一种反渗透阻垢性能的评价方法技术

本发明专利技术涉及一种实验室快速评价反渗透阻垢技术如添加阻垢剂、电磁处理技术等的阻垢性能的评价方法。采用反渗透浓水和产水全部回流至进水箱，如图１示。评价过程中，保持系统温度不变，固定初始产水量和浓水排放量，每间隔一定时间记录浓水排放量及产水量。根据空白实验与采用阻垢技术的实验所得到的反渗透系统回收率的变化来判断该阻垢技术的阻垢性能，通过系列实验可确定最佳的阻垢运行方案。本发明专利技术的评价方法适用于反渗透系统的所有类型的阻垢技术，包括各种类型的阻垢剂及电磁阻垢技术等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实验室反渗透阻垢技术如添加阻垢剂、电磁处理技术等的阻垢性能的快速评价方法，属水处理领域。
技术介绍
反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛应用于海水淡化、工业给水预处理、废水处理以及医药、食品、饮料等领域。相对于传统的脱盐技术，反渗透水处理技术具有系统简单、操作方便、占地面积小、能耗低、产水水质稳定，脱盐效率高、运行费用低等优点。因此，反渗透技术在工业水处理中的应用得到了快速发展。然而，在反渗透系统长时间运行中，反渗透膜污染问题始终是该技术得到大规模应用和降低成本的一大瓶颈。膜污染导致系统供水压力升高和清洗频率增加，出水量和脱盐率下降，甚至使膜元件提前报废。其中最主要、最普遍的膜污染问题是反渗透膜表面的结垢问题，这个问题的出现是由于水体中的成垢盐类如CaCO3、CaSO4等随着制水过程的进行在膜表面浓缩而沉积。防止反渗透膜的结垢，目前一般采用加阻垢剂的化学处理方法，即在进水中加入一定浓度的反渗透专用阻垢剂，抑制反渗透膜表面的结垢。阻垢剂的使用可以在一定程度上减缓垢的沉积速度，但不同的阻垢剂阻垢性能差别较大，对不同水体的阻垢效果也不一样，同时其它新型的反渗透膜阻垢技术如电磁阻垢技术等在得到不断地开发。高效阻垢剂和其它新型阻垢技术发展的一个关键问题是如何快速准确地评价阻垢性能。目前评价阻垢剂的常用方法有：静态阻垢法、动态模拟法、临界pH法、鼓泡法、极限碳酸盐硬度法、浊度测定法、钙离子选择电极电位分析法、玻璃电极法、恒定组分技术等，以及专门用于评定反渗透阻垢剂性能的“反渗透阻垢剂性能的动态测试方法”等。上述方法除动态阻垢法外，测定的均为阻垢剂抑制成垢盐类在溶液中的析出程度，具有一定的局限性，特别不适合于非增溶型的阻垢技术的评价。本专利技术利用图1的反渗透阻垢性能实验装置，根据系统回收率的变化评价阻垢技术的阻垢效果，具有较好的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有反渗透阻垢技术评价方法的不足，提出一种可靠、快速的实验室反渗透阻垢技术性能的评价方法，可在较短时间内有效地评价出针对某一特定水质的阻垢剂或其它阻垢技术的阻垢效果，确定阻垢工艺条件，为新型高效阻垢技术的开发及应用提供了一种可靠有效地评价手段。本专利技术的技术方案本专利技术的一种反渗透阻垢性能的评价方法所用的实验装置如图1所示。图1中采用反渗透浓水和产水全部回流至进水箱，在恒定温度下，固定初始产水量和浓水排放量，即初始回收率设为一定值，初始回收率设定后保证高压泵回流阀和浓水-->排放阀在随后的评价过程中国定不动，每间隔一定时间记录浓水排放量及产水量。运行时间根据系统结垢状况确定，一般为10h。同一批次的空白实验与采用阻垢技术的实验时间必须相同。根据空白实验与采用阻垢技术的实验所得到的反渗透系统回收率的变化来判断该阻垢技术的阻垢性能，通过系列实验可确定最佳的阻垢运行方案。