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环保型反渗透阻垢剂的复配及性能研究

姜红静  
【摘要】: 随着工业的不断发展,反渗透除盐装置在我国得到越来越广泛的应用。用反渗透法制备纯水因其具有运行成本低、无再生废水排放、出水水质稳定等优点,已逐步替代传统的离子交换法。但反渗透膜表面的结垢问题严重影响了反渗透法的运行能耗及反渗透膜的使用寿命。目前解决这一问题的最常用方法就是向反渗透系统的进水中加入阻垢剂。因此,研制新型高效的反渗透阻垢剂抑制其结垢现象具有重要的实际应用价值。 本文阐述了反渗透系统的应用,反渗透阻垢剂的重要意义及作用。本课题以解决反渗透系统碳酸盐结垢问题为背景,在研究了六种反渗透阻垢剂单体阻垢性能的基础上,运用均匀设计的试验方法,以阻垢率为考查指标,采用静态阻垢法对选出的六种阻垢剂进行了复配,优选出四种不同配方的环保型反渗透阻垢剂,将四种复配阻垢剂与国外进口阻垢剂PTP-0100、Acumer4035在阻垢、分散和生物降解性等方面进行测定,结果表明筛选的复配阻垢剂在阻碳酸钙垢、硫酸钙垢、分散氧化铁及生物降解性能方面优于进口产品PTP-0100和Acumer4035。 目前采用循环水系统阻垢剂的评价方法已经不能有效的评价反渗透阻垢剂使用效果,本文对反渗透阻垢剂的实验室快速评价技术进行了研究。使RO装置以周期性浓缩的全循环模式运行,以逐渐提高RO装置浓水侧的结垢趋势,并测定其结垢速率。选择了国外进口阻垢剂PTP-0100、Acumer4035和复配的阻垢剂,对其阻CaCO_3的性能进行了比较研究。结果表明,周期性浓缩的全循环是一种快速、方便、可靠的阻垢剂评价技术;经优化筛选的配方能较好地抑制垢物的沉积。 对阻垢剂的作用机理进行了研究,采用电子扫描显微镜(SEM)和X-衍射(XRD)技术研究了复配阻垢剂对碳酸钙、硫酸钙结晶过程及垢形的影响,并对其阻垢机理进行了初步探讨。结果表明,复配阻垢剂可使碳酸钙和硫酸钙晶体更容易发生明显的断裂和扭曲现象,使晶粒更加细小分散。


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