水处理抑垢剂反渗透膜用阻垢剂成分分析

（1）对某县生活垃圾处理场渗滤液采用二级DTRO 工艺进行处理，出水效果较好，各项指标均可以达到 GB 16889—2008 表 2 中规定的排放标准的要求
（2）充分利用填埋场垃圾堆体的生物反应器特性，采用浓缩液回灌进行消解和稳定污染物，是渗滤液处理过程中一个经济可靠的处理环节。

DTRO是DT的一个分类，DT 膜技术即碟管式膜技术(Disc Tube Module)，分为DTRO（碟管式反渗透）、DTNF（碟管式纳滤）、DTUF（碟管式超滤）三大类，是一种专利型膜分离组件。该技术是针对高浓度料液的过滤分离而开发的，已成功应用近30 年。
DTRO基本介绍
一、组件结构
碟管式膜组件主要由RO 膜片、导流盘、中心拉杆、外壳、两端法兰各种密封件及联接螺栓等部件组成。把过滤膜片和导流盘叠放在一起，用中心拉杆和端盖法兰进行固定，然后置入耐压外壳中，就形成一个碟管式膜组件。

二、工作原理
料液通过膜堆与外壳之间的间隙后通过导流通道进入底部导流盘中（如图2所示），被处理的液体以短的距离快速流经过滤膜，然后180º逆转到另一膜面，再从流入到下一个过滤膜片，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的切向流过滤，浓缩液后从进料端法兰处流出。料液流经过滤膜的同时，透过液通过中心收集管不断排出。浓缩液与透过液通过安装于导流盘上的O 型密封圈隔离。

反渗透膜是反渗透系统的关键设备，系统长时间连续运行时，水中钙镁等离子会不断析出并在反渗透膜表面附着，形成结垢堵塞膜孔，这样会影响反渗透系统的出水效率，损坏反渗透膜。由于反渗透膜比较昂贵，所以在系统运行中，要增加一段加药系统，水处理设备在水中投加反渗透阻垢剂，延缓钙镁离子的析出和膜面结垢。

反渗透阻垢剂是用于反渗透（RO）系统及纳滤（NF）和超滤（UF）系统的阻垢剂，可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用。

阻垢剂的特点

1、很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢
2、不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物
3、能有效地抑制硅的聚合与沉积，浓水侧SiO2浓度可达290 ppm
4、可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜和超滤膜
5、的溶解性及稳定性
6、给水PH值在5-10范围内均有效

二、反渗透膜的材质是什么？
常见的反渗透膜材料有两大类。1、醋酸纤维素膜元件 一般用纤维素经酯化生成三醋酸纤维，再经二次水解成混合一、二、三醋酸纤维。影响膜的脱盐率与产水量重要的因素是乙酰含量高则脱盐率高，但产水量少。
醋酸纤维素膜本质上的弱点是，随时间的推移，酯基官能团将水解，同时脱盐率逐渐下降而流量增加，随着水解作用的加强，膜更易受到微生物侵袭，同时膜本身也将失去它的功能和完整性。2、复合膜元件复合膜的主要支持结构是经砑光机砑光后的聚酯无纺织物，其表面无松散纤维并且坚硬光滑，由于聚酯无纺织物非常不规则并且太疏松，不适合作为盐屏障层的底层，因而将微孔工程塑料聚砜浇注在非纺织物表面上，聚砜层表面的孔控制在大约15nm，屏障层采用高交联度的芳香聚酰胺，厚度大约在0.2um。高交联度芳香聚酰胺由苯三酰氯和苯二胺聚合而成。
复合膜与醋酸纤维素膜相比有以下优点：（1）化学稳定性好。醋酸纤维素膜不可避免地会发生水解，醋酸纤维素膜连续运行允许的pH值范围为4～6，清洗时允许是pH值范围为3～7，pH值为5.7时水解速度慢，这就导致预处理时加酸来量大，清洗时可选用的药品范围窄，不易获得满意的清洗效果，复合膜连续运行允许的pH值范围一般为2～11，清洗时允许的pH值范围一般为1～12。（2）生物稳定性好。复合膜不易受微生物侵袭，而醋酸纤维素膜易受微生物侵袭。（3）复合膜的传输性能好，即Kw大而Ks小。（4）复合膜在运行中不会被压紧，因此产水量不随使用时间而改变，而醋酸纤维素膜在运行中会被压紧，因而产水量不断下降。（5）复合膜的脱盐率基本不随使用时间而改变，而醋酸纤维素膜由于不可避免的水解，脱盐率会不断下降。（6）复合膜由于Kw大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量与醋酸纤维素膜相比减少了一半以上。（7）醋酸纤维素膜的寿命一般仅3年，而复合膜有些已使用5年或者8年，性能仍完好如初。复合膜的缺点是抗氧化性较差。

