在反渗透(RO)系统运行中,阻垢剂与还原剂常联合使用以防止膜结垢和氧化损伤。然而,若两者直接混合,可能导致膜通量骤降、压差升高,甚至膜元件损坏。本文结合技术原理与实战案例,系统分析问题根源并提出解决方案。
一、混合使用引发膜通量骤降的机理- 化学反应生成沉淀磷酸盐与亚硫酸盐反应:多数阻垢剂含磷酸盐(如PO4³⁻),而还原剂常用亚硫酸氢钠(NaHSO3)。当两者在酸性条件下混合时,可能生成磷酸氢盐沉淀:
- PO43−+HSO3−→HPO42−+SO42−
- 生成的沉淀会附着在膜表面,形成二次污染。某电厂因误将阻垢剂与还原剂在同一个投加点混合,1周内膜通量下降40%,清洗后发现膜表面覆盖白色结晶物。
- 药剂活性被破坏氧化还原反应干扰:还原剂(如NaHSO3)具有强还原性,可能与阻垢剂中的有机膦酸盐发生氧化还原反应,导致阻垢剂分子链断裂,失去分散能力。
- 微生物滋生加速营养源增加:沉淀物与残留药剂为微生物提供碳源,导致膜表面生物粘泥滋生。
- 物理隔离投加点分段投加:将阻垢剂投加在保安过滤器前,还原剂投加在原水泵入口,确保两者在膜系统内不直接接触。延长混合时间:若必须共用投加点,需通过管道混合器确保两者在进入膜前充分反应,但此方法可能增加沉淀风险。
- 选择兼容性药剂采用复合型还原剂:选择含硫代硫酸钠(Na2S2O3)的还原剂,其与磷酸盐反应生成可溶性盐,避免沉淀。某钢铁厂改用后,膜通量下降速率减缓。使用无磷阻垢剂:如MPS308A阻垢剂,与还原剂兼容性更佳。某市政水厂替换后,年化学清洗次数减少。
- 加强运行监控在线监测指标:安装SDI仪、余氯仪,实时监控进水电导率、pH及余氯。当余氯>0.05mg/L或SDI>4时,立即调整还原剂/阻垢剂配比。定期检测膜性能:每月测试膜通量、脱盐率,结合清洗效果分析药剂兼容性。
- 应急处理措施碱性清洗:若已发生沉淀,可用0.1%NaOH+0.1%EDTA溶液循环清洗,溶解磷酸盐沉积物。某光伏企业通过此法使膜通量恢复。更换受损膜元件:若清洗后通量仍低于初始值80%,需针对性更换污染严重的膜元件。
反渗透药剂
某煤化工企业RO系统优化
- 问题:阻垢剂与还原剂混合投加后,膜通量1个月内下降50%,压差从0.1MPa升至0.3MPa。
- 措施:隔离投加点,阻垢剂投加至保安过滤器前,还原剂投加至原水泵入口;更换为兼容性更好的硫代硫酸钠基还原剂;每月进行一次非氧化性杀菌处理。
- 效果:3个月后膜通量稳定在初始值的95%,压差降至0.15MPa,年运维成本降低。
反渗透膜阻垢剂与还原剂混合使用需严格遵循“分段投加、兼容选型、动态监控”原则。通过物理隔离、药剂优化及智能监测,可有效避免膜通量骤降问题。例如,彬盛翔化工提供的“阻垢剂+还原剂”兼容性解决方案,已帮助多家企业实现RO系统稳定运行,膜寿命延长,成为工业水处理领域的技术标杆。