某钢铁药剂RO设备使用药剂选型及投加方案

                                                    某钢铁药剂RO设备使用药剂选型及投加方案  
 一、前言：
       随着反渗透技术在水处理领域的广泛应用，反渗透膜在运行中污堵问题也越来越受重视。我们知道反渗透系统的关键部分是膜元件，保证反渗透系统正常运行的关键是保持膜及表面的干净，任何物质在膜表面的沉积都会堵塞膜，进而降低出水流量和质量。要维持正常的生产，就必须对膜元件进行清洗以去除污堵物。而膜的频繁清洗同样会对膜无件造成损害，缩短其使用寿命，在严重污堵的情况下只能采用更换新膜的方法来维持生产运行，这些都是生产企业不希望发生的事情。所以，在任何情况下，预防要比处理。
     由于贵公司RO系统水源为污水站处理污水，因此对药剂的性能要求也比较高。同时随着季节温度的变化，细菌、藻类的滋生繁殖对水系及RO系统的影响也不容忽视。因此，药剂的选型就显得特别重要。
    河北洛伦索节能科技有限公司根据贵公司的设备运行状况为其RO系统选择了反渗透膜**阻垢剂，反渗透**非氧化杀菌剂，反渗透膜**还原剂，聚酰胺，液体混凝剂，并确定了其加入剂量，该药剂的使用将为贵公司RO系统安全经济运行提供**。
二、药剂的选择：
      由于反渗透系统维护比较困难，对于系统使用的药剂有严格要求，近几年来，我公司的反渗透膜**阻垢剂产品在工业领域得到了广泛的使用，通过对用户使用状况进行了解，总结出了一套在不同水质、水源下药剂的合理应用方案。
    2.1预处理用絮凝剂选型：
     在采用污水处理站处理污水作为原水水源，水中的悬浮物、胶体和颗粒污染物将直接影响RO系统的正常运行，所以选择一种或几种适合具体水源及水质的絮凝剂尤为重要。例如当水源采用絮凝--助凝和超滤进行联合预处时，RO系统可以以很高的通量运行，几乎很少清洗。但是相同水源仅采用滤芯或机械过滤，相同产水量的RO系统就会需要更多的膜面积，而膜本身还需要频繁的清洗和维护，不良的预处理只能依靠使用和更换更多的滤芯及膜元件，或调整系统运行参数来弥补。国内常见的絮凝剂为液体混凝剂（聚合）或PAM（聚酰胺），但由于这两种絮凝剂沉降速度慢，在没有沉降池且管线较短的情况下，因絮凝时间短而造成絮凝交果不理想，在我们以往的客户中也曾出现过类似情况，当改用我公司的改型聚酰胺与液体混凝剂等复配使用后普遍达到较满意的效果。我公司改型聚酰胺是一种高分子量的**絮凝剂，通过改进性的合成和功能团合理的定位，使其絮凝性能大为增强。由于其沉降速度快，适合大规模生产及产水量高的RO系统。
   2.2反渗透膜**非氧化杀菌剂的选型：
    由于水中**物、微生物、藻类繁多，膜系统通常易受生物污染而造成污堵。生物污染的形成也成为富集其它杂质的温床，使污染问题加剧。膜出现污染后的症状为恒定流量下水产量下降、脱盐率降低，或为了保持产水量不变而提高运行压力。当出现上述症状时，用户总是试图对膜进行”再生复苏“，此时就应该使用反渗透**非氧化性杀菌剂。由于RO膜是比较贵的产品，对于非氧化性物质非常敏感。稍微操作不当就会对膜产生影响，甚至是破坏性的。我公司的非氧化杀菌抑制剂采用的是国内较先时的细胞新陈代谢控制技术，通过包围生物细胞，以紊乱细胞DNA形式来阻止来自于污染母体的细胞代谢废物的产生，从而控制细胞在膜上的粘性附着和新陈代谢，并导致细菌活性降低及饿死。我厂药剂有如下特点：它为非氧化性反渗透**杀菌剂，与所有膜兼容、杀菌灭藻速度快、价格低廉、时效长，易于运输和贮存，安全方便使用，不会透过膜进入产水侧、具有广谱性控制作用。
   2.3反渗透阻垢剂的选型：
