1. 反渗透阻垢剂具体都有哪些作用
1、反渗透阻垢剂是专门用于反渗透(RO)系统及纳滤(NF)和超滤(UF)系统的阻垢剂,可防止膜面结垢,能提高产水量和产水质量,降低运行费用。 反渗透阻垢剂特点:
①在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢
②不与铁铝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与沉积,浓水侧SiO2浓度可达290 ppm
④可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜和超滤膜
⑤极佳的溶解性及稳定性
⑥给水PH值在5-10范围内均有效
2、反渗透阻垢剂的作用 在说反渗透阻垢剂的作用前,先简述一下反渗透系统:反渗透系统是将原水经过精细过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等,再通过泵加压,利用孔径为1/10000μm(相当于大肠杆菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反渗透膜(RO膜),使较高浓度的水变为低浓度水,同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离,从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准,产出至清至纯的水,是人体及时补充优质水份的最佳选择.由于RO反渗透技术生产的水纯净度是目前人类掌握的一切制水技术中最高的,洁净度几乎达到100%。
反渗透阻垢剂是反渗透系统的关键设备,系统长时间连续运行时,水中钙镁等离子会不断析出并在反渗透膜表面附着,形成结垢堵塞膜孔,这样会影响反渗透系统的出水效率,损坏反渗透膜。由于反渗透膜比较昂贵,所以在系统运行中,要增加一段加药系统,在水中投加反渗透阻垢剂,延缓钙镁离子的析出和膜面结垢。
反渗透阻垢剂的基本作用: 络和增溶作用:反渗透阻垢剂溶于水后发生电离,生成带负电性的分子链,它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物,从而使无机盐溶解度增加,起到阻垢作用。
晶格畸变作用:由反渗透阻垢剂分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上,占据了一定位置,阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长,减慢了晶体的增长速率,从而减少了盐垢的形成;
静电斥力作用:反渗透阻垢剂溶于水后吸附在无机盐的微晶上,使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态,从而防止或减少垢物的形成。
3、反渗透阻垢剂的用量 反渗透阻垢剂的投加量由于不同厂家配方和浓度不同,而不尽相同,使用时需咨询厂家,进口反渗透阻垢剂用量一般为3-5ppm。
4、反渗透阻垢剂投加方式 反渗透系统一般有专用的自动加药装置,由加药箱、计量泵等组成,可设置单位时间内加药量,连续添加。
2. 请问一下,有谁知道阻垢剂的成分有哪些
反渗透阻垢剂概述
分子式:C4H6NO3(C4H5NO3)C4H6NO4 相对分子质量:1000-5000
YRZ-2000是一种高效阻垢分散剂,特别适用于给水钡、锶含量高,硫酸钡、硫酸锶结垢倾向严重的反渗透系统。它可以在结垢物质很宽的浓度范围内有效地阻止结垢发生。在反渗透系统(RO)、纳滤系统(NF)、超滤系统(UF)中使用YRZ-2000可以大大降低设备投资及运行费用,是可以取代离子交换工艺而保证在高给水浓度条件下仍可正常运行的理想的反渗透预处理工艺工程。
产品特点
1.适用于美国陶氏化学公司(Dow.Filmtec)、海德能公司(Hydranautics)、流体公司(Fluid Systems)等膜产品。
2.有效控制碳酸钙结垢,不加酸的条件下LSI最大允许值为3.2。同时在很大的浓度范围内有效的控制硫酸钙,硫酸钡、硫酸锶的结垢倾向:CaSO4浓度允许达到10倍Ksp(熔度积);BaSO4浓度允许达到2500倍Ksp(熔度积);SrSO4浓度允许达到1200倍Ksp(熔度积)。
3.在高含盐量、高回收率的系统中表现卓越。
4.可用于反渗透CA及TEC膜、纳滤膜和超滤膜。
5.极佳的溶解性和稳定性。
6.给水PH值在5-10范围内均有效。
7.不会造成环境污染。
理化性质:
标准溶液
浓缩溶液
外观
深棕色液体
深棕色液体
PH值
10.0±0.5
10.5±0.5
比重
1.09±0.05
1.26±0.05
药品包装:
本药品出厂时是以4倍浓缩液运交顾客,以节省运输费用及储存占地。每桶浓缩液重25公斤,稀释4倍后(25公斤×4)折合成为100公斤标准溶液。
使用方法:
YRZ-2000的加药剂量是由愚人公司提供的专用加药软件,根据水质全分析报告及反渗透系统情况计算确定的。在软件推荐的剂量范围内,可控制绝大多数以下类型的结垢:碳酸钙、硫酸钙,硫酸钡、硫酸锶、氟化钙等。
可以按照以下公式计算加药箱中应加入YRZ-2000浓缩液的体积:
U= Q×a×V ×100%
4×1000×p标×X
式中 U—应加入浓缩液的体积,升(L)
Q—反渗透给水流量,吨/小时(T/H)
a—剂量,克/吨(ppm,g/T)
V—加药箱有效容积,升(L)
p标—阻垢剂浓缩液密度,公斤/升(kg/L),YRZ-2000密度为1.26
X—加药计量泵实际工作出力,升/小时(L/h)
1000—单位换算系数,克/公斤(g/kg)
4—浓缩倍数
保质期:
YRA-2000物化性质稳定,可长期保存,保质期为两年。
3. 纳滤水处理设备的工艺流程
1. 原水罐 (可选)
储存原水,用于沉淀水中的大泥沙颗粒及其它可沉淀物质。同时缓冲原水管中水压不稳定对水处理系统造成的冲击。(如水压过低或过高引起的压力传感的反应)。
2.增压泵
恒定系统供水压力,稳定供水量。
3.多介质过滤器
采用多次过滤层的过滤器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质,可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量,延长设备的使用寿命。同时,设备具有自我维护系统,运行费用很低。
4.活性炭过滤器
系统采用果壳活性炭过滤器,活性炭不但可吸附电解质离子,还可进行离子交换吸附。经活性炭吸附还可使高锰酸钾耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由于吸附作用使表面被吸附复制的浓度增加,因而还起到催化作用、去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余氯值及农药污染物和除去水中的三卤化物(THM)以及其它的污染物。
5.离子软化系统/加药系统
为防止浓水端特别是纳滤装置最后一根膜组件浓水侧出现CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4, SrSO4, SiSO4的浓度积大于其平衡溶解度常数而结晶析出,损坏膜原件的应有特性 ,在进入膜组件之前,应使用离子软化装置或投放适量的阻垢剂阻止碳酸盐, SiO2,硫酸盐的晶体析出.
