一种用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法，包括以下步骤：向水样中加入阻垢剂，并测定添加阻垢剂后水样的不结垢离子与成垢离子浓度以及碱度；量取添加阻垢剂的水样使得量取水样的蒸发，当量取水样浓缩至N倍时，测定量取水样的不结垢离子与成垢离子浓度以及碱度；计算不结垢离子与成垢离子浓度以及碱度与Cl

【技术实现步骤摘要】
一种用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法，属于化学和水处理领域。

技术介绍

[0002]反渗透又被称为逆渗透，是一种以压力差为驱动力，将溶剂从溶液中分离出来的膜分离技术。对半透膜一侧的料液施加压力，当压力超过其渗透压时，溶剂逆着自然渗透的方向进行反向渗透，在半透膜的低压侧得到渗透液，高压侧得到浓缩液。由于反渗透脱盐技术的特点，浓缩液侧等易成垢物质的浓度会在运行过程中不断升高，为避免出现污堵现象，需要在反渗透进水中加入阻垢剂以防止反渗透系统结垢，因而阻垢剂性能的评价对于反渗透阻垢剂的筛选具有重要指导意义。目前广泛使用的反渗透阻垢剂的阻垢性能评价方法可分为静态评价法和动态评价法两类。
[0003]静态评价法主要包含极限碳酸盐硬度法、鼓泡法、容量瓶法、临界pH法、临界电导法、诱导期法等。其中，极限碳酸盐硬度法、鼓泡法和容量瓶法是借鉴循环冷却水阻垢剂的评价方法，与反渗透运行中的结垢过程有较大区别：循环水系统结垢是因为冷却水作为换热介质在系统中蒸发浓缩，Ca
2+
、Mg
2+
以及等成垢离子浓度不断升高，CO2溢出，pH上升，碱度增大，进而出现结垢现象，而反渗透结垢则是因为在膜分离过程中，半透膜的浓水侧离子浓度快速升高，进而导致难溶盐在浓水侧的膜表面沉积；临界pH法、临界电导法则是通过向含有一定量Ca
2+
和阻垢剂的试液中滴加碳酸氢盐和碳酸盐溶液，使CaCO3的过饱和度不断增加，直到生成CaCO3沉淀，通过测定溶液的pH或电导率来判断CaCO3析出的终点，此过程中水中仅或的浓度上升，而Ca
2+
的浓度则基本保持不变，与反渗透运行中浓水侧的浓缩过程也有较大区别；诱导期法则是通过向CaCO3、CaSO4、或SrSO4的过饱和溶液中加入其对应的微晶粒，实验中测定溶液中Ca
2+
、Sr
2+
以及的浓度，在不加阻垢剂的条件下，这些离子的浓度会在短时间内降低，而在加阻垢剂的条件下，这些离子的浓度则能够在较长时间内保持不变，此方法亦不能模拟反渗透浓水侧的浓缩过程。
[0004]动态评价法主要包含一次通过法、部分循环法、全循环法以及间歇循环法，四种方法的主要区别在于给水通过反渗透膜元件后得到产品水和浓水的循环方式不同。其中，一次通过法将给水通过膜元件后得到的产品水和浓水直接排放、部分循环法将产品水排放而浓水循环回给水、全循环法将产品水和浓水均循环回给水、间歇循环法则是使反渗透系统周期性地以一次通过和全循环两种方式间歇式运行，四种方法均通过反渗透系统的产水水质、产水流量以及运行参数等指标判断膜元件是否结垢，进而对阻垢剂的性能进行评价。四种动态评价法各有特点，一次通过法虽然最大限度地模拟了反渗透系统的实际运行工况，但需要大量给水，且耗时较长，不利于多种阻垢剂性能的对比；部分循环法、全循环法以及间歇循环法相比一次通过法虽然耗水量和耗时都比较短，但由于水样在系统内不断循环，
水泵发热带来的温升问题会对结垢过程产生较大的影响，因此需要安装恒温装置，而且循环运行的方式也与实际运行工况有一定区别。
[0005]以上的静态和动态评价方法中，除一次通过法较好地模拟了实际的反渗透浓缩过程外(但该方法人力、物力耗费较大，不利于多种阻垢剂性能的对比，且对于一般的实验室研究人员或现场运行人员而言，很难具备该方法的实验条件)，其余的静态和动态评价方法由于和反渗透系统的实际运行过程有较大差别，在用于对比不同反渗透阻垢剂的阻垢性能优劣时较为有用，但在用于指导反渗透系统的实际运行时，其实际指导意义仍不够强。例如利用这些方法筛选出一种性能较好的阻垢剂后，需要将该阻垢剂用于实际的反渗透系统时，其加药量到底需要控制在什么样的水平下才能保证反渗透系统不结垢的同时避免药剂的浪费，主要仍然依靠阻垢剂制造商和销售商的数据，但这些数据通常并不是模拟实际的水质条件，难免会出现偏差。
[0006]综上所述，目前用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法仍存在一定不足之处，寻求能够简便、准确评价反渗透阻垢剂的阻垢性能，并对反渗透阻垢剂在实际系统中的应用具有指导作用的方法在本领域具有重要意义。

