在工業(yè)水處理領(lǐng)域,反滲透系統(tǒng)是水質(zhì)凈化的常用工藝。系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行過程中,膜面結(jié)垢是困擾很多運(yùn)維人員的常見問題。水垢附著在膜表面,會(huì)帶來膜元件通量下降、系統(tǒng)壓差升高、運(yùn)行能耗上升等一系列問題。反滲透阻垢劑,就是用來緩解膜面結(jié)垢問題的常用藥劑。
很多人會(huì)好奇,反滲透阻垢劑是怎樣減緩膜面結(jié)垢現(xiàn)象的。它并非把已經(jīng)成型的垢層溶解掉,主要依靠幾種物理化學(xué)機(jī)制,延緩鹽類物質(zhì)在膜表面析出、堆積。
第一種是螯合絡(luò)合。藥劑分子自帶活性基團(tuán),可以和水體內(nèi)部鈣、鎂、鋇、鍶這類金屬離子相結(jié)合,生成水溶性絡(luò)合物。被結(jié)合后的金屬離子,難以和碳酸根、硫酸根等離子相遇形成沉淀,成垢離子保留在水體當(dāng)中,減少析出的機(jī)會(huì)。
第二種為晶格畸變作用。水體當(dāng)中離子濃度達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí),會(huì)開始產(chǎn)生細(xì)小鹽晶。阻垢劑分子可以嵌入晶體結(jié)構(gòu)當(dāng)中,打亂晶體原本規(guī)整的生長(zhǎng)形態(tài)。晶體難以形成質(zhì)地密實(shí)的垢體,生成松散細(xì)碎的微晶,這類微晶更容易跟隨水流流動(dòng),不容易停留在膜表面。
第三種是分散懸浮。阻垢劑吸附在細(xì)小晶體顆粒表層,讓顆粒帶上同種電荷。顆粒之間互相排斥,不易聚集粘連,微晶可以穩(wěn)定懸浮在濃水水體,跟隨濃水排出系統(tǒng),降低顆粒沉降附著膜面的概率。
第四種為閾值效應(yīng)。藥劑不需要和成垢離子按照固定比例發(fā)生反應(yīng),少量投加,就可以提升鹽類物質(zhì)的飽和溶解度。即便濃水側(cè)鹽離子濃度偏高,也可以延緩結(jié)晶析出,這也是現(xiàn)場(chǎng)工況中藥劑投加維持較低濃度的原因。
市面上常見的反滲透阻垢劑,主要分為有機(jī)膦酸鹽、丙烯酸類共聚物等品類。不同配方的藥劑,對(duì)碳酸鈣、硫酸鹽、硅垢等垢物適配能力存在差異,選型需要結(jié)合原水水質(zhì)報(bào)告來確定。
這里也要理清一個(gè)誤區(qū),阻垢劑只對(duì)新垢生成起到抑制效果。如果膜面已經(jīng)形成厚實(shí)垢層,藥劑無法將其去除。已經(jīng)結(jié)垢的膜元件,需要通過專用化學(xué)清洗流程處理,恢復(fù)膜元件工作狀態(tài)。
藥劑使用環(huán)節(jié),也有不少細(xì)節(jié)需要留意。藥劑投加位置、投加濃度,要結(jié)合系統(tǒng)工況調(diào)整。投加量過高,會(huì)帶來新的有機(jī)污染風(fēng)險(xiǎn);和部分絮凝藥劑搭配使用不當(dāng),也會(huì)產(chǎn)生絮體,轉(zhuǎn)而造成膜元件污染。運(yùn)維人員需要做好水質(zhì)監(jiān)測(cè),把控藥劑使用的各個(gè)環(huán)節(jié)。
反滲透系統(tǒng)想要維持較長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行,不只是依靠阻垢劑單一藥劑。預(yù)處理工藝、進(jìn)水水質(zhì)管控、系統(tǒng)運(yùn)維巡檢,各個(gè)環(huán)節(jié)相互配合,才能減少膜元件各類污染問題,降低設(shè)備維護(hù)成本。
水處理行業(yè)不斷發(fā)展,各類藥劑與配套工藝持續(xù)迭代。立足實(shí)際水質(zhì)條件,做好藥劑選型與日常運(yùn)維,是保障反滲透裝置長(zhǎng)效運(yùn)轉(zhuǎn)的可行路徑。