水处理抑垢剂高硬度水反渗透膜阻垢剂

（1）对某县生活垃圾处理场渗滤液采用二级DTRO 工艺进行处理，出水效果较好，各项指标均可以达到 GB 16889—2008 表 2 中规定的排放标准的要求
（2）充分利用填埋场垃圾堆体的生物反应器特性，采用浓缩液回灌进行消解和稳定污染物，是渗滤液处理过程中一个经济可靠的处理环节。

DTRO是DT的一个分类，DT 膜技术即碟管式膜技术(Disc Tube Module)，分为DTRO（碟管式反渗透）、DTNF（碟管式纳滤）、DTUF（碟管式超滤）三大类，是一种专利型膜分离组件。该技术是针对高浓度料液的过滤分离而开发的，已成功应用近30 年。
DTRO基本介绍
一、组件结构
碟管式膜组件主要由RO 膜片、导流盘、中心拉杆、外壳、两端法兰各种密封件及联接螺栓等部件组成。把过滤膜片和导流盘叠放在一起，用中心拉杆和端盖法兰进行固定，然后置入耐压外壳中，就形成一个碟管式膜组件。

二、工作原理
料液通过膜堆与外壳之间的间隙后通过导流通道进入底部导流盘中（如图2所示），被处理的液体以短的距离快速流经过滤膜，然后180º逆转到另一膜面，再从流入到下一个过滤膜片，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的切向流过滤，浓缩液后从进料端法兰处流出。料液流经过滤膜的同时，透过液通过中心收集管不断排出。浓缩液与透过液通过安装于导流盘上的O 型密封圈隔离。

垃圾渗滤液水质特点

（1）污染物成分复杂
由于垃圾组分复杂，渗滤液中的污染物成分复杂。渗滤液的污染成分包括有机物、无机离子和营养物质。其中主要是氨氮和各种溶解态的离子、重金属、酚类、可溶性脂肪酸及其他有机污染物。
（2）有机物浓度高
垃圾渗滤液中的BOD5和COD浓度高可达几万毫克每升，且含有大量的难降解有机物，如有机氯化物、芳香族化合物、腐植酸等，导致COD中将近有700mg/L～1500mg/L难以用生物处理的方式去除。对于填埋场渗滤液，BOD/COD随着垃圾填埋年数的增加而降低，导致可生化性变差[3]。
（3）氨氮浓度高
垃圾渗滤液中的氨氮和总氮浓度一般都达1000mg/L以上，对于填埋场渗滤液，氨氮随着填埋年数的增加而增加。
（4）重金属和盐分在某些特殊情况下含量高
若原生垃圾中混有大量工业垃圾（污泥），可能导致渗滤液中重金属浓度较高；受我国居民生活习惯影响，垃圾渗滤液盐分含量较高。

.垃圾渗滤液处理的工艺
3.1工艺总概述
基于生活垃圾渗滤液的复杂性、高浓度的特点，常规处理技术和措施包括以下方面。

3.2生物处理技术
在对COD浓度<5000mg/L的垃圾渗滤液的处理中，以好氧生物处理技术为适宜[4]，诸如：活性污泥法、生物膜法；在对COD浓度>5000mg/L的高浓度垃圾渗滤液的处理中，以厌氧生物处理技术为适宜，诸如：厌氧生物滤池、厌氧序批式反应器；另外，还有厌氧（缺氧）—好氧生物处理技术，如：经济的SBR组合工艺技术。

3.3物化处理技术
能够产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH）的深度氧化处理技术，如：臭氧氧化法、光催化氧化法、电化学氧化法、Fenton氧化法；投加无机盐或高分子物质的混凝处理技术以及膜处理技术。

反渗透阻垢剂的基本作用

1、络和增溶作用:反渗透阻垢剂溶于水后发生电离,生成带负电性的分子链,它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物,从而使无机盐溶解度增加,起到阻垢作用。
2、晶格畸变作用：由反渗透阻垢剂分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上,占据了一定位置,阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长,减慢了晶体的增长速率,从而减少了盐垢的形成;
3、静电斥力作用：反渗透阻垢剂溶于水后吸附在无机盐的微晶上,使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态,从而防止或减少垢物的形成。
4、反渗透阻垢剂功能种类和应用反渗透阻垢剂是用于反渗透和纳滤系统性能改善的
5、阻垢剂和分散剂是一系列用于阻止结晶矿物盐的沉淀和结垢形成的化学药剂。




