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反渗透系统中的反渗透系统中的分散阻垢剂产品及计算软件介绍分散阻垢剂产品及计算软件介绍
罗门哈斯公司CIS部门
亚太区技术经理
李伟健
2003-9-1
演讲主题演讲主题
介绍Acumer阻垢分散剂产品在膜分离技术中的应用,尤其在反渗透系统.
介绍ACUMEREVALUATOR TM 计算软件的安装及使用方法.
ACUMERACUMER阻垢分散剂物理性能阻垢分散剂物理性能
产品牌号 pH 固含量% 聚合物类型
ACUMER 4035 4 35 均聚物
ACUMER 4450 2.5 43.5 三聚物
ACUMER 4800 4 55 共聚物
AACUMERCUMEREEVALUATORVALUATOR tmtm 计算软件计算软件
目的目的::1) 推荐Acumer产品在RO系统中的使用量.2) 确定给水和废水(浓缩液)的结垢倾向并介
绍使用相应的Acumer产品.3) 为不同水的条件和操作参数作.4) 提供Acumer产品资料.
产品介绍产品介绍
Acumer阻垢分散剂通常在膜分离水净化系统中,用于阻止无机垢的形成.
AcumerAcumer 聚合物优点聚合物优点
Acumer聚合物能防止碳酸钙,硫酸钙,硫酸钡及硫酸锶垢在水中形成高污染倾向. 膜分离技术允许使用相对较低添加量的聚合物(相比使用较高添加量的磷酸盐阻垢剂和有害矿物酸而言)
阻止垢的形成可延长膜的使用寿命及清洗时间.
可通过保持优异渗透流动性和回收率(%)来增加系统使用效能.
膜的应用膜的应用
随着工业和家庭对纯水需求的日益增加,膜分离应用正成为一个快速发展的行业.新系统的灵活性和高使用效能使得膜技术被较多选择,用于水的去盐和净化操作.
这些膜分离技术包含了微滤,超滤,纳滤及反渗透(RO), 一种众所周知的膜分离过程.
压力膜分离技术应用指导压力膜分离技术应用指导
0.001µm 0.01µm 0. 1µm 1.0µm 10µm 100µm 1000µm0.0001µm
中滤
微滤
超滤
纳滤
反渗透
钠离子
流行性病毒
Giardia &
不知名孢子
渗透作用渗透作用
纯水 盐水
半渗透膜
纯水 盐水
半渗透膜
纯水纯水
反渗透作用反渗透作用
半渗透膜
加压
纯水
盐水
加压
半渗透膜
盐水
纯水
纯水
反渗透应用反渗透应用
反渗透(RO) 应用:通过施加压力,逆向改变纯水的自然流动,使其通过一个处在不同盐浓度溶液间的半渗透膜.
为了从盐水中得到纯水, 所施加的压力必须大于此两种水的渗透压力. (对1000 毫克/升不同之总可溶性固体(TDS)而言,需10 磅/英寸2 或 0.7 公斤/厘米2 压力; 对海水而言,需350 磅/英寸2压力)
反渗透(RO)可移去所有溶解的分子量大于100道尔顿的有机物(非离子)固形物和高百分比的离子型物质(通常为 90 至99 %).
膜的污染膜的污染
膜污染物来源于许多不同的状况 (生物体/腐蚀/盐/固形物/ 加工过程). RO的原水可能会被处理以使喂水不含有悬浮固形物和胶体物质.为了控制微生物污染, 通常使用臭氧,氯气或紫外光来消毒. 给水仍含有矿物质和有机物,它们会污染膜.
溶解的无机盐,通常为碳酸钙或硫酸钙, 当纯水流过膜时,它们会在膜表面聚集. 一旦这些离子盐浓度超过其溶解度时, 沉淀就会发生并开始污染膜表面. 垢层形成速率与pH值, 温度,盐浓度,已溶解气体和离子强度有关.
膜污染会降低使用性能膜污染会降低使用性能
膜上的沉淀物会降低渗透流动速率,增加压力差, 使系统回收率(%)降低.硬垢会刺穿膜,盐和微生物污染物会透过破膜. 垢层和沉淀物会在膜上形成槽道, 限制了水流向垢层较少部分. 槽道会降低系统工作效能,降低含垢膜的清洁效率.