6.精密过滤器
采用精密过滤器对进水中残留的悬浮物、非曲直粒物及胶体等物质去除,使RO系统等后
续设备运行更安全、更可靠。滤芯为5um熔喷滤芯、目的防止上级过滤单元,漏掉的大于5um的杂质除去。防止进入反渗透装置损坏膜的表面,从而损坏膜的脱盐性能。
7.高压泵
采用立式多级不锈钢离心高压泵,这是 主机的一个重要组件,它的作用是给纳滤膜输送一定数量一定压力的水源。其品质的好坏对整机的影响很大。使用中应保证不得空转,不得长期超负荷运行,经常按要求排除空气,应保证电器部件的干燥。
8.纳滤主机
纳滤主机运用泵的压力使溶液中的溶剂通过纳膜分离出来,将水中有害物质去除,也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除,同时保留部分微量元素。
9.储水箱
储存纳滤主机制备的成品水。
10.臭氧杀菌器(可选)
杀灭由二次污染产生的细菌彻底保证成品水的卫生指标。
产品型号 型号 产水量
(m/H) 电机功率
(KW) 入口管径
(inch) 外型净尺寸
(mm) 主机运输重量(Kg) YS-NF -0.5 0.5 1.50 3/4 500×664×1550 140 YS-NF -1 1 2.20 1 1600×700×1550 250 YS-NF -2 2 4.00 1 2500×700×1550 360 YS-NF -3 3 4.00 1.5 2500×900×1550 560 YS-NF -5 5 8.50 2 2500×664×1550 600 YS-NF -8 8 10.00 2 3600×800×1550 750 YS-NF -10 10 11.00 2 3600×800×1550 800 YS-NF -15 15 16.00 2.5 4600×800×1550 840 YS-NF -20 20 22.00 2.5 4600×1000×1550 1540 YS-NF -30 30 37.00 3 6600×1000×1600 2210 YS-NF -40 40 45.00 4 6600×1000×1600 2370 YS-NF -50 50 55.00 5 6600×1625×2000 3500 YS-NF -60 60 75.00 6 6600×1625×2000 3950 YS-NF -80 80 90.00 8 6600×1800×2000 4500 YS-NF -100 100 110.00 10 6600×2200×2000 5700
4. 反渗透阻垢剂的原理是什么啊
反渗透阻垢剂是专门用于反渗透(RO)系统及纳滤(NF)和超滤(UF)系统的阻垢剂,可防止膜面结垢,能提高产水量和产水质量,降低运行费用。
反渗透阻垢剂
1简介
反渗透阻垢剂是专门用于反渗透(RO)系统及纳滤(NF)和超滤(UF)系统的阻垢剂,可防止膜面结垢,能提高产水量和产水质量,降低运行费用。
2特点
①在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢
②不与铁铝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与沉积,浓水侧SiO2浓度可达290
④可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜和超滤膜
⑤极佳的溶解性及稳定性
⑥给水PH值在5-10范围内均有效
3功能特性
1.可适用于各种膜管的材质
2.可适用于各种不同的水质中,仍有高功效的阻垢能力,减少膜管的清洗频率
3.可取代加酸的需求,防止加酸所造成可能的腐蚀问题
4.
添加量极低,同时具有极佳的门限作用,可获得最佳经济效益的阻垢控制
5.
对铁、锰等金属离子均有良好的螯合稳定的功效,防止其产生污垢于膜管上
6.产品功效与安定性均远优于六偏磷酸钠或纯聚合物型的阻垢剂
7.