反渗透阻垢剂的功能
1、.不需再另外加酸，能有效避免酸性物质对设备等造成腐蚀。
2、螯合功效稳定，能防止铁、锰等金属离子在膜管上形成污垢。
3、适用于各种膜管材料。
4、加药量少，节省加药成本，能够获得经济的阻垢控制。
5、阻垢能力强，适用于各种水质，效果良好，能够减少对膜的清洗，延长膜使用寿命。
6、该药剂的功效机稳定性远远优于六偏磷酸钠或纯聚合物型的阻垢剂。

反渗透膜是反渗透系统的关键设备，系统长时间连续运行时，水中钙镁等离子会不断析出并在反渗透膜表面附着，形成结垢堵塞膜孔，这样会影响反渗透系统的出水效率，损坏反渗透膜。由于反渗透膜比较昂贵，所以在系统运行中，要增加一段加药系统，水处理设备在水中投加反渗透阻垢剂，延缓钙镁离子的析出和膜面结垢。

反渗透阻垢剂是用于反渗透（RO）系统及纳滤（NF）和超滤（UF）系统的阻垢剂，可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用。

阻垢剂的特点

1、很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢
2、不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物
3、能有效地抑制硅的聚合与沉积，浓水侧SiO2浓度可达290 ppm
4、可用于反渗透CA及TFC膜、纳滤膜和超滤膜
5、的溶解性及稳定性
6、给水PH值在5-10范围内均有效

膜被称为反渗透过程的心脏，在一定意义上说，反渗透系统质量的优劣、水平的高低关键在于反渗透膜性能的好坏，张醋酸纤维素反渗透膜是用于水脱盐的，但是，随着各种类型反渗透膜的开发和膜性能的不断提高，发渗透膜分离已不仅包括水处理领域，即水的脱盐、纯水制备、水的再利用和废水回收，也包括食品加工、生物学和生物医药的研究
。一、反渗透膜性能要求和指标为适应水处理应用的需要，反渗透膜具有应用上的可靠性和形成规模的经济性，其一般要求如下
1、对水的渗透性要大，脱盐率要高。
2、具有一定的强度和坚实程度，不致因水的压力和拉力影响变形、破裂。膜的被压实性尽可能小，水通量衰减小，稳定的产水量。
3、结构要匀称，能制成所需要的结构。
4、能适应较大的压力、温度和水质的变化。
具有好的耐温、耐酸碱、耐氧化、耐水解和耐生物污染侵蚀性
使用寿命要长。

二、反渗透膜的材质是什么？
常见的反渗透膜材料有两大类。1、醋酸纤维素膜元件 一般用纤维素经酯化生成三醋酸纤维，再经二次水解成混合一、二、三醋酸纤维。影响膜的脱盐率与产水量重要的因素是乙酰含量高则脱盐率高，但产水量少。
醋酸纤维素膜本质上的弱点是，随时间的推移，酯基官能团将水解，同时脱盐率逐渐下降而流量增加，随着水解作用的加强，膜更易受到微生物侵袭，同时膜本身也将失去它的功能和完整性。2、复合膜元件复合膜的主要支持结构是经砑光机砑光后的聚酯无纺织物，其表面无松散纤维并且坚硬光滑，由于聚酯无纺织物非常不规则并且太疏松，不适合作为盐屏障层的底层，因而将微孔工程塑料聚砜浇注在非纺织物表面上，聚砜层表面的孔控制在大约15nm，屏障层采用高交联度的芳香聚酰胺，厚度大约在0.2um。高交联度芳香聚酰胺由苯三酰氯和苯二胺聚合而成。
复合膜与醋酸纤维素膜相比有以下优点：（1）化学稳定性好。醋酸纤维素膜不可避免地会发生水解，醋酸纤维素膜连续运行允许的pH值范围为4～6，清洗时允许是pH值范围为3～7，pH值为5.7时水解速度慢，这就导致预处理时加酸来量大，清洗时可选用的药品范围窄，不易获得满意的清洗效果，复合膜连续运行允许的pH值范围一般为2～11，清洗时允许的pH值范围一般为1～12。（2）生物稳定性好。复合膜不易受微生物侵袭，而醋酸纤维素膜易受微生物侵袭。（3）复合膜的传输性能好，即Kw大而Ks小。（4）复合膜在运行中不会被压紧，因此产水量不随使用时间而改变，而醋酸纤维素膜在运行中会被压紧，因而产水量不断下降。（5）复合膜的脱盐率基本不随使用时间而改变，而醋酸纤维素膜由于不可避免的水解，脱盐率会不断下降。（6）复合膜由于Kw大，其工作压力低，反渗透给水泵用电量与醋酸纤维素膜相比减少了一半以上。（7）醋酸纤维素膜的寿命一般仅3年，而复合膜有些已使用5年或者8年，性能仍完好如初。复合膜的缺点是抗氧化性较差。