反渗透系统概况反渗透系统概况
RORO系统工艺化学投药维护说明系统工艺化学投药维护说明
水源情况 初次处理 过滤系统（机械过滤器） 活性炭过滤器
其他化学品 杀菌剂, 絮凝剂 SDI值（测试方法）
加酸（HCL或H2SO4）
微滤装置或UF超滤装置 保安过滤器(5微米) 高压泵
Acumer专用阻垢剂
RO系统（多级系统） RO后处理系统 用水点
加NaOH
AcumerAcumer聚合物加入方法聚合物加入方法
ACUMER™ 4035, ACUMER 4450 和 ACUMER 4800的选择和加入方法与喂水的分析,工厂设计和操作条件有关:
通常, 加入聚合物至给水,添加量从1至3 ppm (产品量)不等
根据工厂设计,计量可在不同工段分开进行. 可根据不同阻垢要求单用或合用这些聚合物. 应该连续加入这些聚合物,可从原装桶直接加入或在使用前用软水稀释,但此稀释液应在一周内用完或加入适当的防腐剂保存.
聚合物阻垢性能聚合物阻垢性能,,碳酸钙碳酸钙
碳酸钙沉淀前的诱导时间(分钟) 产品 (10 ppm 聚合物固含量) ( 600 ppm 碳酸钙, pH 9.2,
25ºC) ( 2000 ppm 碳酸钙, pH 7.6,
40ºC) 无聚合物 0 0 ACUMER 4035 16.5 14.5 ACUMER 4450 9.0 7.5 ACUMER 4800 21.0 21.0 竞争者产品, A 11.0 7.5 竞争者产品, B 13.5 13.5 竞争者产品,C 2.0 4.0
聚合物阻垢性能聚合物阻垢性能,,硫酸钙硫酸钙
硫酸钙沉淀前的诱导时间(分钟) 产品
(5 ppm聚合物固含量) 6800 ppm 钙,以碳酸钙计, 30克/升,硫酸钠 (25ºC)
6800 ppm 钙,以碳酸钙计, 20克/升,硫酸钠(40ºC)
无聚合物 1.0 0.0 ACUMER 4035 12.0 11.0 ACUMER 4450 14.0 5.0 ACUMER 4800 6.0 4.5 竞争者产品, A 10.0 5.5 竞争者产品, B 10.5 4.5 竞争者产品, C 4.5 1.0
通过饮用水标准通过饮用水标准
ACUMER 4035依照ANSI/NSF标准60,遵守对饮用水处理添加剂的UL分类要求.此产品还通过用于英国公共水供应的标准.
ACUMER 4450和 ACUMER 4800 作为分散阻垢剂应用于热脱盐和RO系统,通过欧洲饮用水处理标准(英国公共水供应的标准, 荷兰KIWA ATA 证书).
防腐剂信息防腐剂信息
Acumer 稀释液应在一周内用完或加入适当防腐剂保存. ACUMER 4035已含有防腐剂,防止储存过程中的微生物生长.
应用于应用于RORO系统中的系统中的AACUMERCUMEREEVALUATORVALUATOR tmtm 计算软件计算软件
目的目的::1) 在RO系统中推荐Acumer聚合物使用量.2) 可测定给水和废水(浓缩液)的结垢倾向.3) 提供产品使用资料.4) 为不同水的条件和操作参数提供记录.
RORO之之AACUMERCUMEREEVALUATORVALUATOR TMTM 计算软件安装计算软件安装
1) 通过安装CD光盘安装软件.2) 跟随CD安装指导直到得到一个系统ID号码和释放编
码要求.3) 送出系统ID号码和释放编码要求至亚太区市场经理.
(通过E-MAIL或电话).4) 市场经理根据系统ID号码,使用软件译码生成器释放
编码,然后将此释放编码送达至客户.
