為什么反滲透設備需配備阻垢劑？

文章作者：宏潔水務(wù)

結垢原因及種類(lèi)

    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溶解性鹽及分子量大于 100 的有機物，目前市場(chǎng)化工業(yè)反滲透復合膜的標準氯化鈉脫鹽率一般大于 99%。

不同類(lèi)型的水源中溶解鹽類(lèi)組成多樣，經(jīng)過(guò)反滲透系統脫鹽濃縮后，在濃水側的鹽類(lèi)濃度成倍增長(cháng)，且同時(shí)存在濃差極化的因素，當超過(guò)其溶解度極限時(shí)，它們就會(huì )在膜面上產(chǎn)生結垢，回收率越高、濃差極化因子越大，產(chǎn)生結垢的風(fēng)險性就越大。反滲透系統中，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。

    （3）過(guò)高的回收率。

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

結垢危害及防控措施

    反滲透系統發(fā)生結垢污染后，通常表現為產(chǎn)水量下降、脫鹽率下降、運行壓力升高、段壓差升高。結垢通常先發(fā)生在末段的末支膜元件，然后逐漸向前面擴散。含鈣、重碳酸根或硫酸根的原水可能會(huì )在數小時(shí)之內即因結垢堵塞膜系統，含鋇和氟的結垢一般形成較緩，這是因為它們常見(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?、膜殼端板等處觀(guān)察到垢類(lèi)物質(zhì)，對膜元件進(jìn)行控水后稱(chēng)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，分析膜面上的結垢物，在顯微鏡下還可以觀(guān)察到沉積物的晶體結構，通過(guò)化學(xué)分析或 X射線(xiàn)分析可以辨別結垢類(lèi)型及結垢物質(zhì)。

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

垢類(lèi)防控技術(shù)之阻垢劑投加

  當反滲透系統中濃水側難溶鹽的溶度積達到或超過(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

    現在市場(chǎng)上正規廠(chǎng)商所供反滲透專(zhuān)用阻垢劑多為有機酸鹽類(lèi)和聚丙烯酸鹽類(lèi)阻垢劑，阻垢效果較好?？梢愿鶕韫竸S(chǎng)商提供的設計軟件進(jìn)行添加量及其阻垢效果的計算。

    有機阻垢劑有可能與預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。

    當加入陰離子阻垢劑時(shí)，要避免在預處理中加入或過(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)品牌哪種型號的阻垢劑，都需要提供原水水質(zhì)分析數據和反滲透系統的設計參數，以保證阻垢劑與實(shí)際運行工況相匹配。

 二、阻垢劑加藥裝置的

    正確設計與調控

    （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

    阻垢劑稀釋倍數嚴格遵循阻垢劑廠(chǎng)家用藥指導建議，過(guò)度稀釋?zhuān)瑫?huì )引起細菌孳生堵塞計量泵及膜元件。

    （3）加藥裝置的靈活控制

    當反滲透系統調整了運行工況時(shí)，阻垢劑加藥裝置能夠隨之靈活調整，保證加藥量與當下系統的需求相符合。避免藥劑投加不足導致結垢，也杜絕藥劑投加過(guò)量造成膜元件污染并增加運行成本。

三、阻垢劑計量泵的聯(lián)鎖控制

    阻垢劑計量泵應與高壓泵進(jìn)行聯(lián)鎖設計，當高壓泵啟動(dòng)時(shí)開(kāi)啟阻垢劑計量泵，高壓泵停止時(shí)，關(guān)閉阻垢劑計量泵。加藥系統常見(jiàn)的故障包括：

    （1）進(jìn)口濾網(wǎng)堵塞

    （2）加藥管線(xiàn)內有氣泡阻隔

    （3）計量泵安裝方式有誤

    （4）計量泵的輸出壓力小于系統背壓

    （5）計量泵隔膜破裂

    （6）執行機構故障達不到標稱(chēng)壓力

    現場(chǎng)運行時(shí)需要認真檢查并維護加藥裝置。

四、系統維保建議

    （1）日常運行時(shí)，應詳細記錄運行臺賬，定期校準儀表，檢查標定計量泵的出力。

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

    （3）做好數據監測工作，定期組織預防性清洗。

    （4）發(fā)現數據異常及時(shí)停機、排查原因，組織針對性化學(xué)清洗。

    （5）調整反滲透系統運行工況時(shí)（尤其在調整產(chǎn)水量和回收率參數時(shí)），需要首先確認調節的可行性，并對應調整阻垢劑的加藥量。