可允许反渗透膜系统操作在较高的产水率
5. 怎样计算反渗透阻垢剂的加药量
加药量:每套反渗透系统的使用量。举例说明:产水量为75吨的纯水设备,那么RO装置的进水量约为100吨。
反渗透阻垢剂月用量即为:100*3*24*30/1000=216KG(3为加药浓度ppm;24为每天工作时间小时;30为每月天数天;1000为换算单位g换KG)
根据设备的使用量,确定周用量。按周用量确定加药箱大小,调整加药计量泵即可,使药剂平稳连续的注入RO设备即可。
(5)纳滤系统加药扩展阅读:
反渗透阻垢剂很大程度上延缓反渗透膜结垢,延长反渗透膜的使用寿命,这也就是反渗透膜为什么要加药的重要原因。
反渗透阻垢剂的推荐浓度一般为3-8ppm,即反渗透设备每进水1吨需要添加3-8g的阻垢剂。
月用量的计算公式:W=Q×S×H×30/1000,式中W为月用量(Kg);Q为反渗透设备的进水流量(m3/h);S为投加浓度(3-8ppm,即g/吨),H为反渗透设备的工作时间(小时);1000为g与Kg的换算量,若一台反渗透设备的产水量为75吨/小时,则进水需要至少100吨/小时,月用量为:100×3.5×24×30/1000=252KG2。
反渗透阻垢剂一般添加在反渗透系统的保安过滤器,即精密过滤器之前,添加于加药装置中通过计量泵投加在反渗透设备的管道之中,反渗透阻垢剂可以直接使用原液也可稀释后再使用,稀释倍数不得超过10倍,,即浓度不得低于10%。
6. 求麦克利Biomemclean200SC反渗透专用阻垢剂技术资料
一、产品性能
麦克利Biomemclean200SC反渗透专用阻垢剂为11倍超级浓缩液,是一种高效液体阻垢剂,专用于反渗透(RO)系统、纳滤(NF)和超滤(UF)系统,可有效防止膜元件结垢,提高系统产水水质和水量,降低运行费用。本产品可同时防止各种无机盐垢、金属垢、胶体及有机物所造成的反渗透膜污染,L.S.I值高达3.0不致结垢。
二、使用方法
1、加药位置:在精密过滤器前端投加。
2、稀释倍数:稀释须使用对应系统产水,RO产水或去离子水最宜,推荐稀释倍数不超过10倍(按标准溶液计)。
3、加药剂量:根据给水水质和浓水侧成垢离子饱和度计算投加,剂量过高或不足均会引起膜污染。
4、加药方式:根据系统给水流量和计算的加药量进行连续投加。
三、包装与储存
1、产品包装:本产品采用塑料桶包装,每桶25L。
2、产品储存:储存于室内阴凉处,避免阳光直射,储存期24个月。
四、安全防护
1、危险辨识:本产品使用过程中需穿戴劳保用品,避免与皮肤、眼睛等接触。
2、急救措施:皮肤接触后需立即脱去污染的衣物,用清水清洗暴露出15min;眼睛接触后要立即用洗眼器冲洗眼睛15min,并及时就医;不小心误食后,应饮入牛奶或饮用水稀释胃容物,并立即安排就医。
7. 急:高分求助:水处理一级反渗透加还原剂亚硫酸氢钠后为什么ORP会升高
各种原水中均含有一定浓度的悬浮物和溶解性物质。悬浮物主要是无机盐、胶体和微生物、藻类等生物性颗粒。溶解性物质主要是易溶盐(如氯化物)和难溶盐(如碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐)金属氧化物,酸碱等。在反渗透过程中,进水的体积在减少,悬浮颗粒和溶解性物质的浓度在增加。悬浮颗粒会沉积在膜上,堵塞进水流道、增加摩擦阻力(压力降)。难溶盐在超过其饱和极限时,会从浓水中沉淀出来,在膜面上形成结垢,降低RO膜的通量,增加运行压力和压力降,并导致产品水质下降。这种在膜面上形成沉积层的现象叫做膜污染,膜污染的结果是系统性能的劣化。需要在原水进入反渗透膜系统之前进行预处理,去除可能对反渗透膜造成污染的悬浮物、溶解性有机物和过量难溶盐组分,降低膜污染倾向。对进水进行预处理的目的是改善进水水质,使RO膜获得可靠的运行保证。
对原水进行预处理的效果反映为TSS、TOC、COD、BOD、LSI及铁、锰、铝、硅、钡、锶等污染物水质指标的绝对值降低,在上一章中有对于这些污染物水质指标的详细描述。表征膜污染倾向的另外一个重要的水质指标是SDI。通过预处理,除了要将上述指标降到反渗透膜系统进水要求的范围内,还有重要的一点是尽量降低SDI,理想的SDI(15分钟)值应小于3。
5.1化学预处理
为了改善反渗透系统的操作性能,在进水中可以加入添加下列一些药剂:酸、碱、杀菌剂、阻垢剂和分散剂。
1 加酸-防止结垢
在进水中可以加入盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)来降低pH。硫酸价格便宜、不会发烟腐蚀周围的金属元器件,而且膜对硫酸根离子的脱除率较氯离子高,所以硫酸比盐酸更为常用。没有其他添加剂的工业级硫酸即适宜于反渗透使用,商品硫酸有20%和93%两种浓度规格。93%的硫酸也称为66波美度硫酸。在稀释93%硫酸时一定要小心,在稀释到66%时发热可将溶液的温度提升到138℃。一定要在搅拌下缓慢地将酸加入水中,以免水溶液局部发热沸腾。盐酸主要在可能产生硫酸钙或硫酸锶结垢时使用。使用硫酸会增加反渗透进水中的硫酸根离子浓度,直接导致硫酸钙结垢倾向增加。工业级的盐酸(无添加剂)购买非常方便,商品盐酸一般含量为30-37%。降低pH的首要目的是降低RO浓水中碳酸钙结垢的倾向,即降低朗格里尔指数(LSI)。