阻垢剂技术资料

从反渗透膜结垢的成因及控制措施来看，要防止反渗透膜结垢就要避免难溶盐的沉积，结垢的形成过程是溶解的离子→ 离子成对→ 离子簇→临界体积→ 晶体生长→ 离散晶体→ 成核→ 凝聚→ 结垢。

在可行有效的化学处理方法中，就是在给水中投加阻垢剂，螯合Ca、Mg、Ba等成垢离子，提高成垢离子在水中的饱和浓度，并且可以吸附于晶体生长点，通过晶格畸变作用阻止硬垢的形成。

反渗透阻垢剂阻垢机理大致分为三个过程：螯合、晶格歪曲和分散，以CaCO3 结垢的形成来解释阻垢机理，碳酸钙垢的形成分为三个步骤：

◆钙离子和碳酸根离子结合为一个碳酸钙分子CaCO3；

◆许多的碳酸钙分子结合成为一个碳酸钙晶体微粒（CaCO3）m；

◆许多的碳酸钙晶体微粒结合成为碳酸钙垢[ (CaCO3)m ] n。

如下式所示：

Ca2++CO32-⇔CaCO3 ··CaCO3⇔（CaCO3m··(CaCO3)m ⇔[ (CaCO3)m ] n。

◆螯合机理

螯合机理是针对于第一个步骤而形成的，所有阻垢剂都有一个共同的成分ATP（成份化学代号），这种物质主要是对离子进行螯合，使之不容易产生稳定的分子；从另一个方面来讲，一个分子其在水中的溶解度平衡常数KSP 是一定的，当超出该常数时，即开始进行结合；阻垢剂在对分子形成过程中进行螯合，使得离子与离子之间的结合变得非常困难，从而起到即使超出了KSP 常数值，也不会发生结合现象，变相地增加了离子在水中的溶解度。

◆晶格歪曲机理

晶体微粒的成长过程中，阻垢剂被吸附在结晶成长格子中，此吸附作用会改变结晶正常形态，而阻碍其成长为较大结晶。由于晶格中吸附有阻垢/分散剂分子，大大破坏了结晶的

规整性，使结晶的晶格变形，导致水垢结晶的强度降低，变得较为松散而易被水流冲刷，将水垢从膜表面剥落。

◆分散机理

阻垢剂的分子可以吸附在晶核或晶体粒子周围，其极性部分面向水相，非极性部分吸附在颗粒外侧，这样粒子都带有微弱的负电荷。由于电荷排斥粒子，使粒子不易因碰撞而凝聚，也不易长大。

◆阻垢剂的种类：

聚磷酸盐：常用的的聚磷有三聚磷钠和六偏磷酸钠，在水中生成长链阴离子容易吸附在微小的碳酸钙晶粒上，同时这种阴离子CO32置换从而防止碳酸钙的析出。

◆有机磷酸：

常用的HEDP EDTMP对抑止碳酸钙水合氧化铁和硫酸钙的析出和沉淀有很的效果。

◆有机磷酸脂

有机磷酸脂抑止硫酸钙垢效果较好，但抑止碳酸钙垢的效果较差。其毒性低，易水解。

◆聚磷酸

聚磷酸类化合物对碳酸钙水垢有良好的阻垢作用，用量也极少。常用的有聚丙烯酸和水解马来酸酐等。

不同类型的阻垢剂的阻垢优劣顺序

（1）有机磷酸盐类：

阻垢CaCO3垢：HED P＞ATMP＞2-磷酰基丁烷＞1、2、4-PBTCA＞三聚偏磷酸钠＞PAA＞PPPC；防止CaSO4和BaCO4垢：EDTMA效果最好；

PAPEMP是一种全能性的分散阻垢剂，CACO3、CASO4、BACO4及SRSO4、金属氧化物、硅垢等沉淀物有较好的阻垢效果，阻BACO4垢不如HED P。

膦酸盐对硅垢有很好的抑止作用。

（2）聚合物类

此类药物主要为丙烯酸和马来酸的均聚和共聚物，能有效的抑止CACO3、CASO4、BACO4及SRSO4、成垢。

酰胺类聚合物对硅垢抑止效果较好。

3.药剂选择

根据原水水质情况，以反渗透系统回收率70％计算浓水侧LIS为1.60，系统将有明显的碳酸钙结垢倾向, 因此我们在选择阻垢剂时要选用对钙硬容忍度高的产品；另外由于原水中的硫酸根较高,因此在选择阻垢剂应考虑硫酸盐以及金属氧化物的沉积。

NALCO PC-191反渗透阻垢剂采用特有的组合化学技术生产的多元聚合物，其独特的分子结构使其阻垢性能优越，对钙硬、碱度的忍耐度高，pH值适用范围广，优良的分散性能使膜表面阻塞微粒及水中的铝及铁氧化物不容易沉积，其分散能力官能团消除任何初期晶体的形成，将危害膜元件的无机盐垢阻止于生成前一步；大大延缓膜的积垢与污堵，延长膜的清洗周期。

我公司的PC-191阻垢剂为微磷型膜专用阻垢分散剂，用于控制膜分离系统中碳酸盐、硫酸盐及氧化产物等沉积造成的膜污染，可以延长膜使用周期和寿命;适用水质广，PH适用范围宽，LIS最大允许值可达2.8，抗水源冲击性强。同时可以有效控制硅的沉积，对生物粘泥、微小固体颗粒也有良好分散性能，并且与絮凝剂兼容性好。

综合以上分析，我们选用PC-191膜专用阻垢分散剂用于本系统的防垢控制，投加剂量如下：

PC-191：3ppm