。
1、RO反渗透膜的脱盐率和透盐率
RO反渗透膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于反渗透RO膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透膜对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，对离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低，但也可超过了98%（反渗透膜使用时间越长，化学清洗次数越多，反渗透膜脱盐率越低）对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%，但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
　　反渗透膜的脱盐率和透盐率计算方法：
RO膜的盐透过率=RO膜产水浓度/进水浓度×
RO膜的脱盐率=（1–RO膜的产水含盐量/进水含盐量）×
RO膜的透盐率=–脱盐率
2、RO反渗透膜的产水量和渗透流率
RO膜的产水量——指反渗透系统的产水能力，即单位时间内透过RO膜的水量，通常用吨/小时或加仑/天来表示。
RO膜的渗透流率——也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率，通常用加仑每平方英尺每天（GFD）表示。过高的渗透流率将导致垂直于RO膜表面的水流速加快，加剧膜污染。
3、RO反渗透膜的回收率
RO膜的回收率——指反渗透膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据反渗透系统中预处理的进水水质及用水要求而定的。RO膜系统的回收率在设计时就已经确定。
A、RO膜的回收率=（RO膜的产水流量/进水流量）×
B、反渗透(纳滤)膜组件的回收率、盐透过率、脱盐率计算公式如下：
　　反渗透膜组件的回收率= RO膜组件产水量/进水量×
反渗透膜组件的盐分透过率=RO膜组件产水浓度/进水浓度×。