RORO之之AACUMERCUMEREEVALUATORVALUATOR TM TM 计算软件的使用计算软件的使用
1) 输入原水或给水的水化学数据
2) 输入操作条件
3) 选择处理方法
4) 分析系统,测定ACUMER聚合物的加入量
产品说明书产品说明书(1)(1)
ACUMER™ 4035 - ACUMER 4450 ACUMER 4800
Polymer scale inhibitors and dispersants for
membrane separation processes. Membrane systems demand high performance scale inhibitors to treat industrial water and allow the most efficient production of potable water from brackish water or sea water. A series of ACUMER Water Treatment Polymers is now available for preventing scale and deposits on membranes in separation applications such as reverse osmosis (RO) and nanofiltration. The features and benefits of ACUMER 4035, ACUMER 4450, and ACUMER 4800 are listed below.
产品说明书产品说明书(2)(2)ACUMER 水處理聚合物
ACUMER™ 4035 - ACUMER 4450ACUMER 4800
用於膜分離處理過程的聚合物阻垢劑和分散劑
膜系統需要用高性能的阻垢劑來處理工業用水，並從鹽水或海水中最高效地生産出飲用水。ACUMER水處理系列聚合物現在已經能夠在(諸如逆滲透與納米過濾等)分離應用中防止在膜上産生垢層和沈積物。
以下列出的是ACUMER 4035 ，ACUMER 4450 和ACUMER 4800的特點與優點。
产品说明书产品说明书(3)(3)特點與優點：
特點
ACUMER聚合物抑制逆滲透系統中常見的(諸如碳酸鈣和硫酸鈣等)垢層的形成，無需對酸度進行調節，或只需微量進行調節。産品通過UL系統和歐洲飲用水組織的認證（英國，荷蘭）。ACUMER 4035含有防腐劑。ACUMER聚合物熱穩定性和化學穩定性好。
優點
抑制垢層生長，可延長膜的使用壽命和降低膜的清潔頻率。通過保持優異的滲透流動性和回收率，使系統效率達到最優化。聚合物能夠處理逆滲透與熱脫鹽系統中的飲用水。防腐劑抑制儲存槽中的微生物生長。聚合物在各種膜系統的水環境中保持穩定，而且與防腐劑和其他常用的水處理劑的配伍性好.
产品说明书产品说明书(4)(4)
下表列出了膜應用中的ACUMER™聚合物的典型物理性能：
典型的物理性能（這些不包含詳細說明）
産品 外觀 類型 總固含量，％ pH值
ACUMER 4035 透明至微濁液體 羧酸鹽均聚物 35 4.0ACUMER 4450 透明至微濁液體 羧酸鹽三元共聚物 43.5 2.0ACUMER 4800 透明至微濁液體 羧酸鹽二元共聚物 55 4.0
产品说明书产品说明书(5)(5)
技術背景：
垢層抑制和沈積控制在維持逆滲透系統膜的高效及低成本操作方面起到了重要作用。 ACUMER 4035 , ACUMER 4450 和ACUMER 4800作爲高效的阻垢劑, 在水處理工業中用於保持分離過程中膜的清潔和持久有效性。膜上生成的沈積物會降低滲透流動，增加壓力下降難度，大大降低系統的回收率。硬型水垢會刺入膜，在滲透過程中讓鹽分通過，並會造成微生物污染。同時垢層和沈積物在膜上會形成槽溝， 從而限制水流流向垢層較少區域。槽溝降低了系統的工作效率，也阻礙了含垢膜的有效清潔。