   由于贵公司水源为污水处理站处理污水，根据贵公司的水质数据，故选择使用反渗透膜**阻垢剂。因为我厂反渗透膜**阻垢剂能有效控制膜分离系统中的碳酸盐、酸盐及氧化铁沉淀所造成的结垢，它适用于不同水源的水质。通过碳酸钙、酸钙阻垢试验、分散氧化铁性能试验和与絮凝剂兼容性试验可以看出我厂反渗透膜**阻垢剂综合性能优于其它药剂。这一结论在我们一些客户的生产实践中已得到证实。
   该药剂可直到延长膜的使用寿命，降低运行成本的作用，并且我厂反渗透膜**阻垢剂对膜没有任何危害。
2.4反渗透膜**还原剂：
   药剂使用功能：利用其还原性特征，对水中余氯进行消除。防止反渗透膜元件被残余氯氧化。投加药量：加药量的控制是根据水中残余氯的含量多少来控制。
   药液投加流量的控制：还原剂采用计量泵连续投药，为保证药液投加流量的较佳连续性，建议计量泵的加药隔膜或柱塞往复运动频率不得低于30次/min,泵的吸程高度大于1.2m。
（附）药剂简介
一、前言
反渗透水处理系统可以去除水中的无机盐、**物、胶体、微生物等各种杂质，具有节能、无环境污染、易于自动控制等优点，技术先进、经济实用，已在各行业形成庞大的用户群，特别是在锅炉补给水、工业用**纯水以及饮用纯水等行业得到广泛应用。
通常情况下，合理的RO系统设计、适当的预处理、良好的运行操作及有效的安全维护，是反渗透系统长期稳定运行的**。
反渗透系统较贵重、较核心的部分是反渗透膜元件，原水在进入反渗透膜之前要经过一系列物理和化学的预处理过程，但仍会残留微量悬浮物、胶体、难溶盐、金属氧化物及细菌等杂质。在反渗透系统正常运行一段时间后，反渗透膜表面就会受到不同程度的污染，其中较常见的是碳酸钙、酸钙、酸钡、酸锶、金属（铁、锰、铜、镍、铝等）氧化物、硅沉积物、无机或**沉积混合物、微生物等。尤其是因为给水水质的恶化、脱盐预处理系统设计缺陷、系统运行出现故障等问题，会发生膜污染的情况。
一旦出现污染，就要对被污染的膜元件进行清洗和消毒，然而频繁清洗和消毒会对膜元件造成损害、缩短其使用寿命，严重污染甚至会导致膜元件不可逆转的损坏而需要更换新膜。从反渗透系统安全维护的需要出发，有必要使用安全可靠的反渗透**的水处理药剂，有效地保护反渗透膜元件，预防膜污染的发生。
贵厂的反渗透系统中使用的原水为地表水，水质情况复杂，对阻垢剂的性能要求较高。同时随着季节温度的变化，细菌、藻类的滋生繁殖对水质及RO系统的影响也比较大，运行时应采用切实有效的杀菌措施。
河北洛伦索节能科技有限公司根据贵厂的水质特点和水处理系统具体设备工艺流程，通过专业阻垢剂加药软件计算，推荐选择了进口MDC反渗透**阻垢剂和相应加入剂量。
为验证软件计算结果，以确保所推荐的阻垢剂选型及加药剂量的科学性和可靠性，根据贵厂现有的水质情况，我公司的专业技术人员配置了与贵公司反渗透进水相似的水样，就阻垢剂的阻垢和分散效果，进行了静态试验和动态试验。静态试验包括阻碳酸钙垢试验、阻酸钙垢试验、铁离子分散试验；动态试验是利用小型反渗透装置进行阻垢剂性能评价。
试验证实，所推荐的洛伦索 型反渗透**阻垢剂非常适合贵公司的水质条件及RO系统工作状态，此种药剂使用将为贵公司RO系统安全经济运行提供**。
 
二、RO系统基本情况
2.1主要设备及工艺流程：
    原水    多介质过滤器     保安过滤器    RO膜组件
2.2水质分析
通过对贵公司提供的水样检测结果，得到主要水质指标如表-1所示：
表-1   预处理前水质分析表
预处理前污水指标
电导(μs/cm)     600-4600
PH值                6.8-7.8
CI- (mg/L)       50-400
碱度(mg/L)      50-350
总硬(mg/L)     350-800
钙硬                240-500
浊度                15-400
