反渗透膜用阻垢剂的实验室评价.doc

反渗透膜用阻垢剂的实验室评价 周伟生吕勇 齐登谷 (天津化工研究设计院，天津300131) f摘要】针对内蒙古某污水处理厂结硫酸钙垢的水质t利用实验室反渗透评价装置对几种国内 外膜用阻垢剂进行了阻硫酸钙垢的实验室评价．研究了在一定实验条件下不同类型的阻垢剂对膜 通量产生的影响．井找出膜通量艟药剂浓度变化的一些规律，研究了水中细菌在反渗透膜上形成 生物粘泥后对反渗透通量的影响，为现场实际运行起到了良好的指导作用。 【关键词】反渗透膜：阻垢荆；膜通量 1前言 当今工业的高速发展带来了水质日趋恶化、用水消耗日益增多等问题。反渗透则成 为解决能源、资源、环境等重大问题的新技术，并被认为是20世纪末至2l世纪中期最 有发展前途的高科技术之一。近年来，膜技术在电子、化工、医药、食品等行业的脱盐、 超纯水制备、污水处理以及各种分离提纯过程中得以日益广泛的应用。 反渗透技术是对含盐水施以外界推动力以克服渗透压而使水分子通过膜的逆向渗透 过程，经过反渗透处理后，可除去水中99％的盐分及二氧化硅，并能除去水中的99．3％ 的钙、镁成分。它属于压力驱动型膜分离技术。 反渗透装置的浓水极易受到沉积物的污染，如在膜表面生成CaCOa、Ca3(P04)2、 CaSO。、BaS04、SrS04、金属氧化物、硅酸化合物等沉积物，影响反渗透装置的正常运 行，严重时导致反渗透膜的报废。解决这一问题的最常用方法是往反渗透进水中加阻垢 剂，因此反渗透膜阻垢剂的开发一直都是人们竞相研究的热点。目前国内外反渗透阻垢 剂主要为有机膦酸盐、聚羧酸盐或丙烯酸、丙烯酯、丙烯磺酸类物质等的多元共聚物以 及其它们的复合物为主。 但是对于不同水质，阻垢剂的应用效果有很大差异，因此，在实验室中，根据不同 水质进行阻垢剂的筛选对实际应用具有重要的指导意义。为此，我们组装了一台小型反 渗透评价装置并根据内蒙古某污水处理厂的水质分析情移6进行了反渗透阻垢剂的实验室 评价，实验结果对现场实际成心起到了良好的指导作心。 2试验部分 77  哪勰禳 2004全国水处理技术研讨会论文集 2．1实验装置 本实验采用我院自主装配的一套小型实验室刚反渗透膜药剂评价装置，实验装置示 意图见图l。 I．石英砂；2-活性炭；3·阳离子交换树脂；4-原水槽：5-高压泵；6-评价池 图1阻垢剂评价装置流程图 2．2实验方法 2．2．I阻垢剂阻垢性能评价实验 本实验首先将反渗透膜装入评价池，在原水槽内加入50kg去离子水，待温度升至指 定温度(2512)，进水压力与出水压力均调至IMpa，浓水流量为240I．／h时测定滴定20mL 产水所需时间。再根据测定的时间计算水通量。渗透通量公式如式(1)所示· (1)JW=VW／S．t 式中：J 一溶剂透过速度(mL／cm2min) vw_ ．透过液的溶剂(mL) S 一膜的有效面积(cm。) t 运转时间(min) 本实验反渗透膜采用Dow化学公司Filmtec膜。 2．3内蒙古某污水处理厂水质分析 该厂所处理的水为印染废水和生活污水，污水处理工艺流程见图2· 图2内蒙古某污水处理厂废水处理工艺流程图 产水  污水处理厂的水质分析数据见表1 表I 内蒙古某污水处理厂水质分析数据 Caz+ Na+ HCOj。 Cl_ SiOz S042。 COD 电导率 分析项目 pH ／mgL-1 ／mgL。1 ／mgL1 ／mgL。。 ／mgL‘’ ／mgL。1 ／mgL‘1 ／(．sSem) 指标 200 530 243 802 150 300 85 3500 8 5 针对以上水质分析可以初步判定该水中有机物含量较高，容易产生生物粘泥，并有 结硫酸钙垢倾向。国外某公司为该污水处理厂提供了国外l号和国外2号和国外3号三 个阻垢剂样品，我院实验室提供了TS．604A和TSM．1两个样品。针对该污水厂的水质情 况，我们对这些药剂进行了阻CaS04垢的实验室评价，这两个样品均为我院合成。配水 中CaS04浓度为800mg／L大约为现场水质中的CaS04浓度的3倍。 3 CaSO。800mg／L--k离子水中不同阻垢剂阻垢性能的评价 3．1国外1号的阻垢性能评价 国外l号的阻垢性能如图3所示。 一 一 一 一 一 一 一 ^一三{o＼I-v掌制■啊 一 一 0 1 2 3‘5 B 7 I-O”t2Ⅱ145 1B 时阿(h) 图3国外1号浓度对通量变化的影响 国外1号为丙烯酸类聚合物。由图3可以看出在2mg／L和3mg／L时，其阻硫酸钙垢 效果相差无几，而浓度为5mg／L时的阻垢性能与2mg／L和3mg／L时有较大的差距。 3．2国外2号的阻垢性能评价 国外2号的阻垢性能蜘l图4所示。  t-000S