LSI是低盐度苦咸水中碳酸钙的饱和度,表示碳酸钙结垢或腐蚀的可能性。在反渗透水化学中,LSI是确定是否会发生碳酸钙结垢的是个重要指标。当LSI为负值时,水会腐蚀金属管道,但不会形成碳酸钙结垢。如果LSI为正值,水没有腐蚀性,却会发生碳酸钙结垢。LSI由碳酸钙饱和的pH减去水的实际pH。碳酸钙的溶解度随温度的上升而减小(水壶中的水垢就是这样形成的),随pH、钙离子的浓度即碱度的增加而减小。LSI值可以通过向反渗透进水中注入酸液(一般是硫酸或盐酸)即降低pH的方法来调低。推荐的反渗透浓水的LSI值为0.2(表示浓度低于碳酸钙饱和浓度0.2个pH单位)。还可以使用聚合物阻垢剂来防止碳酸钙沉淀,一些阻垢剂供应商声称其产品可以使反渗透浓水的LSI高达+2.5(比较保守的设计是LSI为+1.8)。
2 加碱-提高脱除率
在一级反渗透中加碱使用较少。在反渗透进水中注入碱液用来提高pH。一般使用的碱剂只有氢氧化钠(NaOH),购买方便,而且易溶于水。一般不含其他添加剂的工业级氢氧化钠便可满足需要。商品氢氧化钠有100%的片碱,也有20%和50%的液碱。在加碱调高pH时一定要注意,pH升高会增加LSI、降低碳酸钙及铁和锰的溶解度。最常见的加碱应用是二级RO系统。在二级反渗透系统中,一级RO产水供给二级RO作为原水。二级反渗透对一级反渗透产水进行“抛光”处理,二级RO产水的水质可达到4兆欧。在二级RO进水中加碱有4个原因:
a.在pH8.2以上,二氧化碳全部转化为碳酸根离子,碳酸根离子可以被反渗透脱除。而二氧化碳本身是一种气体,会随透过液自由进入RO产水,对于下游的离子交换床抛光处理造成不当的负荷。
b.某些TOC成分在高pH下更容易脱除。
c.二氧化硅的溶解度和脱除率在高pH下更高(特别是高于9时)。
d.硼的脱除率在高pH下也较高(特别是高于9时)。
加碱应用有一个特例,通常被叫做HERO(高效反渗透系统)过程,将进水pH调到9或10。一级反渗透用来处理苦咸水,苦咸水在高pH下会有污染问题(比如硬度、碱度、铁、锰等)。预处理通常采用弱酸性阳离子树脂系统和脱气装置来除去这些污染物。
3 脱氯药剂-消除余氯
RO及NF进水中的游离氯要降到0.05ppm以下,才能达到聚酰胺复合膜的要求。除氯的预处理方法有两种,粒状活性炭吸附和使用还原性药剂如亚硫酸钠。在小系统(50-100gpm)中一般采用活性碳过滤器,投资成本比较合理。推荐使用酸洗处理过的优质活性炭,去除硬度、金属离子,细粉含量要非常低,否则会造成对膜的污染。新安装的碳滤料一定要充分淋洗,直到碳粉被完全除去为止,一般要几个小时甚至几天。我们不能依靠5μm的保安过滤器来保护反渗透膜不受碳粉的污染。碳过滤器的好处是可以除去会造成膜污染的有机物,对于所有进水的处理比添加药剂更为可靠。但其缺点是碳会成为微生物的饲料,在碳过滤器中孳生细菌,其结果是造成反渗透膜的生物污染。
亚硫酸氢钠(SBS)是较大型RO装置选用的典型还原剂。将固体偏亚硫酸氢钠溶解在水中配制成溶液,商品偏亚硫酸氢钠的纯度为97.5-99%,干燥储存期6个月。SBS溶液在空气中不稳定,会与氧气发生反应,所以推荐2%的溶液的使用期为3-7天, 10%以下的溶液使用期为7-14天。从理论上讲,1.47ppm的SBS(或0.70ppm偏亚硫酸氢钠)能够还原1.0ppm的氯。设计时考虑到工业苦咸水系统的安全系数,设定SBS的添加量为每1.0ppm氯1.8-3.0ppm。SBS的注入口要在膜元件的上游,设置距离要保证在进入膜元件有29秒的反应时间。推荐使用适当的在线搅拌装置(静态搅拌器)。
SBS脱氯反应:
·Na2S2O5 (偏亚硫酸钠)+ H2O =2 NaHSO3 (亚硫酸氢钠)
·NaHSO3 + HOCl =NaHSO4 (硫酸氢钠) + HCl (盐酸)
·NaHSO3 + Cl2 + H2O =NaHSO4 + 2 HCl
采用SBS脱氯的好处是在大系统中比碳过滤器的投资较少,反应副产物及残余SBS易于被RO脱除。
SBS脱氯的缺点是需要人工混合小体积的药剂,在脱氯系统没有设计足够的监测控制仪器时增加了氯对膜的威胁,而且在少数情况下进水中存在硫还原菌(SBR),亚硫酸会成为细菌营养帮助细菌的繁殖。SBR通常在浅层井水厌氧环境下有发现,硫化氢(H2S)作为SBR的代谢产物会同时存在。
脱氯过程的监测可采用游离氯监测仪,用以监测残余亚硫酸根的浓度,还可以采用ORP监测仪。推荐的方法是监测残余亚硫酸根的浓度,以保证有足够的亚硫酸根来还原氯。大多数商业化氯监测仪的捡出浓度为0.1ppm,这个值是CPA膜的余氯上限。直接利用ORP监测仪监控亚硫酸根浓度的方法不够可靠,这种测定水中氧化还原电位的仪器的基线变化难以预测。
CPA膜的耐氯能力大概在1000-2000ppm小时(透盐率增加一倍),1000ppm小时等于在0.038ppm余氯下运行3年。需要注意的是,在一些情况下发现耐氯能力会因温度升高(90华氏度以上)、pH(7以上)升高和过渡金属存在(比如铁、锰、锌、铜、铝等)而大大下降。CPA膜的耐氯胺能力约为50,000-200,000ppm小时(发生透盐率明显增加),这个值相当于在RO进水中含有1.9-7.6ppm的氯胺,膜可以运行3年。同样,在温度升高、pH降低和过渡金属存在时,膜的耐氯胺能力会变化。