总磷                 1-4
注：只对当天当日水取样负责。
表-2  预处理后厂方设备设计出水水质
          序号        项目          单位                   出水保证值
            1           pH             --                           7 – 9
            2           SS           mg/l                        ≤5
            3       总碱度    mg/l as CaCO3              ≤100
            4     暂时硬度   mg/l as CaCO3              ≤100
           5      总钙硬度   mg/l as CaCO3              ≤300
           6       CODMn         mg/l                          ≤25
           7          BOD5          mg/l                         ≤10
           8    油类（非溶解性） mg/l                       ≤2
         9         浊度                   NTU                        ≤5
        10         电导率            μS/cm                      ≤600
        11          总磷                mg/l                         1-6
        12           铜                   mg/l                         ≤0.1
     根据贵公司提供的有关资料，RO系统水源为地下水，原水中含有微生物、胶体、悬浮物、颗粒等杂质，经过多介质过滤器、保安过滤器，可去除绝大部分的杂质以确保水质达到RO膜的进水要求，而进水中仍会残留硬度、微生物等物质。
三、软件计算结果
    通过我公司专业软件计算得到，推荐贵厂RO进水使用洛伦索反渗透**阻垢剂.
四、洛伦索 反渗透阻垢剂验证试验
为了确保贵公司RO系统的安全合理运行，我们对软件所推荐的洛伦索 反渗透**阻垢剂及其加入剂量进行了试验探索，在试验室内进行静态模拟试验和动态模拟试验，以确定较适合贵公司实际运行条件的药剂投加方案。
4.1试验水质
根据贵公司实际情况，模拟贵公司反渗透浓水水质及运行环境下，配制模拟试验水样，试验用水水质为RO浓水模拟值，它是根据RO系统进水水质和系统回收率75%模拟计算得到的，
试验用水是采用去离子水和一些基本离子配制，主要试剂有CaCl2(分析纯)、NaHCO3（分析纯）、Na2SO4（分析纯）、FeSO4（分析纯）、NaOH（分析纯）等。
4.2静态试验
静态试验包括阻碳酸钙垢试验、阻酸钙垢试验、铁离子分散试验。在静态试验过程中，尽可能模拟工业装置末端浓水水质，强化水质温度和停留时间等运行环境，以考察洛伦索反渗透**阻垢剂的阻垢和分散效果。
4.2.1静态阻CaCO3垢试验：
①试验方法：
      用去离子水、CaCl2(分析纯)、NaHCO3（分析纯）和洛伦索反渗透**阻垢剂配制250ml含有一定浓度的洛伦索阻垢剂、Ca2+和HCO3-的溶液。配制方法为：
