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水處理設備中為何要加阻垢劑？
時間：2018-05-22 來源： 作者： 閱讀次數(shù)：7257
水處理設備在說反滲透阻垢劑的作用前，先簡述一下反滲透系統(tǒng)：反滲透水處理設備是將原水經(jīng)過精密過濾器、顆粒活性碳過濾器、壓縮活性碳過濾器等,再通過泵加壓,利用孔徑為1/10000μm(相當于大腸桿菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反滲透膜(RO膜),使較高濃度的水變?yōu)榈蜐舛人?同時將工業(yè)污染物、重金屬、細菌、病毒等大量混入水中的雜質全部隔離，水處理設備從而達到飲用規(guī)定的理化指標及衛(wèi)生標準,產(chǎn)出至清至純的水,是人體及時補充優(yōu)質水份的最佳選擇.由于RO反滲透技術生產(chǎn)的水純凈度是目前人類掌握的一切制水技術中最高的,潔凈度幾乎達到100%。
反滲透膜是反滲透系統(tǒng)的關鍵設備，系統(tǒng)長時間連續(xù)運行時，水中鈣鎂等離子會不斷析出并在反滲透膜表面附著，形成結垢堵塞膜孔，這樣會影響反滲透系統(tǒng)的出水效率，損壞反滲透膜。由于反滲透膜比較昂貴，所以在系統(tǒng)運行中，要增加一段加藥系統(tǒng)，水處理設備在水中投加反滲透阻垢劑，延緩鈣鎂離子的析出和膜面結垢。
反滲透阻垢劑是專門用于反滲透（RO）系統(tǒng)及納濾（NF）和超濾（UF）系統(tǒng)的阻垢劑，可防止膜面結垢，能提高產(chǎn)水量和產(chǎn)水質量，降低運行費用。
特點
①很大的濃度范圍內有效的控制無機物結垢
②不與鐵鋁氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物
③能有效地抑制硅的聚合與沉積，濃水側SiO2濃度可達290 ppm
④可用于反滲透CA及TFC膜、納濾膜和超濾膜
⑤極佳的溶解性及穩(wěn)定性
⑥給水PH值在5-10范圍內均有效
反滲透阻垢劑的基本作用：
①絡和增溶作用:反滲透阻垢劑溶于水后發(fā)生電離,生成帶負電性的分子鏈,它與Ca2+形成可溶于水的絡合物或螯合物,從而使無機鹽溶解度增加,起到阻垢作用。
②晶格畸變作用：由反滲透阻垢劑分子中的部分官能團在無機鹽晶核或微晶上,占據(jù)了一定位置,阻礙和破壞了無機鹽晶體的正常生長,減慢了晶體的增長速率,從而減少了鹽垢的形成;
③靜電斥力作用：反滲透阻垢劑溶于水后吸附在無機鹽的微晶上,使微粒間斥力增加,阻礙它們的聚結,使它們處于良好的分散狀態(tài),從而防止或減少垢物的形成。
④反滲透阻垢劑功能種類和應用反滲透阻垢劑是用于反滲透和納濾系統(tǒng)性能改善的
⑤阻垢劑和分散劑是一系列用于阻止結晶礦物鹽的沉淀和結垢形成的化學藥劑。
阻垢劑的功能
a、抑制析出功能在有阻垢劑的系統(tǒng)中易結構成分的陰陽離子和陰離子開始析出時的離子積值比沒有阻垢劑時的臨界析出離子積值大得多。
b、分散功能在有阻垢劑時因為析出的顆粒的粒經(jīng)小難于凝聚比沒有阻垢劑時析出的顆粒難沉降。
c、晶格變形效應在有阻垢劑的系統(tǒng)中析出的晶體有球形、多面體、雪花狀等不定形的狀態(tài)一般認為不定型晶體是在晶體生長過程中阻垢劑吸附在晶體生長點上使其表面的生長速度急劇下降生長與晶體原來形狀不同的晶體。
d、低限效應阻垢劑的投加量相當于水中結垢成分低得多也能顯示出阻垢效果。
阻垢劑的種類
常見的阻垢劑有聚磷酸鹽、有機磷酸鹽、聚羧酸。此類阻垢劑有六偏磷酸鈉SHMP和三聚磷酸鈉。聚磷酸鹽阻垢劑在酸性系中和高溫水系中容易水解變?yōu)檎姿嵝纬蒀a3PO42的二次結垢。另一方面聚磷酸鹽是微生物的營養(yǎng)源能促進菌藻的滋生加快膜污染。此類藥劑對阻CaSO4垢無效。因此這類阻垢劑應用已很少正逐步被其他阻垢劑所代替。