在加州的一个三级废水处理装置上发现,在氯胺浓度6-8ppm进水条件下,膜的脱盐率在2-3年内从98%降到了96%。设计者要注意在氯胺化之后进行脱氯还是必要的。氯胺是混合氯和氨的产物,游离氯对膜的降解作用要比氯胺强得多,如果氨量欠缺时会有游离氯存在。因此,使用过量的氨是非常关键的,系统监测要确保这一点。
4 阻垢剂和分散剂
许多阻垢剂生产厂商可提供各种用于反渗透和纳滤系统性能改善的阻垢剂和分散剂。阻垢剂是一系列用于阻止结晶矿物盐的沉淀和结垢形成的化学药剂。大多数阻垢剂是一些专用有机合成聚合物(比如聚丙烯酸、羧酸、聚马来酸、有机金属磷酸盐、聚膦酸盐、膦酸盐、阴离子聚合物等),这些聚合物的分子量在2000-10000道尔顿不等。反渗透系统阻垢剂技术由冷却循环水和锅炉用水化学演变而来。对为数众多各式各样的阻垢剂,在不同的应用场合和所采用的有机化合物所取得的效果和效率差别很大。
采用聚丙烯酸类阻垢剂时要特别小心,在铁含量较高时可能会引起膜污染,这种污染会增加膜的操作压力,有效清除这类污染要进行酸洗。
如果在预处理中使用了阳离子混凝剂或助滤剂,在使用阴离子性阻垢剂时要特别注意。会产生一种粘稠的粘性污染物,污染会造成操作压力增加,而且这种污染物清洗非常困难。
六偏磷酸钠(SHMP)是早期在反渗透中使用的一种普通阻垢剂,但随着专用阻垢剂的出现,用量已经大大减少了。SHMP的使用有一些限制。每2-3天要配制一次溶液,因为暴露在空气中会水解,发生水解后不仅会降低阻垢效果,而且还会造成磷酸钙结垢的可能性。使用SHMP可减少碳酸钙结垢,LSI可达到+1.0。
阻垢剂阻碍了RO进水和浓水中盐结晶的生长,因而可以容许难溶盐在浓水中超过饱和溶解度。阻垢剂的使用可代替加酸,也可以配合加酸使用。有许多因素会影响矿物质结垢的形成。温度降低会减小结垢矿物质的溶解度(碳酸钙除外,与大多数物质相反,它的溶解度随温度升高而降低),TDS的升高会增加难溶盐的溶解度(这是因为高离子强度干扰了晶种的形成)。
最常见的结垢性无机盐有:
◆ 碳酸钙(CaCO3)
◆ 硫酸钙(CaSO4)
◆ 硫酸锶(SrSO4)
◆ 硫酸钡(BaSO4)
不太常见的结垢性矿物质有:
磷酸钙(Ca3(PO4)2)
氟化钙(CaF2)
分散剂是一系列合成聚合物用来阻止膜面上污染物的聚集和沉积。分散剂有时也叫抗污染剂,通常也有阻垢性能。对于不同的污染物,不同的分散剂的效率区别很大,所以要知道所对付的污染物是什么。
需要分散剂处理的污染物有:
● 矿物质结垢
● 金属氧化物和氢氧化物(铁、锰和铝)
● 聚合硅酸
● 胶体物质(指那些无定型悬浮颗粒,可能含有土、铁、铝、硅、硫和有机物)
● 生物性污染物
硅酸的超饱和溶解度难以预测,在水中有铁存在时,会形成硅酸铁,硅酸的最大饱和浓度会大大降低。其他的因素还有温度和pH值。预测金属氧化物(如铁、锰和铝)也非常困难。金属离子的可溶解形式容许较高饱和度,不溶性离子形式更像是颗粒或胶体。
理想的添加量和结垢物质及污染物最大饱和度最好通过药剂供应商提供的专用软件包来确定。在海德能反渗透设计软件中采用的是较为保守的难溶盐超饱和度估算。过量添加阻垢剂/分散剂会导致在膜面上形成沉积,造成新的污染问题。在设备停机时一定要将阻垢剂及分散剂彻底冲洗出来,否则会留在膜上产生污染问题。在用RO进水进行低压冲洗时要停止向系统注入阻垢剂及分散剂。
阻垢剂/分散剂注入系统的设计应该保证在进入反渗透元件之前能够充分混合,静态搅拌器是一个非常有效的混合方法。大多数系统的注入点设在RO进水保安过滤器之前,通过在过滤器中的缓冲时间及RO进水泵的搅拌作用来促进混合。如果系统采用加酸调节pH,推荐加酸点要在上游足够远的地方,在到达阻垢剂/分散剂注入点之前已经完全混合均匀。
注入阻垢剂/分散剂的加药泵要调到最高注射频率,建议的注射频率是最少5秒钟一次。阻垢剂/分散剂的典型添加量为2-5ppm。为了让加药泵以最高频率工作,需要对药剂进行稀释。阻垢剂/分散剂商品有浓缩液,也有固体粉末。稀释了的阻垢剂/分散剂在储槽中会被生物污染,污染的程度取决于室温和稀释的倍数。推荐稀释液的保留时间在7-10天左右。正常情况下,未经稀释的阻垢剂/分散剂不会受到生物污染。
下面的表-2给出一些药剂厂商提供的加阻垢剂后,RO浓水中难溶盐最大饱和度,以及海德能设计软件所采用的保守警戒值。这些数值基于浓水的情况,以正常未加药时的饱和度为100%计算。海德能一直推荐用户要向厂商确证其产品的实际效率。
选择阻垢剂/分散剂的另外一个主要问题是要保证与反渗透膜完全兼容。不兼容药剂会造成膜的不可逆损坏。海德能相信供应商会进行药剂的RO膜兼容性测试和效率测试。我们建议用户向阻垢剂和分散剂厂商咨询下列一些问题:
● 与相关RO膜的兼容性如何?
● 有没有成功运行1000小时以上的最终用户列表?
● 与反渗透进水中的任何成分(比如铁、重金属、阳离子聚电解质等)有没有不可逆反应?
● 推荐添加量和最大添加量是多少?
● 有没有特殊的排放问题?
● 是否适于饮用水应用(有必要时)?
● 该厂商还供应与阻垢剂相容的混凝剂、杀菌剂和清洗剂等其他反渗透药剂吗?
● 该厂商是否提供膜解剖或元件清洗一类的现场技术服务?
