水处理抑垢剂反渗透水处理阻垢剂成分分析

（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。

垃圾渗滤液水质特点

（1）污染物成分复杂
由于垃圾组分复杂，渗滤液中的污染物成分复杂。渗滤液的污染成分包括有机物、无机离子和营养物质。其中主要是氨氮和各种溶解态的离子、重金属、酚类、可溶性脂肪酸及其他有机污染物。
（2）有机物浓度高
垃圾渗滤液中的BOD5和COD浓度高可达几万毫克每升，且含有大量的难降解有机物，如有机氯化物、芳香族化合物、腐植酸等，导致COD中将近有700mg/L～1500mg/L难以用生物处理的方式去除。对于填埋场渗滤液，BOD/COD随着垃圾填埋年数的增加而降低，导致可生化性变差[3]。
（3）氨氮浓度高
垃圾渗滤液中的氨氮和总氮浓度一般都达1000mg/L以上，对于填埋场渗滤液，氨氮随着填埋年数的增加而增加。
（4）重金属和盐分在某些特殊情况下含量高
若原生垃圾中混有大量工业垃圾（污泥），可能导致渗滤液中重金属浓度较高；受我国居民生活习惯影响，垃圾渗滤液盐分含量较高。

.垃圾渗滤液处理的工艺
3.1工艺总概述
基于生活垃圾渗滤液的复杂性、高浓度的特点，常规处理技术和措施包括以下方面。

3.2生物处理技术
在对COD浓度<5000mg/L的垃圾渗滤液的处理中，以好氧生物处理技术为适宜[4]，诸如：活性污泥法、生物膜法；在对COD浓度>5000mg/L的高浓度垃圾渗滤液的处理中，以厌氧生物处理技术为适宜，诸如：厌氧生物滤池、厌氧序批式反应器；另外，还有厌氧（缺氧）—好氧生物处理技术，如：经济的SBR组合工艺技术。

3.3物化处理技术
能够产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH）的深度氧化处理技术，如：臭氧氧化法、光催化氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法；投加无机盐或高分子物质的混凝处理技术以及膜处理技术。

很多工厂使用反渗透阻垢剂，是因为它能提高产水量和水体的质量，从而降低成本。但是，很多人并不清楚怎样选择反渗透阻垢剂以及选择什么样的反渗透阻垢剂才能得到佳的效果。为此，笔者总结了几点选择反渗透阻垢剂的方法，供您参考。

，考虑水质。如果水质的变化比较大，要参照差的水质来选择反渗透阻垢剂。就反渗透阻垢剂的选择而言，水质变化不大，比较稳定的选择符合要求的就可以，尽量购买高纯度的产品。对于废水而言，其水质变化比较大，含有的污垢多，这时就要考虑购买多种成分的反渗透阻垢剂，利用各个成分的共同作用，达到净水的目的。反渗透阻垢剂的作用时间相对较短，所以要快速地反渗透阻垢剂和结垢离子作用。如果水体中杂质含量太高，也会影响反渗透阻垢剂的效果。

其次，考虑纯度。对于单一成分的反渗透阻垢剂而言，浓度越高稳定的区间就越狭隘;对于复合型的反渗透阻垢剂而言，每一个成分的稳定区间都各有不同，很难提高产品的浓度。另外，反渗透阻垢剂的浓度越高，存放时就越容易发生变化，杂质的含量也会增加。

除此之外，了解反渗透阻垢剂的种类对于我们选择反渗透阻垢剂也是非常有必要的。常见的反渗透阻垢剂有聚磷酸盐、聚羧酸等。每一种反渗透阻垢剂都表现出不同的除垢性能。近年来，也推出了不少无磷、没有任何环境污染的反渗透阻垢剂，目的就是减轻含磷的反渗透除垢剂带来的鱼虾大量死亡，海藻迅速繁殖的水体富养化现象。

反渗透阻垢剂的功能

1抑制析出功能在有阻垢剂的系统中易结构成分的阴阳离子和阴离子开始析出时的离子积值比没有阻垢剂时的临界析出离子积值大得多。
2分散功能在有阻垢剂时因为析出的颗粒的粒经小难于凝聚比没有阻垢剂时析出的颗粒难沉降。
3晶格变形效应在有阻垢剂的系统中析出的晶体有球形、多面体、雪花状等不定形的状态一般认为不定型晶体是在晶体生长过程中阻垢剂吸附在晶体生长点上使其表面的生长速度急剧下降生长与晶体原来形状不同的晶体。
4低限效应阻垢剂的投加量相当于水中结垢成分低得多也能显示出阻垢效果。
RO阻垢剂的应用
在实际使用中的投加量的控制也要做到准确，药剂并不是投入量越大效果就越好的，往往大的投加量反而会造成膜原件的污堵。一款质量稳定、性能可靠且认证、后续服务到位的阻垢剂产品在用户使用过程中能够为客户带来意想不到的收益。

