反滲透藥劑加藥詳解

一、什麽是反滲透藥劑？

首先要瞭解“滲透”的概念.滲透是一種物理現象.當兩種不同濃度鹽類的水,如用一張半滲透性的薄膜分開就會(huì)發(fā)現,含鹽量少的一邊(biān)的水分會透過(guò)膜滲到含鹽量高的水中,而其中的鹽分並不滲透,這樣,逐漸(jiàn)把兩邊(biān)的含鹽濃度融合到均等爲止.然而,要完成這一過(guò)程需要很長(zhǎng)時間,這一過程也稱爲滲透.但如果在含鹽量高的水側,施加一個壓力,其結果可以使上述滲透停止,.如果壓力再加大,可以使水向相反的方向滲透,而鹽分剩下.因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲(shèn)透壓(yā)力更大的壓(yā)力,使滲透向相反方向進行,把原水中的水分子壓(yā)到膜的另一邊(biān),變成潔淨的水,從(cóng)而達(dá)到除去水中雜質、鹽分的目的.

二
、反滲透膜阻垢原理

1.1 反滲透膜的阻垢原理主要有三種：溶限效應（絡合增溶）、晶格歪曲機理、分散作用（靜電斥力）。 不同的阻垢劑選用不同化學物質組分或之間複(fù)配可以同時具備(bèi)其中的一種或幾種阻垢機理，控制RO系統濃水側(cè)的結垢問題
。然後通過原水水質分析和對水質結垢趨勢的計算
，選擇最适合控制該水質結垢特點的阻垢劑，達(dá)到全面有效的阻垢目的。

1.1.1、溶限效應作用機理

阻垢劑溶入水後發生電離，生成帶負電性的分子鏈，它與Ca²⁺、Mg²⁺等緻垢離子形成可溶於(yú)水的絡合物或螯合物，從(cóng)而使無機鹽溶解度增加，起到阻垢作用。

1.1.2、晶格歪曲機(jī)理（以碳酸鈣(gài)晶體爲例）

阻垢劑分子中的部分官能團在無機鹽晶核或微晶上，占據瞭(le)一定位置，阻礙和破壞無機鹽晶體的正常生長，減慢瞭(le)晶體的增長速率，從而減少鹽垢的形成；同時，由於(yú)分散、阻垢劑分子在晶體表面上的吸附，晶體即使增長，也隻能是畸形增長，也就是晶格歪曲。歪曲後的晶格與金屬表面的粘附力減弱，因此，不易沉積於(yú)金屬表面上。晶格歪曲作用除與聚合物相對分子質量大小有關外，同功能性基團的特性也有密切關系。因此，聚合物質量的優劣将直接影響到阻垢效果。

1.1.3、分散機理

分散阻垢劑所吸附的微晶帶有相同電荷，使微粒間排斥力增加，阻礙它們的聚結，使它們處於良好的分散狀态，從而阻止或減少垢物的形成。有效控制鐵的氧化物沉積的阻垢劑，可通過阻垢劑配方中的有機聚羧酸/璜酸聚合物優異的分散能力達(dá)到控制鐵氧化物沉積的問題。而阻垢劑中的聚羧酸聚合物還(hái)同時具有優良的溶限效應和晶格扭曲作用，因此，可全面有效控制RO 機組濃水側(cè)碳酸鈣(gài)、矽酸鹽、硫酸鹽等的結垢問題。

1.2 過飽和度的計算

1.2.1 對於(yú)過飽(bǎo)和溶液存在以下關系：

KSP(CaCO₃)<[Ca²⁺][CO₃^2-]    (1)

式中： [Ca²⁺]——鈣離子濃度，mol／L；

  [CO₃^2-]——碳酸根離子濃度，mol／L；

KSP(CaCO₃)——在某一溫度下碳酸鈣(gài)的溶度積(jī)常數。

自然環境下的水源中，物質的結晶受多種因素的影響，通常存在一個過飽(bǎo)和度，隻有在超過待定的過飽(bǎo)和度時才會産(chǎn)生沉澱。CaCO₃的過飽和度S可由式(2)計算：

       S＝  [Ca²⁺] [CO₃^2-]     (2)

根據(jù)試驗數據(jù)和上述計(jì)算公式可得25℃下碳酸鈣(gài)的過飽(bǎo)和度，計算過程如下：

       [Ca²⁺]=4．955×10-4 mol／L

       [CO₃^2-]=8．920×10-4 mol／L

       [Ca²⁺]×[CO₃^2-]=4．420×10-7

從物理化學手冊中可以查出25℃時CaCO₃的KSP爲4．8×10-9。因此，CaCO₃在試驗條件下的過飽和度S0爲92。

1.2.2 相對過飽和度的計算。

爲瞭(le)比較不同阻垢劑(jì)的阻垢效果，定義有某種阻垢劑(jì)存在時CaCO₃的過飽和度SP和相同條件下無阻垢劑時CaCO₃的過飽和度S0的比值爲相對過飽和度Sr。Sr=SP/ S0

