反渗透(RO)系统在高盐、高硬度水质运行中,膜表面易因无机盐沉积和胶体污染导致产水量下降、能耗增加。聚天冬氨酸钠(PASP)通过其独特的分散-螯合双机制,成为抑制膜污染、延长膜寿命的关键技术,尤其适用于海水淡化、工业废水回用等场景。
技术原理:
动态分散作用:PASP分子链中的羧酸基团(-COOH)与水中胶体颗粒(如SiO₂、有机物)通过静电斥力和空间位阻效应形成稳定分散体系,防止颗粒在膜表面吸附聚集。实验表明,在5mg/L PASP作用下,胶体颗粒的Zeta电位绝对值提升15mV,分散稳定性显著增强。
螯合阻垢协同:PASP可优先螯合Ca²⁺、Ba²⁺等成垢离子,形成可溶性络合物,降低其在膜表面的局部过饱和度。在300mg/L CaCO₃过饱和溶液中,PASP(10mg/L)可使结晶诱导期延长3倍,有效抑制垢层形成。
工业案例:
某沿海电厂海水淡化RO系统:原水TDS为35000mg/L,运行3个月后膜通量下降25%,主要因硫酸钙和胶体硅污染。投加PASP(8mg/L)后,膜表面污染层厚度减少60%,系统运行周期延长至8个月,年清洗频次从6次降至2次。
化工废水零排放RO单元:处理含钙1200mg/L、硅50mg/L的废水时,传统阻垢剂导致膜表面结垢与有机物黏附叠加污染。改用PASP与聚丙烯酸钠(PAA)复配(配比1:1)后,膜污染速率降低70%,系统回收率从75%提升至85%。