在250ml容量瓶中加入一定体积已经标定的CaCl2溶液（以碳酸钙计10000ppm），加入定量的洛伦索 阻垢剂，混匀后缓慢滴入定量的已经标定的NaHCO3（10000ppm）溶液，边滴边摇动，加完NaHCO3溶液后用去离子水补充至刻度，加带回流管后，摇匀。
将容量瓶置于40℃恒温水浴中保温10小时后，静默冷却室温，用0.22μm的微孔过滤器过滤试验用水，用EDTA法测定滤液中的Ca2+浓度。试验同时需要做不加阻垢剂的空白试验。阻垢率η按下式计算，以确定对CaCO3阻垢效果。
阻垢率η=（Ci-C空）/（C0-C空）×**
式中： C0----加阻垢剂的水样恒温加热前，溶液中所含Ca2+离子的浓度，mg/L
       Ci ---加阻垢剂的水样恒温10h后，溶液中所含Ca2+离子的浓度，mg/L
       C空---空白水样恒温10h后，溶液中所含Ca2+离子的浓度，mg/L
②静态阻CaCO3垢试验结果： 
依据上述方法，计算得到试验过程中洛伦索 反渗透**阻垢剂对CaCO3的阻垢率，具体数据及阻垢效果图。
 
上图为洛伦索 阻垢剂阻CaCO3垢效果示意图。试验结果中，发现阻垢剂浓度3-5PPm时，洛伦索 在该模拟浓度水水质下，对CaCO3垢阻垢率为 99.95%，这说明洛伦索阻垢剂对于CaCO3的阻垢效果良好。
4.2.2静态阻CaSO4垢试验：
①试验方法：
   用去离子水、CaCl2(分析纯)、Na2SO4（分析纯）和洛伦索反渗透**阻垢剂配制250ml含有一定浓度的洛伦索阻垢剂、Ca2+和HCO3-的溶液。配制方法为：
在250ml容量瓶中加入一定体积已经标定的CaCl2溶液（以碳酸钙计10000ppm），加入定量的洛伦索 阻垢剂，混匀后缓慢滴入定量的已经标定的Na2SO4（10000ppm）溶液，边滴边摇动，加完Na2SO4溶液后用去离子水补充至 刻度，加带回流管后，摇匀。
将容量瓶置于40℃恒温水浴中保温10小时后，静默冷却室温，用0.22μm的微孔过滤器过滤试验用水，用EDTA法测定滤液中的Ca2+浓度。试验同时需要做不加阻垢剂的空白试验。阻垢率η按下式计算，以确定对CaSO4阻垢效果。
阻垢率η=（Ci-C空）/（C0-C空）×**
式中：  C0----加阻垢剂的水样恒温加热前，溶液中所含Ca2+离子的浓度，mg/L
        Ci ---加阻垢剂的水样恒温10h后，溶液中所含Ca2+离子的浓度，mg/L
        C空---空白水样恒温10h后，溶液中所含Ca2+离子的浓度，mg/L
②静态阻CaSO4垢试验结果：
依据上述方法，计算得到试验过程中洛伦索 反渗透**阻垢剂对CaSO4的阻垢率，具体数据及阻垢效果图：
                                
 
试验结果中，洛伦索在该模拟浓水水质下，对CaSO4垢阻垢率为 99.9%，这说明洛伦索阻垢剂对于CaSO4垢具有很好的阻垢效果。
4.2.3 Fe2O3分散效果试验
①试验方法：
用去离子水、CaCl2(分析纯)、FeSO4（分析纯）和洛伦索 反渗透**阻垢剂配制500ml含有一定浓度的洛伦索 阻垢剂、Ca2+和Fe2+的溶液。配制方法为：
在500ml容量瓶中加入一定体积已标定的CaCl2溶液（以碳酸钙计10000ppm），加入定量的洛伦索 阻垢剂，混匀后缓慢滴入定量的已经标定的FeSO4（10000ppm）溶液，边滴边摇动，加完FeSO4溶液后用去离子水将体积定容为500ml，边搅拌边用0.5g/L四调节pH。当pH达到8.7并稳定后，强烈搅拌15分钟。
将容量瓶置于40℃恒温水浴中保温10小时后，静置冷却至室温，取上层清液，用分光光度法测透光率。
②分散性能试验结果
依据上述方法，得到洛伦索反渗透**阻垢剂对Fe2O3分散效果，具体数据及分散效果见图。
 
