为什么反渗透设备需配备阻垢剂？

结垢原因及种类

反渗透膜法分离是一种精密的膜法液体分离技术，它能分离水溶液中多数溶解性盐及分子量大于 100 的有机物，目前市场化工业反渗透复合膜的标准氯化钠脱盐率一般大于 99%。

不同类型的水源中溶解盐类组成多样，经过反渗透系统脱盐浓缩后，在浓水侧的盐类浓度成倍增长，且同时存在浓差极化的因素，当超过其溶解度极限，它们就会在膜面上产生结垢，回收率越高、浓差极化因子越大，产生结垢的风险性就越大。反渗透系统中，常见的难溶盐包括 CaSO4、CaCO3、BaSO4、CaF2、硅酸盐等。

反渗透发生结垢的原因通常包括以下几点：

（1）进料水难溶盐浓度超过溶度积，但没有投加阻垢剂。

（2）阻垢剂投加不适当。

（3）过高的回收率。

（4）不适宜的操作参数，如：过高pH值控制硅垢而发生CaCO3沉淀。

结垢危害及防控措施

反渗透系统发生结垢污染后，通常表现为产水量下降、脱盐率下降、运行压力升高、段压差升高。结垢通常先发生在末段的末支膜元件，然后逐渐向前面扩散。含钙、重碳酸根或硫酸根的原水可能会在数小时之内即因结垢堵塞膜系统，含钡和氟的结垢一般形成较缓，这是因为它们常见的原水浓度通常较低。

通过拆卸末段末支膜元件，通常可以在膜元件端面、膜壳端板等处观察到垢类物质，对膜元件进行控水后称重，膜元件的重量会比新膜明显增加（新膜元件重量一般在13.5KG左右）。

解剖末段末支膜元件，分析膜面上的结垢物，在显微镜下还可以观察到沉积物的晶体结构，通过化学分析或 X射线分析可以辨别结垢类型及结垢物质。

根据不同的水源类型采取针对性的有效防控措施是十分必要的，常见的防控措施包括预处理加酸调节pH、投加阻垢剂、预处理去除或减少难溶性盐类（如树脂软化除硬、化学软化除硬、除硅、除铁锰等）。

垢类防控技术之阻垢剂投加

当反渗透系统中浓水侧难溶盐的溶度积达到或超过饱和时，投加阻垢剂是常用的一种阻垢措施。阻垢剂的正确选择与投加是至关重要的。

a)阻垢剂的选型

现在市场上正规厂商所供反渗透专用阻垢剂多为有机酸盐类和聚丙烯酸盐类阻垢剂，阻垢效果较好。可以根据阻垢剂厂商提供的设计软件进行添加量及其阻垢效果的计算。

有机阻垢剂有可能与预处理所使用的用于凝聚的阳离子聚电解质或多价阳离子（如 Fe、Al）产生沉淀，造成污染，所以要避免过量使用。

当加入阴离子阻垢剂时，要避免在预处理中加入或过量加入阳离子型聚合物，以阻止产生沉淀。

无论选择哪个品牌哪种型号的阻垢剂，都需要提供原水水质分析数据和反渗透系统的设计参数，以保证阻垢剂与实际运行工况相匹配。

b)阻垢剂加药装置的正确设计与调控

（1）防止加药偏流

阻垢剂通常加在保安过滤器前，建议设置管道混合器，保证药剂与原水充分混合，防止加药偏流。

（2）阻垢剂配药合理性

阻垢剂稀释倍数严格遵循阻垢剂厂家用药指导建议，过度稀释，会引起细菌孳生堵塞计量泵及膜元件。

（3）加药装置的灵活控制

当反渗透系统调整了运行工况时，阻垢剂加药装置能够随之灵活调整，保证加药量与当下系统的需求相符合。避免药剂投加不足导致结垢，也杜绝药剂投加过量造成膜元件污染并增加运行成本。

c)阻垢剂计量泵的联锁控制

阻垢剂计量泵应与高压泵进行联锁设计，当高压泵启动时开启阻垢剂计量泵，高压泵停止时，关闭阻垢剂计量泵。加药系统常见的故障包括：

（1）进口滤网堵塞

（2）加药管线内有气泡阻隔

（3）计量泵安装方式有误

（4）计量泵的输出压力小于系统背压

（5）计量泵隔膜破裂

（6）执行机构故障达不到标称压力

现场运行时需要认真检查并维护加药装置。

d)系统维保建议

（1）日常运行时，应详细记录运行台账，定期校准仪表，检查标定计量泵的出力。

（2）每个班组巡视检查阻垢剂药箱的液位，确保正常投药，并根据处理水量核算加药浓度。

（3）做好数据监测工作，定期组织预防性清洗。

（4）发现数据异常及时停机、排查原因，组织针对性化学清洗。

（5）调整反渗透系统运行工况时（尤其在调整产水量和回收率参数时），需要首先确认调节的可行性，并对应调整阻垢剂的加药量。