在工业水处理领域,反渗透系统是水质净化的常用工艺。系统长期运行过程中,膜面结垢是困扰很多运维人员的常见问题。水垢附着在膜表面,会带来膜元件通量下降、系统压差升高、运行能耗上升等一系列问题。反渗透阻垢剂,就是用来缓解膜面结垢问题的常用药剂。
很多人会好奇,反渗透阻垢剂是怎样减缓膜面结垢现象的。它并非把已经成型的垢层溶解掉,主要依靠几种物理化学机制,延缓盐类物质在膜表面析出、堆积。
第一种是螯合络合。药剂分子自带活性基团,可以和水体内部钙、镁、钡、锶这类金属离子相结合,生成水溶性络合物。被结合后的金属离子,难以和碳酸根、硫酸根等离子相遇形成沉淀,成垢离子保留在水体当中,减少析出的机会。
第二种为晶格畸变作用。水体当中离子浓度达到饱和状态时,会开始产生细小盐晶。阻垢剂分子可以嵌入晶体结构当中,打乱晶体原本规整的生长形态。晶体难以形成质地密实的垢体,生成松散细碎的微晶,这类微晶更容易跟随水流流动,不容易停留在膜表面。
第三种是分散悬浮。阻垢剂吸附在细小晶体颗粒表层,让颗粒带上同种电荷。颗粒之间互相排斥,不易聚集粘连,微晶可以稳定悬浮在浓水水体,跟随浓水排出系统,降低颗粒沉降附着膜面的概率。
第四种为阈值效应。药剂不需要和成垢离子按照固定比例发生反应,少量投加,就可以提升盐类物质的饱和溶解度。即便浓水侧盐离子浓度偏高,也可以延缓结晶析出,这也是现场工况中药剂投加维持较低浓度的原因。
市面上常见的反渗透阻垢剂,主要分为有机膦酸盐、丙烯酸类共聚物等品类。不同配方的药剂,对碳酸钙、硫酸盐、硅垢等垢物适配能力存在差异,选型需要结合原水水质报告来确定。
这里也要理清一个误区,阻垢剂只对新垢生成起到抑制效果。如果膜面已经形成厚实垢层,药剂无法将其去除。已经结垢的膜元件,需要通过专用化学清洗流程处理,恢复膜元件工作状态。
药剂使用环节,也有不少细节需要留意。药剂投加位置、投加浓度,要结合系统工况调整。投加量过高,会带来新的有机污染风险;和部分絮凝药剂搭配使用不当,也会产生絮体,转而造成膜元件污染。运维人员需要做好水质监测,把控药剂使用的各个环节。
反渗透系统想要维持较长周期平稳运行,不只是依靠阻垢剂单一药剂。预处理工艺、进水水质管控、系统运维巡检,各个环节相互配合,才能减少膜元件各类污染问题,降低设备维护成本。
水处理行业不断发展,各类药剂与配套工艺持续迭代。立足实际水质条件,做好药剂选型与日常运维,是保障反渗透装置长效运转的可行路径。