膜被称为反渗透过程的心脏，在一定意义上说，反渗透系统质量的优劣、水平的高低关键在于反渗透膜性能的好坏，张醋酸纤维素反渗透膜是用于水脱盐的，但是，随着各种类型反渗透膜的开发和膜性能的不断提高，发渗透膜分离已不仅包括水处理领域，即水的脱盐、纯水制备、水的再利用和废水回收，也包括食品加工、生物学和生物医药的研究
。一、反渗透膜性能要求和指标为适应水处理应用的需要，反渗透膜具有应用上的可靠性和形成规模的经济性，其一般要求如下
1、对水的渗透性要大，脱盐率要高。
2、具有一定的强度和坚实程度，不致因水的压力和拉力影响变形、破裂。膜的被压实性尽可能小，水通量衰减小，稳定的产水量。
3、结构要匀称，能制成所需要的结构。
4、能适应较大的压力、温度和水质的变化。
具有好的耐温、耐酸碱、耐氧化、耐水解和耐生物污染侵蚀性
使用寿命要长。

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。

反渗透膜的消毒杀菌方式a、氯化加氯、次氯酸钠或二氧化氯均可以，但应注意，对于聚酰胺膜给水脱氯，可采用活性炭吸附脱氯或加入亚硫酸钠或焦亚硫酸钠化学脱氯。b、异噻唑啉酮杀菌c、紫外线杀菌，常用于小型反渗透系统d、臭氧消毒灭菌五、膜的防垢技术措施按照结垢的顺序有：碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅络合物、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙。而铝、铁或锰的氢氧化物一般应在预处理时沉淀析出，因而不会在膜上结晶。1、钠离子软化采用钠离子交换树脂软化，可有效除去钙离子、锶离子、钡离子，可有效防止碳酸盐垢和硫酸盐垢，这种处理方法不改变水的pH值，适于中小型苦咸水反渗透处理。2、弱酸性阳离子交换树脂脱碱只能除去钙离子、锶离子、钡离子的碳酸氢盐（暂时硬度），因此只是部分软化，同时水的pH值降至4～5，适于含高碳酸盐的水。
应注意：此种方法处理后的水的pH值变化范围为3.5～6.5，pH值的变化使脱盐率难以控制，当pH小于4.2时，无机酸的透过量会增大，产品水TDS（总溶解固体物）变高。为避免产品水pH值过低，可在脱二氧化碳后加入氢氧化钠。

反渗透技术的应用效果

该应用实例中，反渗透装置为2套，以单套为例对水量和脱盐率进行分析。该反渗透系统使用东丽膜型号为TML20—400，单套为168支膜，分为2段。反渗透进出水水质和产量见表

由表1可见，(1)该处理厂在预处理段没有脱盐装置，故反渗透进水的电导率在1 000斗s，cm以上，属盐分偏高的水。经过反渗透系统，出水电导率达到200us／cm以下，脱盐率约为90％。(2)该型号反渗透膜装置单套产水达到100 m3／h左右。(3)回收率控制在75％以下。根据数据分析，反渗透产水可替代工业水作为脱盐水装置的原水(工业水电导率为300～500us／cm)，达到节能减排的目标。

4反渗透技术的运行问题及解决办法

该套反渗透系统自建成起，在运行过程中遇到了6个问题，影响了装置的长周期运行。(1)上游装置来水电导率高、含油高。上游装置来水成分复杂，电导率高达5 000us／cm，含油高达40 mg／L。电导率高造成反渗透运行负荷超标，影响膜装置寿命。含油量高对反渗透膜造成污染，影响膜装置寿命。将高电导率和高油污水改排至其他污水装置，反渗透装置的运行。(2)反渗透膜压差高，化学清洗没有效果。反渗透膜在运行一段时间后，压差增大，经过化学清洗后，压差没有明显降低，产水量也明显减少。解决办法是对反渗透膜进行离线清洗，离线清洗后产水量、脱盐率都恢复正常。(3)铁管线中铁离子脱落。在水的运输过程中，经过多段碳钢管线，其中有部分管线的内衬破损导致碳钢管线中铁离子脱落，随水进入到反渗透膜中。解决办法是查找内衬破损的管道对内衬进行恢复，避免铁离子脱落。(4)结垢问题。反渗透末端已发生结垢，由于反渗透第2段和第l段末端的压力都较低，水流速低，盐分不易被冲刷掉，在末端逐渐积累，其中CaCO，的结垢速度较快，其他难溶盐的结构速度较慢，例如硅酸盐、硫酸盐。在预防结垢的措施中，主要以投加阻垢剂为主，在运行一定周期后进行化学清洗，以溶解垢质随删。

反渗透膜是实现反渗透的核心元件，是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5～10nm之间，透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好，而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团，因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。
1、反渗透膜应具有以下特征：
A、在高流速下应具有脱盐率；
B、具有较高机械强度和使用寿命；
C、能在较低操作压力下发挥功能；
D、能耐受化学或生化作用的影响；
E、受pH值、温度等因素影响较小；
F、制膜原料来源容易，加工简便，成本低廉。