三、反滲透阻垢劑(jì)和循環(huán)水阻垢劑(jì)的區别

由於(yú)二者所面臨情況的不同，對(duì)於(yú)二者的要求是有差别的： 

 循環水的運行環境要求長效，耐菌，可以使用大量的聚合物分散劑，提供對懸浮物的分散作用來增加阻垢效果，循環水系統體積大，露天運行，對於藥劑的純度要求不高。 

反滲透阻垢劑由於(yú)作用時間短，要求阻垢劑快速與結垢離子作用，所以要求快速高效；另外由於(yú)膜内部通道狹窄，如果採(cǎi)用聚合物分散劑會引起更大的問題；同時阻垢劑過程是在膜表面的濃縮過程，如果雜質含量高也會影響系統的穩定運行。

三、反滲透膜水處(chù)理劑(jì)加藥方案

3.1 阻垢劑

3.1.1反滲透系統推薦阻垢劑：

依據現場(chǎng)取水樣後做的水質分析結果和計算分析，推薦選用對(duì)鐵、鈣、鎂離子阻垢分散性能優異的阻垢劑代号爲XT-0100。通過(guò)國(guó)際飲用水安全、衛生認證（ANSI/NSF60 認證）标準，阻垢劑XT-0100有效控制CaCO₃、CaSO₄、SrSO₄結垢，綜合阻垢效果很好，對金屬氧化物具有優異的分散阻垢效果。結合瞭(le)分散性高分子聚合物、聚羧酸聚合物的優點(diǎn)，可控制結垢和分散堵塞微粒
，維持反滲透膜表面幹淨，是一種高效的反滲透專用阻垢劑。以下爲阻垢劑XT0100藥劑(jì)的計(jì)算說明和控制能力分析。

3.1.2 阻垢劑加藥指導建議：

⑴ 阻垢劑投加量及年總用量計算：

a.根據反滲透阻垢劑(jì)專用計(jì)算分析，一般投加劑(jì)量爲：3-5 mg/l  (按進水計算) 建議量4mg/l  (按進水計算)；

b.阻垢劑XT0100用量爲：

日用量：4g/m³×680m³×24h＝65.28kg/d

月用量：65.28kg/d×30d＝19058kg

月費用：19058kg×15元/ kg＝29376元

年費用：29376元/月×12個月＝352512元

⑵ 加藥投加方式：

保安過(guò)濾器前在線連(lián)續投加。

3.1.3阻垢劑配藥指導

1）先将加藥箱用純水沖洗幹淨，並(bìng)向其中灌滿一半水（注意：一定是反滲透産(chǎn)水，即除鹽水）。

2）将阻垢劑XT0100緩慢加入到加藥箱中，並(bìng)不斷(duàn)攪拌。

3）繼續向加藥箱中加純(chún)水，加入時也要不斷(duàn)攪拌，直到加至所需的刻度，充分攪拌15-20分鍾使其充分均勻混合。

4）稀釋的阻垢劑(jì)使用期限不宜超過(guò)一周。

3.1.4阻垢劑使用注意事項

1）須選擇适合阻垢劑計量的加藥計量泵型号，以免出口壓力低於(yú)預處理管道産(chǎn)水壓力，使得加藥不足引起反滲透結垢；

2）正確(què)安裝加藥計量泵，投入運行前一定要校準加藥計量泵的實際出力，確(què)保實際投入的阻垢劑能按照預期進入系統；投運後(hòu)，每月校驗計量泵出力一次；

3）阻垢劑過度稀釋易使其受到細菌、微生物的污染，導(dǎo)緻反滲透系統污堵、結垢，建議藥劑稀釋濃度小於(yú)10倍；

4）根據實際反滲透進水水質變(biàn)化、進水量及回收率變(biàn)化，須及時調(diào)整阻垢劑的實際加藥量；

5）加藥計量泵的開度經技術人員現場(chǎng)調試確(què)定後，嚴禁随意改動；

6）保持加藥箱的清潔(jié)，定期清洗加藥配藥箱，以防微生物滋生，成爲(wèi)二次污染源；

7）加藥前務必確(què)認所加藥劑(jì)和加藥桶型号相一緻，嚴禁混加不同藥劑(jì)，不同藥劑(jì)的加藥器材不得混用；

8）加藥運行前需確(què)保加藥吸入口的清潔無污堵，吸入管内無空氣，避免吸入量與預計量不符，及空排、内循環等失誤狀況的發(fā)生。

3.2殺菌劑

反滲透系統在經過(guò)一段時間的正常運行後(hòu)，RO系統由於(yú)各種原因（二次污染）會遭受微生物污染，因此需要及時向反滲透系統投加非氧化性殺菌劑進行殺菌處(chù)理，來保證反滲透系統的正常運行。殺菌劑選用與阻垢劑XT0100相兼容的非氧化型殺菌劑(jì)推薦(jiàn)殺菌劑(jì)。

3.2.1殺菌劑加藥指導建議：

①殺菌劑(jì)，投加方式爲在線間(jiān)歇性投加；

②投加位置：保安過(guò)濾(lǜ)器之前投加。

運行過程中通過計量泵連續加入進水，對(duì)該(gāi)系統進行投加反滲透專用殺菌劑，加入量爲500ppm；每二周加入1次，每次60分鍾。

每次殺菌劑用量：680m³/h×500×1h /1000=340kg/次

殺菌劑年用量爲：340 kg/次×24次/年=8160公斤

殺菌劑年費用 ：8160kg×12元/kg＝97920元