為什么反滲透設備需配備阻垢劑？

文章作者：宏潔水務

結垢原因及種類

    反滲透膜法分離是一種精密的膜法液體分離技術，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，目前市場化工業反滲透復合膜的標準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，經過反滲透系統脫鹽濃縮后，在濃水側的鹽類濃度成倍增長，且同時存在濃差極化的因素，當超過其溶解度極限時，它們就會在膜面上產生結垢，回收率越高、濃差極化因子越大，產生結垢的風險性就越大。反滲透系統中，常見的難溶鹽包括 CaSO4、CaCO3、BaSO4、CaF2、硅酸鹽等。

反滲透發生結垢的原因通常包括以下幾點：

    （1）進料水難溶鹽濃度超過溶度積，但沒有投加阻垢劑。

    （2）阻垢劑投加不適當。

    （3）過高的回收率。

    （4）不適宜的操作參數，如：過高pH值控制硅垢而發生CaCO3沉淀。

結垢危害及防控措施

    反滲透系統發生結垢污染后，通常表現為產水量下降、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在數小時之內即因結垢堵塞膜系統，含鋇和氟的結垢一般形成較緩，這是因為它們常見的原水濃度通常較低。

    通過拆卸末段末支膜元件，通?？梢栽谀ぴ嗣?、膜殼端板等處觀察到垢類物質，對膜元件進行控水后稱重，膜元件的重量會比新膜明顯增加（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察到沉積物的晶體結構，通過化學分析或 X射線分析可以辨別結垢類型及結垢物質。

    根據不同的水源類型采取針對性的有效防控措施是十分必要的，常見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（如樹脂軟化除硬、化學軟化除硬、除硅、除鐵錳等）。

垢類防控技術之阻垢劑投加

  當反滲透系統中濃水側難溶鹽的溶度積達到或超過飽和時，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重要的。

 一、阻垢劑的選型

    現在市場上正規廠商所供反滲透專用阻垢劑多為有機酸鹽類和聚丙烯酸鹽類阻垢劑，阻垢效果較好?？梢愿鶕韫竸S商提供的設計軟件進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離子聚電解質或多價陽離子（如 Fe、Al）產生沉淀，造成污染，所以要避免過量使用。

    當加入陰離子阻垢劑時，要避免在預處理中加入或過量加入陽離子型聚合物，以阻止產生沉淀。

    無論選擇哪個品牌哪種型號的阻垢劑，都需要提供原水水質分析數據和反滲透系統的設計參數，以保證阻垢劑與實際運行工況相匹配。

 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家用藥指導建議，過度稀釋，會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，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，也杜絕藥劑投加過量造成膜元件污染并增加運行成本。

三、阻垢劑計量泵的聯鎖控制

    阻垢劑計量泵應與高壓泵進行聯鎖設計，當高壓泵啟動時開啟阻垢劑計量泵，高壓泵停止時，關閉阻垢劑計量泵。加藥系統常見的故障包括：

    （1）進口濾網堵塞

    （2）加藥管線內有氣泡阻隔

    （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壓力

    現場運行時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，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）發現數據異常及時停機、排查原因，組織針對性化學清洗。

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