表-2 加阻垢剂后难溶盐最大饱和度
垢物或污染物
药剂厂商推荐值
海德能推荐的保守值
碳酸钙LSI 值
+ 2.9
+ 1.8
硫酸钙
400%
230%
硫酸锶
1,200%
800%
硫酸钡
8,000%
6,000%
氟化钙
12,000%
未给出
硅酸
300 ppm 或更高
100%
铁
5 ppm
未给出
铝
4 ppm
未给出
5.2软化预处理
原水中含有过量的结垢阳离子,如Ca2+、Ba2+和Sr2+等,需要进行软化预处理。软化处理的方法有石灰软化和树脂软化。
1石灰软化
在水中加入熟石灰即氢氧化钙可去除碳酸氢钙,反应式为:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2→2CaCO3↓ +Mg(OH)2+2H2O
非碳酸硬度可加入碳酸钠(纯碱)得到进一步降低:
CaCl2 + NaCO3→2NaCl + Ca(CO3)↓
石灰-纯碱软化处理还可降低二氧化硅的含量,在加入铝酸钠和三氯化铁时会形成碳酸钙以及硅酸、氧化铝和铁的复合物沉淀。通过加入多孔氧化镁和石灰的混合物,采用60-70℃热石灰脱硅酸工艺,能将硅酸浓度降低到1mg/L以下。
通过石灰软化也可显著去除钡、锶和有机物,但石灰软化处理的问题是需要使用反应器以便在高浓度下形成沉淀晶种,通常要采用上升流固体接触澄清器。过程出水还需要设置多介质过滤器,并在进入膜单元之前要调节pH。使用含铁混凝剂,无论是否同时使用聚合物絮凝剂(阴离子型和非离子型),均可提高石灰软化的固液分离效果。
只有大型苦咸水/废水系统(大于200m3/H)才会考虑选择石灰软化工艺。
2树脂软化
a.强酸型树脂软化
使用钠离子置换除去结垢型阳离子,如Ca2+、Ba2+、Sr2+,树脂交换饱和后用盐水再生。钠离子软化法在常压锅炉水处理中广泛应用。这种处理方法的弊端是耗盐量高,增加了运行费用,另外还有废水排放问题。
b.弱酸型树脂脱碱度
主要在大型苦咸水处理系统中采用弱酸阳离子交换树脂脱碱度,脱碱度处理是一种部分软化工艺,可以节约再生剂。通过弱酸性树脂处理,用氢离子交换除去与碳酸氢根相同当量(暂时硬度)的Ca2+、Ba2+和Sr2+等,这样原水的pH值会降低到4-5。由于树脂的酸性基团为羧基,当pH达到4.2时,羧基不再解离,离子交换过程也就停止了。因此,仅能实现部分软化,即与碳酸氢根相结合的结垢阳离子可以被除去。因此这一过程对于碳酸氢根含量高的水源较为理想,碳酸氢根也可转化为CO2。
HCO3-+H+=H2O+CO2
一般不希望水中有二氧化碳,必要时要对原水或产水进行脱气,在有生物污染可能时(地表水,高TOC或高菌落总数),对产水脱气更为合适。在膜系统中高CO2浓度可以抑制细菌的生长。当希望系统运行在较高的脱盐率时,采用原水脱气较为合适,脱除CO2将会引起pH的增高,进水pH>6时,膜系统的脱除率比进水pH<5时要高。
● 再生所需要的酸量不大于105%的理论耗酸量,这样会降低操作费用和对环境的影响;
● 通过脱除碳酸氢根,降低了水中的TDS,这样产水TDS也较低;
弱酸型树脂处理的缺点是:
● 残余硬度
如果需要完全软化,可以增设强酸阳树脂的交换过程,甚至放置在弱酸树脂同一交换柱中,这样再生剂的耗量仍比单独使用强酸树脂时低,但是初期投入较高,这一组合仅当系统容量很大时才有意义。
另一种克服这一缺点的方法是在脱碱度的水中加阻垢剂,虽然迄今为止,人们单独使用弱酸树脂脱碱时,还未出现过结垢问题,但是我们仍极力建议你计算残留难溶盐的溶解度,并采取相应的措施。
● 处理过程中水会发生pH变化
因树脂的饱和程度在运行时发生变化,经弱酸脱碱处理的出水其pH值将在3.5-6.5范围内变化,这种周期性的pH变化,使工厂脱盐率的控制变的很困难。当pH<4.2时,无机酸将透过膜,可能会增加产水的TDS,因此,我们推荐用户增加一个并联弱酸软化器,控制在不同时间进行再生,以便均匀弱酸处理出水pH,其它防止极低pH值出水的方法是脱除CO2或通过投加NaOH调节弱酸软化后出水的pH值。
5.3去除胶体和颗粒物
1介质过滤
从水中去除悬浮固体普遍的方法是多介质过滤。多介质过滤器以成层状的无烟煤、石英砂、细碎的石榴石或其他材料为床层。床的顶层由质轻和质粗品级的材料组成,而最重和最细品级的材料放在床的底部。其原理为按深度过滤——水中较大的顾粒在顶层被除去,较小的颗粒在过滤器介质的较深处被除去。
在单一介质过滤器中,最细的颗粒材料反洗至床的顶部。大多数过滤发生在床顶部5cm区域内,其余作为支撑介质。有一泥浆层形成。虽然单一介质过滤器的滤速限制为81.5—163L/(min.m2)过滤面积,多介质过滤器的水力过程流速可高达815L/(min.m2),但因高水质的要求,通常在RO预处理中流速限制在306L/(min.m2)。
由于胶体悬浮物既很细小又由于介质电荷之间的排斥,所以单独过滤不起作用。在这些情况下,在过滤前必须加絮凝剂或絮凝化学药品。常用的絮凝剂有三氯化铁、矾和阳离子聚合物。因为阳离子聚合物在低剂量下就有效果,且不明显地增加过滤器介质的固体负荷,所以最常用。另一方面,如果阳离子聚合物进入现在采用的某些最通用的膜上,则它们却是非常强的污染物。很少量的阳离子聚合物就能堵塞这些膜,且往往难以去除。务须谨记当用阳离子聚合物作为过滤助剂时,必须小心使用。
