反渗透硫酸钙结垢计算及清洗策略.docx

1、水质分析及结垢倾向计算

硫酸钙结垢风险可通过计算浓水侧的离子积与溶度积（Ksp）对比来评估。关键公式：

离子积IP=[Ca2+]*[SO42-]

若IPKsp，则存在结垢风险（25°℃时硫酸钙的Ksp≈2.4*10-5）。

假设原水中钙离子浓度为200mg/L，换算为5*10-3mol/L，硫酸根离子浓度为400mg/L，换算为4.17*10-3mol/L。反渗透的回收率75%，浓缩因子=1÷（1-0.75）=4

浓水侧的钙离子近似为5*10-3*4=0.02mol/L，硫酸根离子近似为4.17*10-3*4=0.0167mmol/L。

计算离子积=0.02*0.0167=3.34*10-4，明显高于2.4*10-5，存在严重结垢风险。

（1）降低回收率

若将回收率降至60%（浓缩因子=2.5），则：

离子积=（5x10-3*2.5）*（4.17x10-3*2.5）=1.3x10-4，低于Ksp，结垢风险解除。

（2）投加阻垢剂

阻垢剂可提高硫酸钙的过饱和度。假设阻垢剂效率为80%，允许的IP=Ksp*（1+0.8）=4.3

2*10-5。

但在原回收率75%时IP=3.34*10-4，仍超标，需结合其他措施。

（3）化学软化或离子交换软化

投加化学药剂如石灰或钠离子交换树脂去除钙离子，将钙离子浓度降至50mg/L以下，重新计算离子积=0.00125*0.0167=2.09*10-5Ksp。

（4）pH调节

硫酸钙溶解度随pH降低而增加。将pH从7.5降至6.5，可使Ksp提高约30%，但该方式需通过实验校准。

2、清洗策略

1.化学清洗配方与参数

清洗剂选择：可采用1.0%的Na4EDTA或0.025%的Na-SDS。注意硫酸钙结垢的出现要及早发现和处理，如果结垢超过一周，几乎无法清洗掉。

清洗步骤：

1.低压冲洗：用RO产水冲洗膜表面松散污染物。

2.配制清洗液：1.0%的Na4EDTA或0.025%的Na-SDS溶液，温度30°C。

3.循环清洗：流量按膜厂家要求（如8-10m3/h），循环1-2小时。

4.浸泡与二次循环：浸泡30分钟后再次循环。

5.冲洗与测试：用RO产水冲洗至pH中性，测试通量恢复率。