产品说明书产品说明书(6)(6)
逆滲透通過加壓來使純水逆向自流動，流過一層兩邊含有不同濃度的鹽溶液的半滲透薄膜。爲了從鹽水中提取純水，所施加的壓力必須大於此兩種水的滲透壓的差額。逆滲透除去了全部分子量大於100道爾頓的已溶解有機物（非離子）和高比例的離子物（通常爲90 ~99%）。
納米過濾是另外一種膜技術，它也會産生許多相同逆滲透的垢層問題。納米過濾是一種介於逆滲透與過濾間的中間過程，其CUT-OFF分子量在400 ~ 800道爾頓範圍間。離子的去除性隨著鹽種類的變化而變化。其他膜分離技術包含了過濾膠體及過濾懸浮固體的超濾和微濾等技術。
产品说明书产品说明书(7)(7)
在未處理供水槽中所形成的鹽垢經常會限制所處理純水（滲透）的數量和質量。在分離過程中，這些鹽在其濃度下在膜表面産生沈澱的傾向會增加。如果溶解限制超過臨界值，垢層便會形成，這時候就要用清潔過程來恢復膜的滲透性和流動性。清潔過程無論是從投入時間還是化學原料方面來看，都是不經濟的。
ACUMER™聚合物阻垢劑提高了晶體形成的臨界濃度。由於垢層會由各種不同的鹽所形成（如碳酸鈣 , 硫酸鈣 , 二氧化矽和鐵），必須仔細選擇合適的阻垢劑來抑制每種特定水質的垢層形成。
产品说明书产品说明书(8)(8)
ACUMER聚合物阻垢劑的性能優勢：
ACUMER 4035，ACUMER 4450 和 ACUMER 4800被專門開發用於膜系統中常見的垢層。這些産品是羧酸鹽聚合物，爲優異的阻垢劑。ACUMER聚合物能夠分散膠體和微小顆粒，所以固形物會隨著廢水流從系統中被帶走，避免在膜表面産生沈積。
ACUMER 4035是一種通用的阻垢劑和分散劑，它對於碳酸鈣，硫酸鈣，硫酸鋇和其他低溶解的鹽特別有效。按照ANSI / NSF標準60，這種産品符合UL分類中有關飲用水處理添加劑的要求。它已批准可用於英國公共用水系統。ACUMER 4035含有防腐劑，用於抑制儲藏過程中的微生物生長。
产品说明书产品说明书(9)(9)
ACUMER 4450通過分散氧化鐵來防止鐵污染。與標準丙烯酸聚合物相反，它不是被游離鐵所作用的。它是一種優異的碳酸鈣和粘土分散劑。ACUMER 4450作爲熱脫鹽和逆滲透系統中的阻垢劑和分散劑，已獲得歐洲飲用水處理生産的批准（英國公共用水供應商，荷蘭KIWA ATA認證）。
ACUMER 4800是一種性能優異的碳酸鈣阻垢劑，它也是一種作用於其他低溶解鹽的分散劑和阻垢劑。ACUMER 4800作爲熱脫鹽和逆滲透系統中的阻垢劑和分散劑，已獲得歐洲飲用水處理生産的批准（英國公共用水供應商，荷蘭KIWA ATA認證）。
产品说明书产品说明书(10)(10)
下表比較了下表比較了ACUMER ACUMER 聚合物産品與其競爭者産品阻垢碳酸鈣和硫酸聚合物産品與其競爭者産品阻垢碳酸鈣和硫酸鈣的效果。誘導時間越長，阻垢劑就越好。鈣的效果。誘導時間越長，阻垢劑就越好。
聚合物性能聚合物性能 ——抑制碳酸鈣（沈澱前的誘導時間）抑制碳酸鈣（沈澱前的誘導時間）
碳酸钙沉淀前的诱导时间(分钟) 产品 (10 ppm 聚合物固含量) ( 600 ppm 碳酸钙, pH 9.2,
25ºC) ( 2000 ppm 碳酸钙, pH 7.6,
40ºC) 无聚合物 0 0 ACUMER 4035 16.5 14.5 ACUMER 4450 9.0 7.5 ACUMER 4800 21.0 21.0 竞争者产品, A 11.0 7.5 竞争者产品, B 13.5 13.5 竞争者产品,C 2.0 4.0
产品说明书产品说明书(11)(11)
聚合物性能聚合物性能 ——抑制硫酸鈣（沈澱前的誘導時間）抑制硫酸鈣（沈澱前的誘導時間）
硫酸钙沉淀前的诱导时间(分钟) 产品
(5 ppm聚合物固含量) 6800 ppm 钙,以碳酸钙计, 30克/升,硫酸钠 (25ºC)
6800 ppm 钙,以碳酸钙计, 20克/升,硫酸钠(40ºC)