2除铁、锰——氧化过滤
通常含盐量为苦咸水范围的某些井水呈还原态,典型特点是含有二价的铁和锰,有时还会存在硫化氢和氨。如果对这类水源进行氯化处理,或当水中含氧量超过5mg/L时,Fe2+将转化为Fe3+形成难溶解性的胶体氢氧化物颗粒。铁和锰的氧化反应如下:
4Fe(HCO3)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3+8CO2
4Mn(HCO3)2+O2+2H2O→4Mn(OH)3+8CO2
由于铁的氧化在很低的pH值时就会发生,因而出现铁污染的情况要比锰污染的情况要多,即使SDI小于5,RO进水的铁含量低于0.1mg/L,仍会产生铁污染的问题。碱度低的进水铁离子含量要高,这是因为FeCO3的溶解度会限制Fe2+的浓度。
处理这类水源的一种方法时防止整个RO过程中与空气和任何氧化剂如氯的接触。低pH值有利于延缓Fe2+的氧化,当pH<6,氧含量<0.5mg/L时,最大允许Fe2+浓度4mg/L,另一种是用空气、Cl2或KMnO4氧化铁和锰,将所形成的氧化物通过介质过滤器除去,但需要主要的是,由硫化氢氧化形成的胶体硫可能难以由过滤器除去,在介质过滤器内添加氧化剂通过电子转移氧化Fe2+,即可一步同时完成氧化和过滤。
海绿石就是这样一种粒状过滤介质,当其氧化能力耗尽时,它可通过KMnO4的氧化来再生,再生后必须将残留的KMnO4完全冲洗掉,以防止对膜的破坏。当原水中含Fe2+的量小于2mg/L时,可以采用这一处理方法,如原水中含更高的Fe2+的量小于2mg/L时,可以采用这一处理方法,如原水中含更高的Fe2+时,可在过滤器进水前连续投加KMnO4,但是在这种情况下,必须采取措施例如安装活性炭滤器以保证没有高锰酸钾进入膜元件内。
Birm过滤也可以有效地用于从RO/NF进水中去除Fe2+,Birm是一种硅酸铝基体上涂有二氧化锰形成沉淀,并且通过滤器反洗可将这些沉淀冲出滤器。由于该过程pH将升高,可能会发生LSI值变化,因而要预防滤器和RO/NF系统内出现CaCO3沉淀。
3 微絮凝
如果过滤前对原水中的胶体进行絮凝或混凝处理,可以大幅度地提高介质过滤器效率,使出水的SDI降低到5左右。硫酸铁和三氯化铁可以用于对胶体表面的负电荷进行失稳处理,将胶体捕捉到新生态的氢氧化铁微小絮状物上,使用含铝絮凝剂其原理相似,但因其可能有残留铝离子污染问题,并不推荐使用,除非使用高分子聚合铝。迅速的分散和混合絮凝剂十分重要,建议采用静态混合器或将注入点设在增压泵的吸入段,通常最佳加药量为10-30mg/L,但应针对具体的项目确定加药量。
为了提高混凝剂絮体的强度进而改进它们的过滤性能,或促进胶体颗粒间的架桥,絮凝剂与混凝剂一起或单独使用,絮凝剂为可溶性的高分子有机化合物,如线性的聚丙烯酰胺,通过不同的活性功能团,它们可能表现为阳离子性、阴离子性或中性非离子性。混凝剂和絮凝剂可能直接或间接地影响RO膜,间接的影响如它们的反应产物形成沉淀并覆盖在膜面上,例如当过滤器发生沟流而使混凝剂絮体穿过滤器并发生沉淀;当使用铁或铝混凝剂,但没有立即降低pH值时,在RO阶段或因进水浓缩诱发过饱和现象,就会出现沉淀,还有在多介质滤器后加入化合物也会产生沉淀反应,最常见的是投加阻垢剂,几乎所有的阻垢剂都是荷负电的,将会与水中阳离子性的絮凝剂或助凝剂反应而污染RO膜。
当添加的聚合物本身影响膜导致通量的下降,这属于直接影响。为了消除RO/NF膜直接和间接的影响,阴离子和非离子的絮凝剂比阳离子的絮凝剂合适,同时还须避免过量添加。
4微滤/超滤
采用超滤/微滤预处理工艺的反渗透/纳滤系统叫做集成膜系统(IMS)。与采用传统预处理工艺的反渗透系统相比,IMS设计具有一些明显的优势。
● MF/UF透过液水质更好。SDI和浊度更低,明显降低了对反渗透的胶体和有机物、微生物污染负荷。
● 由于膜在这里是污染物的绝对屏障,MF/UF滤液的高质量可以保持稳定。即便是地表水和废水等水质波动异常频繁的水源,这种稳定性也不会改变。
● 由于胶体污染减少,反渗透系统的清洗频率明显降低。
● 与一些传统过滤工艺相比,MF/UF系统操作更容易,耗时更少。
● 与采用大量化学品的传统工艺相比,MF/UF浓缩废液的处置比较容易。
8. 怎样计算反渗透阻垢剂的加药量
加药量:每套反渗透系统的使用量。举例说明:产水量为75吨的纯水设备,那么RO装置的进水量约为100吨。
反渗透阻垢剂月用量即为:100*3*24*30/1000=216KG(3为加药浓度ppm;24为每天工作时间小时;30为每月天数天;1000为换算单位g换KG)
根据设备的使用量,确定周用量。按周用量确定加药箱大小,调整加药计量泵即可,使药剂平稳连续的注入RO设备即可。
(8)纳滤系统加药扩展阅读:
反渗透阻垢剂很大程度上延缓反渗透膜结垢,延长反渗透膜的使用寿命,这也就是反渗透膜为什么要加药的重要原因。
反渗透阻垢剂的推荐浓度一般为3-8ppm,即反渗透设备每进水1吨需要添加3-8g的阻垢剂。
