滲透阻垢劑

　　反滲透(RO)因具有脫鹽效率高、占地面積小、綠色環(huán)保、適用污染范圍廣和操作簡單等特征，被廣泛應(yīng)用于自來水處理、海水淡化，以及印染、電鍍等行業(yè)，污水凈化反滲透膜結(jié)垢是制約RO在水處理推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素。膜系統(tǒng)一旦大面積結(jié)垢，清洗膜和更換反滲透膜是很好的解決辦法，然而反滲透膜清洗的難度和工作量都比較大，更換膜則耗資巨大，這都將給用戶帶來了巨大的損失。

　　所謂膜結(jié)垢是被凈化水溶液中含有的微/難溶離子在RO高壓環(huán)境系統(tǒng)下其離子積大于相應(yīng)條件溶度積時(shí)于反滲透膜表面形成微量難溶鹽類沉積的現(xiàn)象。

　　反滲透阻垢劑分類：

　　1.含磷類

　　1.1無機(jī)聚磷酸鹽類

　　在反滲透系統(tǒng)中，無機(jī)聚磷酸鹽類是很早應(yīng)用的一類阻垢劑，常用是三聚磷酸鈉(STPP)和六偏磷酸鈉(SHMP)。微量聚磷酸鹽加入水中，與Ca2+發(fā)生螯合反應(yīng)形成螯合物，破壞了CaCO3等晶體的正常生長過程，從而阻止了碳酸鹽水垢的形成，同時(shí)還具有閾值效應(yīng)。

　　1.2有機(jī)磷酸鹽及酯類

　　這類阻垢劑相對于無機(jī)聚磷酸鹽來說磷濃度低，水解度小，種類多。在反滲透系統(tǒng)中，常用的有機(jī)磷酸鹽類阻垢劑有：氨基三亞甲基膦酸(ATMP)、羥基亞乙基二膦酸(HEDP)及其二鈉鹽(Na2HEDP)、乙二胺四亞甲基膦酸鈉(Na8EDTMP)、2-膦酸基-1,2,4-三羥基丁烷(PBTCA)等。

　　2.特殊官能團(tuán)共聚物

　　為了使阻垢劑分子結(jié)構(gòu)中含有多種活性基團(tuán)，或與氧化型殺菌劑有好的相容性，達(dá)到更佳的阻垢效果，人們把這類阻垢劑自身結(jié)構(gòu)之間或帶有特殊官能團(tuán)(羧基、磺酸基等)的阻垢劑單體之間聚合，生成具有多種官能團(tuán)的三元、四元共聚物，甚至更多元的共聚物。

　　2.1聚羧酸類

　　聚羧酸類阻垢劑主要包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來酸及其鹽類、氨基聚羧酸、馬來酸酐和長鏈不飽和烴的共聚物、丙烯酸和甲叉丁二酸的共聚物、混合羧酸聚合物，還有其它一些以聚丙烯酸為主體的聚合物。

　　2.2磺酸基共聚物類

　　磺酸基共聚物類主要有聚苯乙烯磺酸鹽、磺酸與丙烯酸的共聚物、氨基丙磺酸-丙烯酸共聚物、聚丙烯酸-2-丙烯酰胺甲基丙磺酸等。含磺酸基團(tuán)的阻垢劑水溶性突出，故常用于共聚物阻垢劑的合成。

　　3.綠色環(huán)保類

　　3.1聚天冬氨酸(PASP)

　　PASP是在20世紀(jì)末期由美國一家名叫“Donlar”的公司開發(fā)的，無論是原料的選取還是合成過程，乃至終產(chǎn)物，它都考慮到對環(huán)境可能的危害性，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)測定和推測，證明了它的降解途徑類似于葡萄糖，堪稱一種可以生物降解的綠色環(huán)保的RO阻垢緩蝕劑。有研究表明，其在海水淡化反滲透系統(tǒng)的阻垢和緩蝕效果，結(jié)果表明，當(dāng)其投加量為14mg/L時(shí)，對碳酸鈣的阻垢率幾乎達(dá)到了100%，當(dāng)用量為100mg/L時(shí)，對A3碳鋼的緩蝕率達(dá)到將近50%。

　　3.2聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)

　　PESA屬于容易進(jìn)行生物降解的物質(zhì)，相比其它幾類阻垢劑，它具有很好的可降解性。PESA的分子結(jié)構(gòu)中既不含N也不含P，可以消除引起水體富營養(yǎng)化的影響，可稱為一種綠色環(huán)保的RO阻垢劑。

　　3.3 S-羧乙基硫代琥珀酸(CETSA)

　　CETSA是近幾年出現(xiàn)的新型環(huán)保緩蝕阻垢劑，主要由β-疏基丙酸和馬來酸酐加成反應(yīng)制得，它能與各種金屬離子通過螯合作用來抑制結(jié)垢。鈉鹽、鉀鹽和各類胺等衍生物產(chǎn)品是其主要存在形式，CETSA分子結(jié)構(gòu)特殊，具有水溶性、生物降解性。將CETSA與一些物質(zhì)(如葡萄糖酸鈉、HPMA、硫酸鋅和烏洛托品等)復(fù)配后阻垢效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的磷系阻垢劑(如PBTCA、ATMPS和PAPE等)。

　　4.復(fù)配阻垢劑

　　由于反滲透處理水的水質(zhì)復(fù)雜，可能形成多種污垢，因此用單一的某種阻垢劑很難達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，而將兩種或多種阻垢劑進(jìn)行復(fù)配可以產(chǎn)生協(xié)同作用來提高阻垢率，彌補(bǔ)了單一藥劑所存在的缺陷。

　　5.改性阻垢劑

　　對反滲透阻垢劑進(jìn)行改性 主要有開環(huán)和共聚兩種方法：開環(huán)法主要是引入特定功能性基團(tuán)，如磺酸基、磷酸基、羧基、羥基、氨基等以達(dá)到預(yù)期特定阻垢效果的目的;共聚法則是為彌補(bǔ)一種阻垢劑應(yīng)用效果上的不足之處，將兩種及以上不同種類的RO阻垢劑按一定配比進(jìn)行共聚反應(yīng)，從而合成具有更好的極性及活性的新RO阻垢劑。