本专利技术的一种反渗透阻垢性能的评价方法，其具体实施步骤如下：(1)配制测试液采用按现场水样浓缩2～5倍配制模拟水作测试液，或采用含6mmol/L的CaCl2和12mmol/L的NaHCO3溶液作为测试液，配制测试液300L；(3)做空白实验选择一个实验温度T为10～40℃之间，实验中通过热交换保持系统温度恒定，同时设置初始产水流量P0及初始浓水流量Q0，使进水压力和浓水排放压力维持在1.00～1.25MPa范围内，对于单支膜使初始回收率y0(y0＝P0/(P0+Q0))为25～50％，以促进成垢离子在膜表面的结垢；每隔一小时记录产水流量Pi和浓水流量Qi，计算这一时刻的反渗透系统回收率yi＝Pi/(Pi+Qi)，同时监测系统进水压力和浓水排放压力；设实验总时间为10h，则实验结束时测得的回收率记为y10，得到空白实验的回收率变化为Δy＝y0-y10；当实验过程中温度发生波动时，通过所用反渗透膜的温度校正系数将产水流量Pi和浓水流量Qi校正到实验所需恒定的温度，再进行计算。(3)做阻垢实验在测试液中加入一定浓度的反渗透专用阻垢剂，或应用其它的阻垢技术，如开启电磁水处理设备等，按以上步骤(2)测定y0(与空白实验相同)及y10’，得到阻垢实验的回收率变化为Δy’＝y0-y10’；(4)按以上步骤(2)测得纯水中反渗透系统的回收率变化Δy0；(5)计算阻垢率η(％)η=Δy-Δy′Δy-Δy0]]>式中：η为阻垢率(％)Δy为空白实验的回收率变化Δy’为采用某种阻垢技术实验的回收率变化Δy0为纯水中反渗透系统的回收率变化。阻垢率越大，说明阻垢效果越好。本专利技术的有益效果目前常用的阻垢性能评价方法多为针对增溶型阻垢剂制定，评定的多为阻垢剂抑制成垢盐类在溶液中的析出程度，具有一定的局限性，特别不适合于评价非增溶型的阻垢技术。本专利技术利用图1的反渗透系统，根据系统回收率的变化评价阻垢技术的阻垢效果，具有较好的可靠性，适于评价应用于反渗透系统的所有类型的阻垢技术，包括各种类型的阻垢剂及电磁阻垢技术等。本专利技术的应用可以很好地促进各类反渗透阻垢技术的发展。-->附图说明图1、本专利技术用于评价反渗透阻垢性能的实验装置示意图图2、本专利技术实施例1的处理结果图3、本专利技术实施例2的处理结果图4、本专利技术实施例3的处理结果具体实施方式下面通过实施例并结合附图对本专利技术进一步详细描述，但并不限制本专利技术。一种实验室快速评价反渗透阻垢技术的阻垢性能的方法，采用反渗透模拟装置，评价过程中固定初始产水量和浓水排放量，每间隔一定时间记录浓水排放量及产水量。实验结束后根据空白实验与采用阻垢技术的实验所得到的反渗透系统回收率的变化来判断该阻垢技术的阻垢性能。该专利适用于评价应用于反渗透系统的所有类型的阻垢技术，包括各种类型的阻垢剂及电磁阻垢技术等。实施例1利用本专利技术的一种反渗透阻垢性能的评价方法对2mg/L的阻垢剂PT-100的评价，具体实施步骤如下：(1)配制测试液测试液中含6mmol/L的CaCl2和12mmol/L的NaHCO3，测试液容积300L；(2)做空白实验实验温度为30℃，实验中通过热交换保持系统温度恒定，设置初始产水流量P0及初始浓水流量Q0分别为310L/h和500L/h，使进水压力和浓水排放压力维持在1.00～1.25MPa范围内；每隔一小时记录产水流量Pi和浓水流量Qi，计算这一时刻的反渗透系统回收率yi＝Pi/(Pi+Qi)；实验总时间为10h，则实验结束时测得的回收率记为y10，得到空白实验的回收率变化为y0-y10。空白试验的y0＝38.27％，y10＝36.16％，得Δy＝2.11％；(3)做阻垢实验：在测试液中加入2mg/L的阻垢剂PT-100，按以上步骤(2)测定y0＝38.27％，y10’＝36.82％，得到阻垢实验的回收率变化为Δy’＝1.45％；(4)按以上步骤(2)测得纯水中反渗透系统的回收率变化为0.816％；(5)计算阻垢率η(％)＝51.0％。