无聚合物 1.0 0.0 ACUMER 4035 12.0 11.0 ACUMER 4450 14.0 5.0 ACUMER 4800 6.0 4.5 竞争者产品, A 10.0 5.5 竞争者产品, B 10.5 4.5 竞争者产品, C 4.5 1.0
产品说明书产品说明书(12)(12)
如上表所述，ACUMER 4800是最好的碳酸鈣抑制劑，而ACUMER 4035 和ACUMER 4450則是最佳的硫酸鈣抑制劑。
ACUMER™ 4450爲那些常見於需要進行膜處理的水中的無機顆粒的最佳分散劑。下列圖表描述了ACUMER 4450對碳酸鈣，氧化鐵和黏土的優異分散性能。濁度越高，該聚合物分散性越好。
产品说明书产品说明书(13)(13)
除了所表現出來的優異性外，ACUMER聚合物還具有無害，氯穩定，無磷，方便處理和計量的性能。在衆多困難的情況下，由於ACUMER聚合物在較大pH值範圍呈現出優良的穩定性和有效性，它也能與酸共同使用。産品使用：ACUMER™ 4035 ，ACUMER 4450 和 ACUMER 4800的選擇與加入量取決於對供水槽的分析以及工廠設計和生産條件。一般來說，再供水槽加入量從4 ppm到30 ppm不等（以產品重量來計）。計量可以根據工廠設計在不同的處理階段分開進行。如果必須抑制不同的垢層，這些聚合物可以共同使用。聚合物需保持潔淨直接從桶中被連續注入，或在使用前用軟水將其稀釋。稀釋後的溶液應在一天內用完或保存在合適的防腐包裝內。
产品说明书产品说明书(14)(14)
處理 - 儲存在通常儲存條件下，産品在原包裝中的貯存穩定性可保持2年。包裝開啓後，産品應在1個月內投入使用。
材料安全資料表
羅門哈斯的所有産品都具有相應的材料安全資料表。這些資料表所包含的相關資訊，使您在必要的情況下保護您的員工及客戶免受任何與我們的産品相關的潛在的健康危害。我們建議您在使用我們的産品前，從您的羅門哈斯技術代表或從就近的銷售處那裏獲取材料安全資料表。同時我們也建議您與我們推薦給您的其他原料供應商取得聯繫，以便在使用前獲得適當的健康和安全警告。
技术使用手册技术使用手册
为什么需使用 ACUMEREVALUATORtm 计算软件!预先编制文件
得到初步的安装和系统需求
选择分析数据单位
选择 pH 值控制点
系统及膜的参数
“什么-如果” 处理类型
最优化处理
选择产品
快速参考
附录和参考书
RORO之之AACUMERCUMEREEVALUATORVALUATOR TMTM 软件计算软件计算(1)(1)
简单计算
Langelier饱和指数(LSI)Ryznar稳定指数(RSI)Stiff-Davis饱和指数
Puckorius结垢指数
RORO之之AACUMERCUMEREEVALUATORVALUATOR TMTM 软件计算软件计算(2)(2)
聚合物添加量
回收率(%)给水比例
盐不透过率(%) (膜的性能)盐浓度
用于用于RORO系统的其它计算方法系统的其它计算方法
淤泥密度指数(SDI)压力差降低过程(给水管道清洁)近似浓度指数
膜系统性能膜系统性能(1)(1)
回收率,% = 渗透水流量 X 100%给水流量
盐不透过率,% = 给水浓度 – 渗透水浓度 X 100%
给水浓度
盐不透过率视膜型号而定
膜系统性能膜系统性能(2)(2)
淤泥密度指数(SDI)(30磅/英寸2,0.45微米过滤)= 100 (1-时间比,500毫升,15分钟前和后)
15分钟
参照ASTM SDI 标准的测试方法D 4189-82 (1987重新确认),对实际详细使用过程而言, 如果 SDI > 3, 预过滤总是需要的.
膜系统性能膜系统性能(3)(3)
压力差降低 = 给水压力 – 浓缩液压力
近似浓度指数=渗透流量 X 100%
% 回收率 (浓盐水流动)
新的水工厂流程新的水工厂流程
微滤微滤
反渗透反渗透
UVUV消毒消毒
新的工厂新的工厂
第二次流出第二次流出第二次流出
高质量新水高质量新水高质量新水
微滤微滤 反渗透反渗透
UVUV
