反滲透阻垢劑的投加量與以下因素有關(guān):
一、水質(zhì)因素
硬度
水中鈣、鎂離子的含量(即硬度)是影響阻垢劑投加量的關(guān)鍵因素。硬度越高,碳酸鈣、硫酸鈣等結(jié)垢物質(zhì)形成的可能性越大。例如,當水中鈣硬度達到 200mg/L(以碳酸鈣計)以上時,相較于硬度在 100mg/L 左右的水,為達到相同的阻垢效果,可能需要成倍增加阻垢劑的投加量。因為硬度高意味著水中結(jié)垢離子濃度大,需要更多的阻垢劑來螯合或分散這些離子,防止它們結(jié)合形成垢。
堿度
水中的堿度主要由碳酸根、碳酸氫根等堿性物質(zhì)構(gòu)成。堿度高會使水的 pH 值升高,增加碳酸鈣等垢的沉淀傾向。一般來說,在高堿度(如堿度大于 300mg/L,以碳酸鈣計)的水中,阻垢劑的投加量要比在低堿度水中適當增加,以應對碳酸鈣垢快速形成的風險。這是因為在高堿度環(huán)境下,水中的碳酸根離子更容易與鈣鎂離子結(jié)合,需要足夠的阻垢劑來阻止這種結(jié)合反應。
含鹽量
水中溶解的各種鹽類(如氯化鈉、硫酸鈉等)也會影響阻垢劑的投加量。高含鹽量可能會改變水中離子的平衡,影響結(jié)垢物質(zhì)的溶解度。例如,在海水淡化的反滲透系統(tǒng)中,由于海水中鹽分含量高,約 35000mg/L 左右,相比普通苦咸水(含鹽量 1000 - 5000mg/L),需要更高濃度的阻垢劑來防止硫酸鈣、碳酸鈣等垢的形成,因為高鹽環(huán)境下垢的形成機制更為復雜,離子間的相互作用更強。
二氧化硅含量
二氧化硅在水中以溶解態(tài)或膠體態(tài)存在,當水中二氧化硅含量較高(如超過 150mg/L)時,容易形成硅垢。硅垢一旦形成,很難去除。因此,對于二氧化硅含量高的水,需要增加阻垢劑的投加量來抑制硅垢的生成。特別是在一些地熱溫泉水或某些工業(yè)廢水的反滲透處理中,二氧化硅的存在使得阻垢劑的有效投加量變得更加關(guān)鍵。
二、反滲透系統(tǒng)運行參數(shù)
回收率
反滲透系統(tǒng)的回收率是指產(chǎn)水量與進水流量的比值?;厥章试礁撸瑵馑械柠}分和結(jié)垢物質(zhì)濃度就越高。例如,當回收率從 70% 提高到 80% 時,濃水中的鈣、鎂離子等結(jié)垢成分濃度會大幅增加,為防止結(jié)垢,需要增加阻垢劑的投加量。因為高回收率使得水中的結(jié)垢離子在較小的體積(濃水側(cè))內(nèi)積累,結(jié)垢風險增大,需要更多的阻垢劑來控制。
運行壓力
運行壓力影響反滲透過程中的水通量和鹽通量。較高的運行壓力會使水更快地通過反滲透膜,但也可能導致濃差極化現(xiàn)象加劇。濃差極化會使膜表面的結(jié)垢物質(zhì)濃度高于主體溶液中的濃度,增加結(jié)垢的可能性。在這種情況下,需要適當增加阻垢劑的投加量來緩解結(jié)垢風險。例如,在超高壓反滲透系統(tǒng)(運行壓力大于 10MPa)中,相比于常規(guī)壓力(1 - 5MPa)的系統(tǒng),可能需要根據(jù)壓力的升高情況,按比例增加阻垢劑的投加量。
溫度
溫度對反滲透系統(tǒng)的運行和結(jié)垢情況有顯著影響。一般來說,溫度升高,水中鹽類的溶解度會增加,但同時化學反應速率也會加快。對于大多數(shù)結(jié)垢反應,溫度升高會使其更容易發(fā)生。例如,在夏季水溫較高(如 30℃以上)時,碳酸鈣等垢的形成速度比冬季(水溫 10 - 15℃)快,因此在夏季可能需要適當增加阻垢劑的投加量,以保證反滲透系統(tǒng)的正常運行。
三、阻垢劑自身性能
阻垢劑種類
不同種類的阻垢劑對不同垢的抑制效果不同。例如,有機膦酸類阻垢劑對碳酸鈣垢有較好的抑制作用,而對于硅垢的抑制效果可能不如專門的硅垢阻垢劑。如果水中主要的垢成分是碳酸鈣,使用有機膦酸類阻垢劑的投加量可以根據(jù)碳酸鈣的含量和系統(tǒng)運行參數(shù)來確定;但如果水中硅垢風險較大,可能需要更換為硅垢專用阻垢劑或者增加普通阻垢劑的投加量并配合其他輔助措施。
阻垢劑濃度和純度
購買的阻垢劑產(chǎn)品本身的濃度和純度也會影響投加量。高濃度、高純度的阻垢劑在相同的阻垢效果下,投加量可能相對較少。例如,一種純度為 90%、濃度為 50% 的阻垢劑與純度為 70%、濃度為 30% 的同類型阻垢劑相比,前者在達到相同的碳酸鈣垢抑制效果時,投加量可能僅為后者的 60% - 70%。因此,在使用過程中需要根據(jù)阻垢劑的實際濃度和純度來準確計算投加量。
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