技术实现思路

[0007]针对上述反渗透阻垢剂的阻垢性能评价方法存在的问题，本专利技术提出了一种用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法，其目的在于简便、准确地对反渗透阻垢剂的阻垢性能进行评价，并为阻垢剂在实际反渗透系统中加药量的筛选与优化提供指导。
[0008]为了达到上述目的，提供一种用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法，包括以下步骤：
[0009]向水样中加入阻垢剂，并测定添加阻垢剂后水样的离子浓度以及碱度；
[0010]量取添加阻垢剂的水样使得量取水样的蒸发，当量取水样浓缩至N倍时，测定量取水样的离子浓度以及碱度；
[0011]利用两次测定结果计算水样中离子浓度以及碱度的浓缩倍率，进而计算离子浓度以及碱度与Cl
‑
浓缩倍率的差值；
[0012]若浓缩倍率的差值均不超过阈值，则表明该组实验所用的阻垢剂在对应的加药量下应用于实际的反渗透系统中时，回收率不超过η的运行条件下浓水侧结垢的可能性较小；
[0013]换用不同种类的阻垢剂，以相同的实验水样进行实验；比较各组实验之间浓缩倍率的差值的大小，根据比较结果评价阻垢剂的阻垢性能。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，离子包括
[0015]作为本专利技术的进一步改进，浓缩倍率的差值计算方法为:
[0016][0017][0018][0019][0020][0021][0022][0023]其中，的浓度分别为C
1Ca
、C
1Mg
、C
1Sr
、C
1Ba
、C
1SO4
、C
1SiO3
、C
1Cl
和C
1碱度
；碱度为C
1碱度
；浓缩倍率的差值分别为Δ
Ca
、Δ
Mg
、Δ
Sr
、Δ
Ba
、Δ
SO4
、Δ
SiO3
、Δ
碱度
。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，
[0025]浓缩倍率的差值越小，则对应阻垢剂的阻垢性能越好。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，采用恒温水浴的方式将实验期间水样的温度变化控制为现场反渗透运行温度
±
1℃或(25
±
1)℃。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，通过电磁或机械搅拌实现对实验水样的连续恒转速搅拌。
[0028]作为本专利技术的进一步改进，通过风扇的转动以加快水样上方的空气流动，每次实验中风扇安装在在距离实验水样相同高度的位置且保持转速恒定。
[0029]作为本专利技术的进一步改进，水样浓缩通过体积法对实验终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法，其特征在于，包括以下步骤：向水样中加入阻垢剂，并测定添加阻垢剂后水样的不结垢离子与成垢离子浓度以及碱度；量取添加阻垢剂的水样使得量取水样的蒸发，当量取水样浓缩至N倍时，测定量取水样的不结垢离子与成垢离子浓度以及碱度；利用两次测定结果计算水样中不结垢离子与成垢离子浓度以及碱度的浓缩倍率，进而计算不结垢离子与成垢离子浓度以及碱度与Cl
‑
浓缩倍率的差值；若浓缩倍率的差值均不超过阈值，保存数据；换用不同种类的阻垢剂，以相同的实验水样进行实验；比较各组实验之间浓缩倍率的差值的大小，根据比较结果评价阻垢剂的阻垢性能。2.根据权利要求1所述的一种用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法，其特征在于，成垢离子包括Ca
2+
、Mg
2+
、Sr
2+
、Ba
2+
、不结垢离子为Cl
‑
。3.根据权利要求1所述的一种用于反渗透阻垢剂的阻垢性能评价的方法，其特征在于，浓缩倍率的差值计算方法为:浓缩倍率的差值计算方法为:浓缩倍率的差值计算方法为:浓缩倍率的差值计算方法为:浓缩倍率的差值计算方法为:浓缩倍率的差值计算方法为:浓缩倍率的差值计算方法为:其中，Ca
2+
、Mg
2+
、Sr
2+
、Ba
2+
、Cl
‑
的浓度分别为C
1Ca
、C
1Mg
、C
1Sr
、C<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝洪铎，黄万启，张洪博，李新军，肖海刚，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：