防止膜性能的损坏
新的反渗透膜元件通常浸润1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后贮存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情况下,贮存1年左右,也不会影响其寿命和性能。当塑料袋开口后,应尽快使用,以免因NaHSO3在空气中氧化,对元件产生不良影响，因此膜应尽量在使用前开封。
反渗透设备试机完后,采用过两种方法保护膜：设备试机运行两天(15～24h),然后采用2%的甲醛溶液保养;或运行2～6h后,用1%的NaHSO3的水溶液进行保养(应排尽设备管路中的空气,设备不漏,关闭所有的进出口阀)。两种方法均可得到满意的效果。种方法成本高些,在闲置时间长时使用,第二种方法在闲置时间较短时使用。反渗透设备的操作不当引起膜性能的损坏　　
反渗透设备中有残余气体在高压下运行,形成气锤会损坏膜　　常有两种情况发生:A、设备排空后,重新运行时,气体没有排尽就快速升压运行。应在2～4bar的压力下将余下的空气排尽后,再逐步升压运行。
B、在预处理设备与高压泵之间的接头密封不好或漏水时(尤其是微滤器及其后的管路漏水)当预处理供水不很足时,如微滤发生堵塞,在密封不好的地方由于真空会吸进部分空气。应清洗或更换微滤器,管路不漏。总之,应在流量计中没有气泡的情况下逐步升压运行,运行中发现气泡应逐渐降压检查原因。

反渗透技术的运行维护
2．1反渗透膜堵塞原因分析：反渗透膜在运行过程中易存在堵塞的问题，原因为细菌滋生、钙、镁离子结垢。针对细菌滋生问题，在超滤系统前端投加次氯酸钠药剂，在超滤系统中杀死细菌，并在出水中留用余氯，抑制细菌滋生，同时在反渗透进水中投加非氧化性杀菌剂以杀死细菌。但水中余氯会损害反渗透膜，在反渗透膜前端需要投加还原剂以消除余氯。针对钙、镁等离子结垢，在反渗透前端投加阻垢剂，阻垢剂和还原剂都从药剂厂家购买。在应用实例中阻垢剂投加浓度5×10一，还原剂浓度3×10_6，根据进水水质进行调节。

2．2化学清洗：在反渗透膜运行一段时间后，膜内会滋生细菌以及结垢，影响反渗透膜的产水量和脱盐率。所以定期需要对反渗透膜进行化学清洗，化学清洗包括碱洗和酸洗，碱洗的作用是去除反渗透中的细菌等有机污染，酸洗的作用是去除反渗透膜中的无机污染和金属氧化物。每次碱洗和酸洗的配药浓度约为2．5％，碱洗剂和酸洗剂均从药剂厂家购买。对于重度污染的膜需要碱液和酸液的反复清洗，将反渗透中污染物质去除。药剂在清洗过程中采用冲击加浸泡的循环方式，通过加药泵向反渗透中加药1 h后停止运行加药泵，关闭化学清洗的加药和出药阀门，将药剂留在反渗透膜内浸泡，浸泡2 h后，打开阀门，启动泵，循环冲击和浸泡。在碱洗过程中，因为杀死微生物会产生大量泡沫，应及时清理，避免造成泡沫飞溅。

2．3低压冲洗：在线低压冲洗是将浓水排水阀门、产水排水阀门及低压冲洗进水阀门同时打开，通过启动低压冲洗泵，使水流在反渗透膜管内产生紊流，冲洗膜表面的盐分和污染物，再通过排放水阀门排走。低压冲洗使用反渗透的产水作为冲洗水，避免产生二次污染。低压冲洗在系统中被设置为常规操作，在开机和停机的过程中进行1次，可设置成每d的例行操作，定期进行冲洗。低压冲洗的压力、流量和时间都对冲洗效果有影响。流量一般大于运行流量，应避免流量过大，使盐分拥堵在膜内。运行压力一般以产水为准，不需要施加过大压力。操作时间为5～10 min。

三、反渗透膜元件选型
选择反渗透RO膜需要考虑的性能指标：脱盐率、产水量、回收率。
1、RO反渗透膜的脱盐率和透盐率
RO反渗透膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于反渗透RO膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透膜对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，对离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低，但也可超过了98%（反渗透膜使用时间越长，化学清洗次数越多，反渗透膜脱盐率越低）对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%，但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
　　反渗透膜的脱盐率和透盐率计算方法：
RO膜的盐透过率=RO膜产水浓度/进水浓度×
RO膜的脱盐率=（1–RO膜的产水含盐量/进水含盐量）×
RO膜的透盐率=–脱盐率
2、RO反渗透膜的产水量和渗透流率
RO膜的产水量——指反渗透系统的产水能力，即单位时间内透过RO膜的水量，通常用吨/小时或加仑/天来表示。
RO膜的渗透流率——也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率，通常用加仑每平方英尺每天（GFD）表示。过高的渗透流率将导致垂直于RO膜表面的水流速加快，加剧膜污染。
3、RO反渗透膜的回收率
RO膜的回收率——指反渗透膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据反渗透系统中预处理的进水水质及用水要求而定的。RO膜系统的回收率在设计时就已经确定。
A、RO膜的回收率=（RO膜的产水流量/进水流量）×
B、反渗透(纳滤)膜组件的回收率、盐透过率、脱盐率计算公式如下：
　　反渗透膜组件的回收率= RO膜组件产水量/进水量×
反渗透膜组件的盐分透过率=RO膜组件产水浓度/进水浓度×。