反渗透阻垢剂阻垢性能评价_严备齐

反渗透阻垢剂阻垢性能评价严备齐1，王志斌2，靳紫阳1，苗军1（1.河南大河水处理有限公司，河南郑州450000；2.中孚实验股份有限公司旅一分公司，河南巩义451200）［摘要］在反渗透脱盐技术不断应用到工业化生产的过程中，由于水源的限制、工艺流程设计的缺陷及水处理化学添加剂的盲目选择，致使反渗透系统出现了各种各样的污染结垢问题，严重降低了反渗透设备的使用率及使用效果，其中由于使用不兼容的反渗透阻垢剂而造成的结垢情况越来越严重，筛选与水源兼容且阻垢效果好的阻垢剂成为使用者在选择阻垢剂过程中的一个难题。作者通过电导率快速评测法对几种不同品牌的阻垢剂进行试验，选择最经济、适合的阻垢剂和阻垢剂投加量。［关键词］反渗透；阻垢剂；阻垢性能；加药量［中图分类号］TQ085；P747.5［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）01-0090-03反渗透技术是目前水处理脱盐工艺中最成熟的物理脱盐技术之一。在设计及使用过程中被越来越多地应用到工业化生产中，不同用户的水源情况及用水要求等条件的差异化，形成了不同工艺流程的反渗透水处理系统，如果工艺设计不完善或者操作不当以及化学添加剂与水源不兼容等情况发生时，往往会导致反渗透系统出现产水量及产水品质的下降，严重时会导致反渗透系统中的主要元件———反渗透膜元件提前报废，因此对反渗透膜元件的保护在整个系统设计及运行过程中尤其重要。反渗透工艺属于物理脱盐技术，原理为利用自然条件下渗透的现象，给原水一定压力（大于渗透压），通过一种由高分子有机材质制成的具有选择性透过的半透膜，使水分子和原水中不溶性物质及大部分盐类分离，盐类及不溶性物质会随着淡水的透过而在进水/浓水通道中浓缩，随着浓缩倍数的增加，一些难溶盐类会趋于结垢，为了防止这种结垢发生，在反渗透的进水中往往添加一种阻垢分散剂，抑制垢类的生成。而如何选择与水源兼容且阻垢效果好的阻垢剂成为使用者在选择阻垢剂过程中的一个难题。笔者通过电导率快速评测法对几种不同品牌的阻垢剂进行试验，在一定硬度情况下，评价不同阻垢剂在同样剂量下的阻垢效果或者同类阻垢剂在不同加药量下的阻垢效果，本方法适用于中等硬度以下的水源。通过阻垢效果来筛选最经济、适合的阻垢剂和阻垢剂投加量。笔者评估的阻垢剂为：国产品牌A（MW系列，聚羧酸盐系列）；进口品牌B（标准液，聚丙烯酸盐系列）；进口品牌C（8倍浓缩液，无机磷系列）；进口品牌D（4倍浓缩液，无机磷系列）；进口品牌E（标准液，有机磷系列）。通过对上述5种品牌的反渗透阻垢剂进行试验分析，探讨了国内外不同品牌的阻垢剂阻垢性能的差异。1试验原理及方法1.1试验原理测定溶液的电导率可以间接地表示水中溶解盐类物质的多少，当溶液中有盐类沉淀析出时，溶液中可导电的离子减少，其电导率会急剧下降，由此下降点即可计算出碳酸钙的过饱和度。过饱和度越大，阻垢剂阻垢效果越好。1.2试验仪器及试剂数字式电导率仪，磁力加热搅拌器，温度计，烧杯，滴定管，恒温水浴。1mol/L氯化钙溶液，0.1mol/L碳酸钠溶液，0.1mol/L硫酸，阻垢剂A、B、C、D、E。1.3试验方法（1）把盛有198.4mL蒸馏水及1.0mL的1mol/L氯化钙溶液的烧杯密封，该水硬度为5mmol/L，烧杯中加0.6mL阻垢剂使其质量浓度为3mg/L，放入恒温水槽中，待温度稳定在25℃后，再用0.1mol/L的碳酸钠溶液滴定，每次滴加一定体积（0.1mL或0.5mL，电导率突变点附近每次滴加0.1mL），待读数稳定1min后读取电导率。在测定过程中用电磁搅拌器恒速搅拌被滴定的溶液。（2）以消耗的0.1mol/L碳酸钠溶液体积为横坐标，电导率为纵坐标作图。每次测定之前用0.1mol/L硫酸和蒸馏水冲洗电导率传感器，以去除在测定过第30卷第1期2010年1月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．30No．1Jan.，201090——工业水处理2010－01，30（1）程中可能残留的晶核以及所有微量的沉淀物，否则这些痕量沉淀会成为结晶核，使得溶液电导率突变点过早出现，导致试验数据不可靠。（3）空白试验不加阻垢剂，蒸馏水加199mL。1.4相关计算方法（1）过饱和度的计算。对于过饱和溶液存在以下关系：KSP（CaCO3）<［Ca2＋］［CO32－］（1）式中：［Ca2＋］———钙离子浓度，mol／L；［CO32－］———碳酸根离子浓度，mol/L；KSP（CaCO3）———在某一温度下碳酸钙的溶度积常数。自然环境下的水源中，物质的结晶受多种因素的影响，通常存在一个过饱和度，只有在超过待定的过饱和度时才会产生沉淀。CaCO3的过饱和度S可由式（2）计算：S=［Ca2＋］［CO32－］KSP（CaCO3）（2）根据试验数据和上述计算公式可得25℃下碳酸钙的过饱和