為什么反滲透設(shè)備需配備阻垢劑？

文章作者：宏潔水務(wù)

結(jié)垢原因及種類

    反滲透膜法分離是一種精密的膜法液體分離技術(shù)，它能分離水溶液中多數(shù)溶解性鹽及分子量大于 100 的有機(jī)物，目前市場(chǎng)化工業(yè)反滲透復(fù)合膜的標(biāo)準(zhǔn)氯化鈉脫鹽率一般大于 99%。

不同類型的水源中溶解鹽類組成多樣，經(jīng)過(guò)反滲透系統(tǒng)脫鹽濃縮后，在濃水側(cè)的鹽類濃度成倍增長(zhǎng)，且同時(shí)存在濃差極化的因素，當(dāng)超過(guò)其溶解度極限時(shí)，它們就會(huì)在膜面上產(chǎn)生結(jié)垢，回收率越高、濃差極化因子越大，產(chǎn)生結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)性就越大。反滲透系統(tǒng)中，常見(jiàn)的難溶鹽包括 CaSO4、CaCO3、BaSO4、CaF2、硅酸鹽等。

反滲透發(fā)生結(jié)垢的原因通常包括以下幾點(diǎn)：

    （1）進(jìn)料水難溶鹽濃度超過(guò)溶度積，但沒(méi)有投加阻垢劑。

    （2）阻垢劑投加不適當(dāng)。

    （3）過(guò)高的回收率。

    （4）不適宜的操作參數(shù)，如：過(guò)高pH值控制硅垢而發(fā)生CaCO3沉淀。

結(jié)垢危害及防控措施

    反滲透系統(tǒng)發(fā)生結(jié)垢污染后，通常表現(xiàn)為產(chǎn)水量下降、脫鹽率下降、運(yùn)行壓力升高、段壓差升高。結(jié)垢通常先發(fā)生在末段的末支膜元件，然后逐漸向前面擴(kuò)散。含鈣、重碳酸根或硫酸根的原水可能會(huì)在數(shù)小時(shí)之內(nèi)即因結(jié)垢堵塞膜系統(tǒng)，含鋇和氟的結(jié)垢一般形成較緩，這是因?yàn)樗鼈兂Ｒ?jiàn)的原水濃度通常較低。

    通過(guò)拆卸末段末支膜元件，通?？梢栽谀ぴ嗣妗⒛ざ税宓忍幱^察到垢類物質(zhì)，對(duì)膜元件進(jìn)行控水后稱重，膜元件的重量會(huì)比新膜明顯增加（新膜元件重量一般在13.5KG左右）。

    解剖末段末支膜元件，分析膜面上的結(jié)垢物，在顯微鏡下還可以觀察到沉積物的晶體結(jié)構(gòu)，通過(guò)化學(xué)分析或 X射線分析可以辨別結(jié)垢類型及結(jié)垢物質(zhì)。

    根據(jù)不同的水源類型采取針對(duì)性的有效防控措施是十分必要的，常見(jiàn)的防控措施包括預(yù)處理加酸調(diào)節(jié)pH、投加阻垢劑、預(yù)處理去除或減少難溶性鹽類（如樹(shù)脂軟化除硬、化學(xué)軟化除硬、除硅、除鐵錳等）。

垢類防控技術(shù)之阻垢劑投加

  當(dāng)反滲透系統(tǒng)中濃水側(cè)難溶鹽的溶度積達(dá)到或超過(guò)飽和時(shí)，投加阻垢劑是常用的一種阻垢措施。阻垢劑的正確選擇與投加是至關(guān)重要的。

 一、阻垢劑的選型

    現(xiàn)在市場(chǎng)上正規(guī)廠商所供反滲透專用阻垢劑多為有機(jī)酸鹽類和聚丙烯酸鹽類阻垢劑，阻垢效果較好?？梢愿鶕?jù)阻垢劑廠商提供的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行添加量及其阻垢效果的計(jì)算。

    有機(jī)阻垢劑有可能與預(yù)處理所使用的用于凝聚的陽(yáng)離子聚電解質(zhì)或多價(jià)陽(yáng)離子（如 Fe、Al）產(chǎn)生沉淀，造成污染，所以要避免過(guò)量使用。

    當(dāng)加入陰離子阻垢劑時(shí)，要避免在預(yù)處理中加入或過(guò)量加入陽(yáng)離子型聚合物，以阻止產(chǎn)生沉淀。

    無(wú)論選擇哪個(gè)品牌哪種型號(hào)的阻垢劑，都需要提供原水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)和反滲透系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，以保證阻垢劑與實(shí)際運(yùn)行工況相匹配。

 二、阻垢劑加藥裝置的

    正確設(shè)計(jì)與調(diào)控

    （1）防止加藥偏流

    阻垢劑通常加在保安過(guò)濾器前，建議設(shè)置管道混合器，保證藥劑與原水充分混合，防止加藥偏流。

    （2）阻垢劑配藥合理性

    阻垢劑稀釋倍數(shù)嚴(yán)格遵循阻垢劑廠家用藥指導(dǎo)建議，過(guò)度稀釋，會(huì)引起細(xì)菌孳生堵塞計(jì)量泵及膜元件。

    （3）加藥裝置的靈活控制

    當(dāng)反滲透系統(tǒng)調(diào)整了運(yùn)行工況時(shí)，阻垢劑加藥裝置能夠隨之靈活調(diào)整，保證加藥量與當(dāng)下系統(tǒng)的需求相符合。避免藥劑投加不足導(dǎo)致結(jié)垢，也杜絕藥劑投加過(guò)量造成膜元件污染并增加運(yùn)行成本。

三、阻垢劑計(jì)量泵的聯(lián)鎖控制

    阻垢劑計(jì)量泵應(yīng)與高壓泵進(jìn)行聯(lián)鎖設(shè)計(jì)，當(dāng)高壓泵啟動(dòng)時(shí)開(kāi)啟阻垢劑計(jì)量泵，高壓泵停止時(shí)，關(guān)閉阻垢劑計(jì)量泵。加藥系統(tǒng)常見(jiàn)的故障包括：

    （1）進(jìn)口濾網(wǎng)堵塞

    （2）加藥管線內(nèi)有氣泡阻隔

    （3）計(jì)量泵安裝方式有誤

    （4）計(jì)量泵的輸出壓力小于系統(tǒng)背壓

    （5）計(jì)量泵隔膜破裂

    （6）執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障達(dá)不到標(biāo)稱壓力

    現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)需要認(rèn)真檢查并維護(hù)加藥裝置。

四、系統(tǒng)維保建議

    （1）日常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)詳細(xì)記錄運(yùn)行臺(tái)賬，定期校準(zhǔn)儀表，檢查標(biāo)定計(jì)量泵的出力。

    （2）每個(gè)班組巡視檢查阻垢劑藥箱的液位，確保正常投藥，并根據(jù)處理水量核算加藥濃度。

    （3）做好數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)工作，定期組織預(yù)防性清洗。

    （4）發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常及時(shí)停機(jī)、排查原因，組織針對(duì)性化學(xué)清洗。

    （5）調(diào)整反滲透系統(tǒng)運(yùn)行工況時(shí)（尤其在調(diào)整產(chǎn)水量和回收率參數(shù)時(shí)），需要首先確認(rèn)調(diào)節(jié)的可行性，并對(duì)應(yīng)調(diào)整阻垢劑的加藥量。