a、有機磷酸鹽 有機磷酸鹽主要是通過減緩晶體生長和晶格畸變這兩種作用進行阻垢的這兩種作用的同時存在使得這類藥劑也有閾值效應。有機磷酸鹽同其他阻垢劑復配還有良好的協(xié)同效應。在反滲透系統(tǒng)中常用的有機磷酸鹽阻垢劑有ATMP、HEDP、PBTCA等。
b 、含磷的有機化合物 含磷的有機化合物之中具有明顯阻垢作用的是具有磷酸基的有機化合物簡稱膦酸鹽典型的阻垢劑有ATP、HEDP、PBTC等膦酸鹽類的藥劑在鈣離子多的水系中也易形成難容性的鈣鹽完全失去阻垢效果。 含磷的阻垢劑由于生物等作用而發(fā)生水解最終變成磷酸根離子除引起磷酸鈣結垢外還往往成為富營養(yǎng)化水質污染的一個原因。
c 、低分子量羧酸鹽 近年來已廣泛應用了不含磷、沒有環(huán)境污染具有羧基的聚合物阻垢劑典型的構成此類聚合物的單體有丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來算、富馬酸、2-亞甲基丁二酸等一般來說具有羧基的低分子有機物都具有阻垢效果。
上述的有機物類阻垢劑根據(jù)處理的垢物類別及水質不同需要用各種不同結構的阻垢劑。此外即使水質變動大為得到穩(wěn)定阻垢效果可同時采用不同結構藥劑的處理方法。 使用縮合磷酸鹽和有機膦酸鹽類的阻垢劑若投加量不足由于水質變化水垢成分超過臨界濃度時則有水垢附著。羧酸類阻垢劑因為有抑制析出的作用同時對已析出的顆粒有很強的分散效果。所以可以作為適用范圍廣的阻垢劑使用。 若把縮合磷酸鹽和有機膦酸鹽阻垢劑與低分子聚合物類阻垢劑合用即可以防止磷酸鈣的二次結垢業(yè)可抑制由于水質變化而超過臨界濃度時析出的附著顆粒。
3. RO阻垢劑的應用
a、采用聚丙烯酸類阻垢劑時要特別小心在鐵含量較高時可能會引起膜污染這種污染會增加膜的操作壓力有效清除這類污染要進行酸洗。
b、如果在預處理中使用了陽離子混凝劑或助濾劑在使用陰離子性阻垢劑時要特別注意。會產(chǎn)生一種粘稠的粘性污染物污染會造成操作壓力增加而且這種污染物清洗非常困難。
c、阻垢劑阻礙了RO進水和濃水中鹽結晶的生長因而可以容許難溶鹽在濃水中超過飽和溶解度。阻垢劑的使用可代替加酸也可以配合加酸使用。有許多因素會影響礦物質結垢的形成。溫度降低會減少結垢礦物質的溶解度碳酸鈣除外與大多數(shù)物質相反它的溶解度隨溫度升高而降低TDS的升高會增加難溶鹽的溶解度這是因為高離子強度干擾了晶種的形成。
d、理想的添加量和結垢物質及污染物最大飽和度最好通過藥劑供應商提供的專用軟件包來確定。過量添加阻垢劑/分散劑會導致在膜面上形成沉積造成新的污染問題。在設備停機時一定要將阻垢劑及分散劑徹底沖洗出來否則會留在膜上產(chǎn)生污染問題。在用RO進水進行低壓沖洗時要停止向系統(tǒng)注入阻垢劑及分散劑。
e、阻垢劑/分散劑注入系統(tǒng)的設計應該保證反滲透元件之前能夠充分混合靜態(tài)攪拌器是一個非常有效的混合方法。大多數(shù)系統(tǒng)的注入點設在RO進水保安過濾器之前通過在過濾器中的緩沖時間及RO進水泵的攪拌作用促進混合。如果系統(tǒng)采用加酸調節(jié)pH推薦加酸點要在上游足夠遠的地方在到達阻垢劑/分散劑注入點之前已經(jīng)完全混合均勻。
f、注入阻垢劑/分散劑的加藥泵要調到最高注射率建議的注射率是最少5秒鐘一次 。阻垢劑/分散劑的典型添加量為2-5ppm。為了讓加藥泵以最高頻率工作需要對藥劑進行稀釋。阻垢劑/分散劑商品有濃縮液也有固體粉末。稀釋了的阻垢劑/分散劑在儲槽中會被生物污染污染的程度取決于室溫和稀釋的倍數(shù)。推薦稀釋液的保留時間在7-10天左右。正常情況下未經(jīng)稀釋的阻垢劑/分散劑不會受到生物污染。選擇阻垢劑/分散劑的另外一個主要問題是要保證與反滲透膜完全兼容。不兼容藥劑會造成膜的不可逆損壞。
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