反渗透专用阻垢剂TJRO101的阻垢性能_张冰如

文章编号:1007-8924(2006)06-0065-06反渗透专用阻垢剂TJRO101的阻垢性能张冰如(同济大学环境科学与工程学院国家污染控制与资源化研究重点实验室,上海200092)摘要:反渗透专用阻垢剂的阻垢效果可通过反渗透的动态模拟实验来评价.反渗透装置以“周期性浓缩的全循环模式”运行,使浓水侧的饱和指数逐渐增大,碳酸钙和硫酸垢的结垢趋势逐渐增加,RO的总回收率也逐渐提高.碳酸钙和硫酸垢的沉积使得溶液的组成改变,并以此评价阻垢剂的阻垢效果.对新型反渗透专用阻垢剂TJRO101、传统反渗透阻垢剂SHMP及KingLee的PTP2000的动态模拟实验表明,TJRO101对CaCO3,CaSO4,BaSO4,SrSO4垢有极其优良的阻垢性能,是一种多功能的反渗透专用阻垢剂.关键词:TJRO101;反渗透;阻垢剂;阻垢;CaCO3;CaSO4;BaSO4;SrSO4中图分类号:TQ082.412文献标识码:A反渗透膜的污染可以由下列过程引起[1]:原水中的胶体颗粒在膜上沉积———胶体污染;难溶性无机盐在膜上沉积———结垢;微生物在膜上粘附及生长———生物污染;原水中的某些组分与膜表面成分本身发生物理或化学反应———化学污染;原水中的有机物吸附于膜表面———有机污染.在反渗透运行中所有这些过程都将导致膜通量和产水效率的降低,增加供水压力,最终引起膜严重损害,降低膜使用寿命;这些污染也将增加清洗次数,造成无计划的停工,增加操作成本.而结垢是反渗透污染的几个类型中最主要、最普遍的污染,因此防止膜的结垢也是反渗透成功应用的一个重要的方面.正确的阻垢预处理是保证反渗透系统成功运行的基础.目前控制反渗透系统水垢的主要预处理方法有3种[2-4]:加酸、加低剂量的酸+适量的阻垢剂、加阻垢剂.加酸可控制碳酸钙,但酸会导致设备腐蚀.酸+阻垢剂的方法降低了加酸量,减少了设备的腐蚀,因而被广泛采用,既能控制碳酸垢,又能控制硫酸垢.而单加阻垢剂的方法不加酸就可用于控制碳酸垢、硫酸垢.由于反渗透系统结垢种类的复杂性,可能同时含有CaCO3,CaSO4,BaSO4,SrSO4,反渗透专用阻垢剂要能同时且有效地控制这些垢,同时与反渗透膜要具有相容性,国内还没有进行反渗透专用阻垢剂的专门研究的科研机构和生产厂家,而国内90%以上的反渗透专用阻垢剂完全依靠国外进口,并且大都属于专利产品[5,6].国内市场基本由KingLee,Nacol,BeTZ和大湖化学品公司控制,这种形势使得国内反渗透专用阻垢剂的价格昂贵.高昂的阻垢剂价格一方面增加了反渗透装置的运行成本,另一方面国内大部分企业为了降低药剂成本,仍选择传统的酸+SHMP的方法,但酸会导致设备腐蚀,腐蚀物会堵塞膜,使脱盐率下降,而且酸的运输和贮存也不方便,操作时也会产生安全问题,另外需要增加苛性钠脱碳酸装置或脱CO2装置.SHMP是无机盐易分解为正磷酸盐,即可与Ca2+形成磷酸钙而成为致垢剂,又可作为细菌生长的营养源而产生生物污垢,这又增加了清洗次数,无形中降低了膜的使用寿命及运行成本.为了摆脱依赖国外市场的局面,走国产化道路,降低反渗透运行成本.我们从2001年开始研制反渗透专用阻垢剂和反渗透的清洗化学品,目前已经研收稿日期:2005-02-25;修改稿收到日期:2005-06-14作者简介:张冰如(1965-),女,河南郑州人,硕士,副教授,从事水化学研究及水处理药剂研制和应用.〈bingru@mail.tongji.edu.cn〉第26卷第6期膜科学与技术Vol.26No.62006年12月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYDec.2006DOI:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2006.06.014制出了多功能的反渗透专用阻垢剂TJRO101.对TJRO101的静态阻垢实验已表明,TJRO101能有效地阻止CaCO3,CaSO4,BaSO4,SrSO4垢的形成;对TJRO101与膜的相容性实验也表明,TJRO101型RO专用阻垢剂与膜具有相容性.在本文的研究中,利用反渗透实验装置对TJRO101在反渗透装置中的阻垢性能进行了动态模拟实验研究,实验证明TJRO101对反渗透系统中的CaCO3,CaSO4,BaSO4,SrSO4垢具有良好的阻垢性能.1实验部分1.1实验原水及所用试剂反渗透模拟实验的原水的配制以分析纯CaCl2,BaCl2,SrCl2,Na2SO4,NaCl,NaHCO3及蒸馏水配制,阻碳酸垢实验的配制水组成如表1所示,阻硫酸垢实验的配制水组成如表2所示,实验所用的阻垢剂规格如表3所示.表1阻碳酸垢实验配制水Table1PreparedfeedwatercompositionforinhibitingCaCO3testmg/L项目Ca2+N