三、反渗透膜的影响因素1、进水压力对RO膜元件的影响进水压力本身并不会影响盐透过量，但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高，使得产水量加大，同时盐透过量几乎不变，增加的产水量稀释了透过膜的盐分，降低了透盐率，提高脱盐率，当进水压力超过一定值时，由于过高的回收率，加大了浓差极化，又会导致盐透过量增加，抵消了增加的产水量，使得脱盐率不再增加。2、进水温度对RO膜元件的影响RO膜元件产水电导对进水水温的变化十分敏感，随着水温增加水对通量也线性的增加，进水水温每升高1℃，产水量就增加2.5%-3.0%；（以25℃为标准）。3、进水PH值对反渗透膜的影响进水PH值对产水量几乎没有影响，而对脱盐率有较大影响。PH值在7.5-8.5之间，脱盐率达到高。4、进水盐浓度对RO膜元件的影响渗透压是水中所含盐分或有机物浓度的函数，进水含盐量越高，浓度差也越大，透盐率上升，从而导致脱盐率下降。

反渗透膜的消毒杀菌方式a、氯化加氯、次氯酸钠或二氧化氯均可以，但应注意，对于聚酰胺膜给水脱氯，可采用活性炭吸附脱氯或加入亚硫酸钠或焦亚硫酸钠化学脱氯。b、异噻唑啉酮杀菌c、紫外线杀菌，常用于小型反渗透系统d、臭氧消毒灭菌五、膜的防垢技术措施按照结垢的顺序有：碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅络合物、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙。而铝、铁或锰的氢氧化物一般应在预处理时沉淀析出，因而不会在膜上结晶。1、钠离子软化采用钠离子交换树脂软化，可有效除去钙离子、锶离子、钡离子，可有效防止碳酸盐垢和硫酸盐垢，这种处理方法不改变水的pH值，适于中小型苦咸水反渗透处理。2、弱酸性阳离子交换树脂脱碱只能除去钙离子、锶离子、钡离子的碳酸氢盐（暂时硬度），因此只是部分软化，同时水的pH值降至4～5，适于含高碳酸盐的水。
应注意：此种方法处理后的水的pH值变化范围为3.5～6.5，pH值的变化使脱盐率难以控制，当pH小于4.2时，无机酸的透过量会增大，产品水TDS（总溶解固体物）变高。为避免产品水pH值过低，可在脱二氧化碳后加入氢氧化钠。

三、反渗透膜元件选型
选择反渗透RO膜需要考虑的性能指标：脱盐率、产水量、回收率。
1、RO反渗透膜的脱盐率和透盐率
RO反渗透膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定，脱盐率的高低取决于反渗透RO膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透膜对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定，对离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%，对单价离子如：钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低，但也可超过了98%（反渗透膜使用时间越长，化学清洗次数越多，反渗透膜脱盐率越低）对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%，但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
　　反渗透膜的脱盐率和透盐率计算方法：
RO膜的盐透过率=RO膜产水浓度/进水浓度×
RO膜的脱盐率=（1–RO膜的产水含盐量/进水含盐量）×
RO膜的透盐率=–脱盐率
2、RO反渗透膜的产水量和渗透流率
RO膜的产水量——指反渗透系统的产水能力，即单位时间内透过RO膜的水量，通常用吨/小时或加仑/天来表示。
RO膜的渗透流率——也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率，通常用加仑每平方英尺每天（GFD）表示。过高的渗透流率将导致垂直于RO膜表面的水流速加快，加剧膜污染。
3、RO反渗透膜的回收率
RO膜的回收率——指反渗透膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据反渗透系统中预处理的进水水质及用水要求而定的。RO膜系统的回收率在设计时就已经确定。
A、RO膜的回收率=（RO膜的产水流量/进水流量）×
B、反渗透(纳滤)膜组件的回收率、盐透过率、脱盐率计算公式如下：
　　反渗透膜组件的回收率= RO膜组件产水量/进水量×
反渗透膜组件的盐分透过率=RO膜组件产水浓度/进水浓度×。