在工業水處理領域,反滲透系統是水質凈化的常用工藝。系統長期運行過程中,膜面結垢是困擾很多運維人員的常見問題。水垢附著在膜表面,會帶來膜元件通量下降、系統壓差升高、運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垢問題的常用藥劑。
很多人會好奇,反滲透阻垢劑是怎樣減緩膜面結垢現象的。它并非把已經成型的垢層溶解掉,主要依靠幾種物理化學機制,延緩鹽類物質在膜表面析出、堆積。
第一種是螯合絡合。藥劑分子自帶活性基團,可以和水體內部鈣、鎂、鋇、鍶這類金屬離子相結合,生成水溶性絡合物。被結合后的金屬離子,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中,減少析出的機會。
第二種為晶格畸變作用。水體當中離子濃度達到飽和狀態時,會開始產生細小鹽晶。阻垢劑分子可以嵌入晶體結構當中,打亂晶體原本規整的生長形態。晶體難以形成質地密實的垢體,生成松散細碎的微晶,這類微晶更容易跟隨水流流動,不容易停留在膜表面。
第三種是分散懸浮。阻垢劑吸附在細小晶體顆粒表層,讓顆粒帶上同種電荷。顆粒之間互相排斥,不易聚集粘連,微晶可以穩定懸浮在濃水水體,跟隨濃水排出系統,降低顆粒沉降附著膜面的概率。
第四種為閾值效應。藥劑不需要和成垢離子按照固定比例發生反應,少量投加,就可以提升鹽類物質的飽和溶解度。即便濃水側鹽離子濃度偏高,也可以延緩結晶析出,這也是現場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,主要分為有機膦酸鹽、丙烯酸類共聚物等品類。不同配方的藥劑,對碳酸鈣、硫酸鹽、硅垢等垢物適配能力存在差異,選型需要結合原水水質報告來確定。
這里也要理清一個誤區,阻垢劑只對新垢生成起到抑制效果。如果膜面已經形成厚實垢層,藥劑無法將其去除。已經結垢的膜元件,需要通過專用化學清洗流程處理,恢復膜元件工作狀態。
藥劑使用環節,也有不少細節需要留意。藥劑投加位置、投加濃度,要結合系統工況調整。投加量過高,會帶來新的有機污染風險;和部分絮凝藥劑搭配使用不當,也會產生絮體,轉而造成膜元件污染。運維人員需要做好水質監測,把控藥劑使用的各個環節。
反滲透系統想要維持較長周期平穩運行,不只是依靠阻垢劑單一藥劑。預處理工藝、進水水質管控、系統運維巡檢,各個環節相互配合,才能減少膜元件各類污染問題,降低設備維護成本。
水處理行業不斷發展,各類藥劑與配套工藝持續迭代。立足實際水質條件,做好藥劑選型與日常運維,是保障反滲透裝置長效運轉的可行路徑。