反渗透专用阻垢剂性能的动态评价方法_薛珂

2006年第25卷第8期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·907·化工进展反渗透专用阻垢剂性能的动态评价方法薛珂，杨庆峰（上海交通大学环境科学与工程学院，上海200240）摘要：综述了近年来反渗透专用阻垢剂的动态评价方法，包括给水一次通过法、全循环法、部分循环法、间歇循环法。从运行过程中溶液浓度的变化、化学药品的消耗量、模拟停留时间、结垢的种类等几方面对这4种评价方法进行了分析和比较，总结了各种方法的优缺点和适用范围，为人们选择和开发合适的阻垢剂评价方法提供了可靠的依据。关键词：阻垢剂；动态评价；反渗透中图分类号：TQ085+.4文献标识码：A文章编号：1000–6613（2006）08–0907–06Dynamicevaluationmethodsforanti-scalantsinreverseosmosissystemsXUEKe，YANGQingfeng(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Thedynamicevaluationmethodsforanti-scalantsusedinreverseosmosissystemsarereviewed.Thesemethodsincludeonce-throughmethod,fullrecyclemethod,partialrecyclemethodandintermittentrecyclemethod.Furthermore,thecharacteristicsoftheabovefourmethodsareanalyzedandcomparedinrespectofthechangeinsolutionconcentration,waterandchemicalsconsumption,chemicalsresidencetime,scaletypes,scalingrate,andcontrolmodel.Keywords：anti-scalants；dynamicevaluation；reverseosmosis近年来，反渗透脱盐广泛地应用在苦咸水和海水淡化、电子工业高纯水、饮料用水等领域。由于它具有能耗低、运行操作简便、系统占地面积小、运行费用经济等突出优点，将成为21世纪脱盐领域的主导高新技术之一。然而，反渗透膜的污染始终是制约该技术发展的瓶颈之一[1－3]。其中反渗透膜的难溶无机盐结垢（碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅等）同其他污染相比具有更大的危害性[4]。因为它不仅可以导致产水量的下降，而且因其结垢晶体具有尖锐的棱角，极易划伤膜表面，严重影响膜的使用寿命。为了有效消除或减轻各种膜结垢的污染，通常向反渗透系统中添加阻垢剂。目前广泛使用的评定阻垢剂性能的方法很多，如用扫描电子显微镜[5－7]、原子力显微镜、X衍射法[6－7]、粒径分布仪法等，但这些方法大多需借助专门的仪器，很难在广大用户和现场评定中推广。其他方法如静态阻垢法、鼓泡法、极限碳酸盐硬度法、pH移位法和电导法等[8]又难以描述反渗透的复杂水力条件，故难以准确评价反渗透专用阻垢剂的效果和性能，而动态模拟法则可以较可靠地评价出反渗透阻垢剂的性能。1反渗透系统专用阻垢剂的动态评价方法反渗透阻垢剂性能评价的主要目的是研究反渗透阻垢剂的阻垢效果以及阻垢机理，为开发新的高效阻垢剂和阻垢方法提供理论基础[9—13]。通过对阻垢剂动态评价方法的深入研究，不仅从机理上研究反渗透系统的结垢问题，而且对反渗透的安全运行、减少结垢从而降低运行成本提供依据。虽然反渗透阻垢剂生产商对阻垢剂的性能进行了测试并提供阻垢剂用量推荐值，但是并没有统一客观的标准，常常需要在反渗透水处理厂的收稿日期2006–02–08；修改稿日期2006–04–03。基金项目国家自然科学基金项目（No.20306015）。第一作者简介薛珂（1981—），女，硕士研究生。联系人杨庆峰。电话021–54748942；E–mailyangqf@sjtu.edu.cn。DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2006.08.013化工进展2006年第25卷·908·长期运行中监测和积累阻垢剂性能和用量经验。虽然这与反渗透装置实际运行情况一致，并且对具体水质和特定膜装置极为有效，但是现场测试时间长和药剂消耗量相当大。因此本文作者描述了几种反渗透系统专用阻垢剂的实验室动态评价方法，以利于选取合适的方法对阻垢剂进行简单快速有效的评价和利用。1.1给水一次通过法这是最直接的一种评价反渗透阻垢剂的方法。在运行时进水一次通过膜元件，通过膜的分离作用而