月用量的计算公式:W=Q×S×H×30/1000,式中W为月用量(Kg);Q为反渗透设备的进水流量(m3/h);S为投加浓度(3-8ppm,即g/吨),H为反渗透设备的工作时间(小时);1000为g与Kg的换算量,若一台反渗透设备的产水量为75吨/小时,则进水需要至少100吨/小时,月用量为:100×3.5×24×30/1000=252KG2。
反渗透阻垢剂一般添加在反渗透系统的保安过滤器,即精密过滤器之前,添加于加药装置中通过计量泵投加在反渗透设备的管道之中,反渗透阻垢剂可以直接使用原液也可稀释后再使用,稀释倍数不得超过10倍,,即浓度不得低于10%。
9. 反渗透用的阻垢剂怎么制作
反渗透膜专用阻垢剂主要用于控制膜分离系统中的结垢沉积物,减少微粒阻塞;其可以延长运转周期和设备使用寿命,从而降低操作和投资费用。目前,反渗透膜专用阻垢剂已广泛应用于反渗透及纳滤装置中。
反渗透系统使用阻垢剂的必要性
造成膜污染的的因素
反渗透水处理中的膜元件是系统中的主要元素之一,反渗透膜的正常与否直接影响到系统出水量、水质、脱盐率以及回收率。影响渗透膜正常工作的因素是原水中的各种成分及杂质,有些可以经过预处理去除,有些则成离子状态存在于水中,这些物质主要是以盐类形成的化合物及有机物、无机物、金属离子、藻类、微生物、细菌等,这些物质是造成膜污染的主要因素。膜从原水中获取了淡水、盐类被逐渐浓缩后成为淡水,此时被浓缩的盐类化合物接近饱和时结晶的几率由此产生,这也是造成膜元件流道容易结垢的原因之一。
反渗透专用阻垢剂
阻垢剂及及杀菌剂解决渗透膜的污染问题,在原水中投加一定量的专用化学品可以有效预防膜元件结垢、污堵以及生物污染,可使膜元件的流道保持清洁因此保障了系统的稳定。根据实际工作工况证明投加阻垢剂及杀菌剂是使反渗透水处理系统稳定运行的最佳方法。
反渗透阻垢剂的成分说明
传统使用的阻垢及一般分为含磷小分子阻垢剂或有机物高分子直链型聚合物阻垢剂,阻止或干扰难溶无机盐的沉积、结垢,大多数阻垢剂均是来源于冷却循环水方面的阻垢经验,其所含有的磷成份作为细菌微生物的营养源对膜带来生物污染的危险。传统的阻垢剂均为晶体修改型阻垢剂,原理为让水中的过饱和离子形成初期沉淀晶体后,再通过修改晶体上面的极性键基团来防止晶体长大或附着于膜表面.
新式的阻垢剂采用树枝状聚合物技术,且不含磷,树枝球状构造不仅提高了纳污阻垢的效果,更克服了自缠绕自粘连的弊病。同时,其独特构造也使其具有强的稳定性。
跟你说点形象点,阻垢剂就像洗衣服时候用的洗衣粉,阻垢剂它能吸附或改变膜上的物质性质,使膜不容易结垢,堵塞,但又不会穿过膜、不会破坏膜的结垢,对产水水质没有影响。
反渗透阻垢剂的计算方式
反渗透阻垢剂的推荐浓度一般为3-6ppm,即反渗透设备每进水1吨需要添加3-6g的阻垢剂。月用量的计算公式:W=Q*S*H*30/1000,式中W为月用量(Kg);Q为反渗透设备的进水流量(m3/h);S为投加浓度(3-6ppm,即g/吨),H为反渗透设备的工作时间(小时);1000为g与Kg的换算量。若一台反渗透设备的产水量为75吨/小时,则进水需要至少100吨/小时,月用量为:100*3.5*24*30/1000=252KG2.
反渗透阻垢剂的添加:反渗透阻垢剂一般添加在反渗透系统的保安过滤器,即精密过滤器之前。添加于加药装置中通过计量泵投加在反渗透设备的管道之中。反渗透阻垢剂可以直接使用原液也可稀释后再使用,稀释倍数不得超过10倍,即浓度不得低于10%。
2、反渗透膜专用阻垢剂特点
1)在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢,不加酸的条件下最大允许值为2.8;
2)不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物;
3)对控制铁、铝及重金属污染物特别有效,进水侧铁的浓度允许8.0ppm;
4)能有效地抑制硅的聚合与沉积;
5)可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜和超滤膜;
6)极佳的溶解性及稳定性;
7)给水PH值在5-10范围内均有效。
一般阻垢剂厂家生产的反渗透阻垢剂是专门用于反渗透(RO)系统及纳滤(NF)和超滤(UF)系统的阻垢剂,不仅可以防止反渗透膜表面结垢、提高产水量和产水质量,而且还降低了设备整体运行的费用。
10. 反渗透纯水设备为何要添加阻垢剂
由于RO反渗透技术生产的水纯净度是目前人类掌握的一切制水技术中最高的,洁净度几乎达到回100%。反渗透膜是反渗透系答统的关键设备,系统长时间连续运行时,水中钙镁等离子会不断析出并在反渗透膜表面附着,形成结垢堵塞膜孔,这样会影响反渗透系统的出水效率,损坏反渗透膜。由于反渗透膜比较昂贵,所以在系统运行中,要增加一段加药系统,在水中投加反渗透阻垢剂,延缓钙镁离子的析出和膜面结垢。反渗透阻垢剂投加方式
反渗透系统一般有专用的自动加药装置,由加药箱、计量泵等组成,可设置单位时间内加药量,连续添加。反渗透阻垢剂是专门用于反渗透(RO)系统及纳滤(NF)和超滤(UF)系统的阻垢剂,可防止膜面结垢,能提高产水量和产水质量,降低运行费用。