透光率越大，表示铁胶体沉淀越多，药剂分散性能越差。反之，透光率越小，表示药剂分散性能好。试验结果中发现，当洛伦索反渗透阻垢剂对铁胶体具有良好的分散作用。
4.3动态试验
动态试验是完全模拟工业装置某段工艺条件和水质条件，在小型反渗透装置运行进行阻垢性能评价试验。
4.3.1反渗透装置流程简介
此套小型反渗透试验装置为一级两段、带有回流和计量加药系统，其中反渗透膜是美国海德能公司的复合膜。
原水分别经过纤维微过滤器和5μ保安过滤器过滤，高压泵加压后进入**段反渗透膜，一段反渗透膜浓水进入*二段反渗透膜，两段反渗透膜产生的纯水经过纯水流量计和电导率检测仪进入纯水罐；*二段反渗透膜产生的浓水一部分经过排污流量计和排污阀排出系统，另一部分经过回流阀到高压泵入口进行回流，这样可以模拟工业装置的三段纯水水质。
4.3.2小型反渗透试验装置工艺运行条件
试验用水：水质见表-2；水温23℃；污染指数≤3。
4.3.3 洛伦索阻垢剂在小型反渗透试验装置上运行试验结果
试验结果中，如果**阻垢剂性能不好，时间很短就会造成系统结垢和胶体附着，使反渗透系统脱盐率和产水回收率下降，RO系统膜之间的压差增大，造成膜的不可恢复性损伤。
理论上，工业反渗透系统反渗透膜末段浓水水质条件较苛刻，水中离子浓度较高，较容易造成结垢和胶体附着。试验基本在工业反渗透系统末段反渗透膜浓水水质条件下进行，保持系统进水压力、进水流量、阻垢剂添加量等参数基本不变，试验阻垢剂的阻垢分散性能。
小型反渗透试验装置的试验条件完全模拟工业装置，试验期间定期检测反渗透系统进水、浓水和产水水质，检测反渗透系统进水、浓水压力和脱盐率。
上图为系统运行压力及压差变化示意图，试验结果表明洛伦索 阻垢剂性能评价试验期间，反渗透系统运行水质（包括：纯水、浓水、进水及系统进水和浓水压差）未见明显变化，系统除盐率大于98%（以电导率计），说明在试验水质条件下，洛伦索 阻垢剂的阻垢分散效果非常理想。
 
五、洛伦索 反渗透**阻垢剂的使用方法
5.1加药剂量
通过专业加药软件计算得到，推荐贵公司RO进水使用洛伦索反渗透**阻垢剂.
5.2调配方法
洛伦索 反渗透**阻垢剂稀释倍数较大不**过10。
计量泵的调节公式如下：
Q×a/1000×b/X ×**
式中，Q---反渗透进水流量（m3/h）
         a---加药剂量（mg/L）
         b---稀释倍数
         X---加药计量泵实际工作出力（L/h）
1000---单位换算系数
 
专业提示：
①投入运行**定要校准加药计量泵的实际出力；
②应定期清洗加药箱，以防细菌滋生。
 
六、洛伦索反渗透膜**阻垢剂技术参数及产品质量
1.性能
本产品特别适用于金属氧化物、硅以及致垢盐类含量高的水质；其阻垢效果高且不与残留凝聚剂或富铝富铁的硅化物凝聚形成不溶聚合物。在无离子交换预处理的反渗透RO、纳滤或超滤系统中防止结垢，提高产水量和产水质量，降低运行费用。
2.特点
1) 在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢，不加酸的条件下LSI较大允许值为2.8
2) 不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物
3) 对控制铁、铝及重金属污染物特别有效
4) 能有效的抑制硅的聚合与沉积。
5) 可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜和超滤膜
6) 较佳的溶解性及稳定性
7) 给水PH值在5-10范围内均有效
药剂指标：
外观：无色至淡黄色透明液体
密度：1.05-1.1g/cm3
PH(１％水溶液）：1.5-4.5
投加量：1-5PPM(浓缩液／标准液)
河北洛伦索节能科技有限公司