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水处理设备专用阻垢剂的作用机理详解

文章出处:作者:发表时间:2016-01-19

  反渗透设备作为当今非常受欢迎的水处理系统,在各行业被普及使用。而反渗透膜结垢是很影响反渗透水处理设备运行效率的,阻垢剂作为用于反渗透水处理设备阻止污垢在反渗透膜上沉积的一类水处理药剂。

阻垢剂

阻垢剂

  反渗透阻垢剂作用机理

  从作用机理上来讲,阻垢剂的作用可分为鳌合、分散和晶格畸变三部分。且在实验室评定试验中,分散作用是鳌合作用的补救措施,晶格畸变作用是分散作用的补救措施。

  1、鳌合作用

  由中心离子和某些合乎一定条件的同一多齿配位体的两个或两个以上配位原子键合而成的具有环状结构的配合物的过程称为鳌合作用。鳌合作用的结果是使得成垢阳离子(如ca2+,Mg2+等)与鳌合剂作用生成稳定的鳌合物,从而阻止其与成垢阴离子(如co32一,5042一,Po4,一和51032一等)的接触,使得成垢的几率大大下降。鳌合作用是按化学计量进行的,如1个EDTA分子鳌合1个二价金属离子。鳌合剂的鳌合能力可用钙鳌合值来表示。通常商品水处理剂的鳌合能力(以下各药剂活性组分质量分数均为50%,鳌合能力以CaCO3计):氨基三亚甲基麟酸(ATMP)—300mg/g;二乙烯三氨五亚甲基麟酸(DTPMP)—450mg/g;乙二胺四乙酸(EDTA)—15om岁g;经基亚乙基二麟酸(HEDP)—45om扩g。折合算来,1mg鳌合剂只能鳌合不足0.5mgCaCO3垢。若需将总硬为smm0FL的钙镁离子稳定在循环水系统中,所需的鳌合剂为l000m郭L,这种投加量在经济上是无法承受的。由此可见,阻垢剂鳌合作用的贡献只是其中很小一部分。但在中低硬度水中,起重要作用的仍是阻垢剂的鳌合作用。

  2、分散作用

  分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚,从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙、镁离子,也可以是由千百个CaCO3和MgCO3分子组成的成垢颗粒,还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物,分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低,则被吸附分散的粒子数少,分散效率低;聚合度过高,则被吸附分散的粒子数过多,水体变浑浊,甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与鳌合作用相比,分散作用是高效的。实验表明,1mg分散剂可使10一100mg的成垢粒子稳定存在于循环水中,在中高硬度水中,阻垢剂的分散功能起主要作用。

阻垢剂

阻垢剂

  3、晶格畸变作用

  当系统的硬度、碱度较高,所投人的鳌合剂、分散剂不足以完全阻止它们析出的时候,它们就不可避免地析出。如果没有分散剂的存在,垢的生长将服从晶体生长的一般规律,所形成的垢坚固地附着在热交换器表面上。如果有足量的分散剂的存在,由于成垢粒子(由成百上千个CaCO3分子组成)被分散剂吸附、包围,阻止了成垢粒子在其规则的晶格点阵上排列,从而使所生成的污垢松软、易被水流的冲刷而带走。

阻垢剂

阻垢剂

  阻垢剂研发要注意最终产物的无毒,还要注意原料的选择、中间的合成,以及排放后对生态环境的影响等。根据不同的水质条件引入不同的功能是针对阻垢剂性强、高效,以及成本的环保要求。