实验得到的回收率随时间的变化曲线见图2。实施例2利用本专利技术的一种反渗透阻垢性能的评价方法对浓度分别为1、2、5mg/L的阻垢剂PT-100评价，具体实施步骤如下：(1)配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反渗透阻垢性能的评价方法，其特征在于其具体实施步骤如下：（１）配制测试液采用按现场水样浓缩２～５倍配制模拟水作测试液，或采用含６ｍｍｏｌ／Ｌ的ＣａＣｌ↓［２］和１２ｍｍｏｌ／Ｌ的ＮａＨＣＯ↓［３］溶液作为测试液，配制测试液３００Ｌ；（２）做空白实验选择一个实验温度Ｔ为１０～４０℃之间，实验中通过热交换保持系统温度恒定，同时设置初始产水流量Ｐ↓［０］及初始浓水流量Ｑ↓［０］，使进水压力和浓水排放压力维持在１．００～１．２５ＭＰａ范围内，对于单支膜使初始回收率ｙ↓［０］（ｙ↓［０］＝Ｐ↓［０］／（Ｐ↓［０］＋Ｑ↓［０］））为２５～５０％，以促进成垢离子在膜表面的结垢；每隔一小时记录产水流量Ｐ↓［ｉ］和浓水流量Ｑ↓［ｉ］，计算这一时刻的反渗透系统回收率ｙ↓［ｉ］＝Ｐ↓［ｉ］／（Ｐ↓［ｉ］＋Ｑ↓［ｉ］），同时监测系统进水压力和浓水排放压力；设实验总时间为１０ｈ，则实验结束时测得的回收率记为ｙ↓［１０］，得到空白实验的回收率变化为Δｙ＝ｙ↓［０］～ｙ↓［１０］；当实验过程中温度发生波动时，通过所用反渗透膜的温度校正系数将产水流量Ｐ↓［ｉ］和浓水流量Ｑ↓［ｉ］校正到实验所需恒定的温度，再进行计算；（３）做阻垢实验在测试液中加入一定浓度的反渗透专用阻垢剂，或应用其他具有阻垢性能的阻垢技术，如开启电磁水处理设备等，按以上步骤（２）测定ｙ↓［０］（与空白实验相同）及ｙ↓［１０］’，得到阻垢实验的回收率变化为Δｙ’＝ｙ↓［０］－ｙ↓［１０］’；（４）按以上步骤（２）测得纯水中反渗透系统的回收率变化Δｙ↓［０］；（５）计算阻垢率η（％）η＝Δｙ－Δｙ′／Δｙ－Δｙ０式中：η为阻垢率（％）Δｙ为空白实验的回收率变化Δｙ’为采用某种阻垢技术实验的回收率变化Δｙ↓［０］为纯水中反渗透系统的回收率变化。...

【技术特征摘要】
1.一种反渗透阻垢性能的评价方法，其特征在于其具体实施步骤如下：(1)配制测试液采用按现场水样浓缩2～5倍配制模拟水作测试液，或采用含6mmol/L的CaCl2和12mmol/L的NaHCO3溶液作为测试液，配制测试液300L；(2)做空白实验选择一个实验温度T为10～40℃之间，实验中通过热交换保持系统温度恒定，同时设置初始产水流量P0及初始浓水流量Q0，使进水压力和浓水排放压力维持在1.00～1.25MPa范围内，对于单支膜使初始回收率y0(y0＝P0/(P0+Q0))为25～50％，以促进成垢离子在膜表面的结垢；每隔一小时记录产水流量Pi和浓水流量Qi，计算这一时刻的反渗透系统回收率yi＝Pi/(Pi+Qi)，同时监测系统进水压力和浓水排放压力；设实验总时间为10h，则实验结束时测得的回收率记为y10，得到空白实验的回收率变化为Δy＝y0～y10；当实验过程中温度发生波动时，通过所用反渗透膜的温度校正系数将产水流量Pi和浓水流量Qi校正到实验所需恒定的温度，再进行计算；(3)做阻垢实验在测试液中加入一定浓度的反渗透专用阻垢剂，或应用其他具有阻垢性能的阻垢技术，如开启电磁水处理设备等，按以上步骤(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛红花，宋飞，申晶，赵莉，赵玉增，孟新静，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]