1.有機膦酸鹽(有機磷酸鹽)
代表物質: ATMP(氨基三甲叉膦酸)、HEDP(羥基乙叉二膦酸)、PBTC(2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸)、DTPMP等。
作用機理:
晶格畸變/閾值效應: 優先吸附于微小的結垢鹽類(如CaCO?、CaSO?、BaSO?、SrSO?)晶核或晶體表面,干擾晶體正常生長方向,使其畸變、難以形成堅硬致密的垢層。
螯合/絡合作用: 與水中成垢陽離子(如Ca2?、Mg2?、Ba2?、Sr2?)形成可溶性絡合物,暫時將其“鎖定”,降低其游離濃度,使其不易達到過飽和析出。
特點:
對碳酸鈣垢效果優異,對硫酸鹽垢(CaSO?)也有較好效果。
化學穩定性好,耐高溫、耐一定氯氧化(部分品種)。
具有“閾值效應”,即遠低于化學計量比的用量即可有效阻垢(通常幾ppm即可)。
部分膦酸鹽(如HEDP, PBTC)具有一定分散氧化鐵、黏土等懸浮物的能力。
含磷,需要考慮排放限制和微生物滋生(需配合殺菌劑)。
長期使用在高濃縮倍數下,自身或其金屬螯合物可能沉積在膜上。
2.有機膦酸鹽(有機磷酸鹽)
代表物質: ATMP(氨基三甲叉膦酸)、HEDP(羥基乙叉二膦酸)、PBTC(2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸)、DTPMP等。
作用機理:
晶格畸變/閾值效應: 優先吸附于微小的結垢鹽類(如CaCO?、CaSO?、BaSO?、SrSO?)晶核或晶體表面,干擾晶體正常生長方向,使其畸變、難以形成堅硬致密的垢層。
螯合/絡合作用: 與水中成垢陽離子(如Ca2?、Mg2?、Ba2?、Sr2?)形成可溶性絡合物,暫時將其“鎖定”,降低其游離濃度,使其不易達到過飽和析出。
特點:
對碳酸鈣垢效果優異,對硫酸鹽垢(CaSO?)也有較好效果。
化學穩定性好,耐高溫、耐一定氯氧化(部分品種)。
具有“閾值效應”,即遠低于化學計量比的用量即可有效阻垢(通常幾ppm即可)。
部分膦酸鹽(如HEDP, PBTC)具有一定分散氧化鐵、黏土等懸浮物的能力。
含磷,需要考慮排放限制和微生物滋生(需配合殺菌劑)。
長期使用在高濃縮倍數下,自身或其金屬螯合物可能沉積在膜上。
3.聚羧酸鹽/聚丙烯酸類
代表物質: 聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物(AA/HPA)、丙烯酸-磺酸類共聚物(如AA/AMPS)等。
作用機理:
分散作用: 是其主要機理。聚合物鏈上的羧酸根(-COO?)或磺酸根(-SO??)基團通過靜電斥力和空間位阻效應,吸附在微小的結垢晶體顆粒和膠體微粒(如粘土、鐵鋁氧化物、硅膠體)表面,使其帶負電并相互排斥,穩定地分散在水中,防止它們聚集長大和沉積在膜表面。
晶格畸變: 也能一定程度干擾晶體生長。
特點:
對碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶、硅垢、鐵鋁氧化物、膠體等均有較好的分散阻垢效果。
分散能力通常優于膦酸鹽,尤其對膠體和顆粒物。
低磷或無磷(不含P-O-C鍵),環保性相對較好。
分子量大小和分布對性能影響大(通常中等分子量效果佳)。
對氧化劑(如余氯)敏感,易降解失效。
過量使用可能導致膜表面形成凝膠層(尤其高分子量PAA)。
4.膦酸酯類
代表物質: 磷酸酯(如聚氧乙烯醚磷酸酯)。
作用機理: 兼具一定的晶格畸變和分散作用,同時具有一定的表面活性,能改變顆粒表面性質。
特點:
阻垢性能通常弱于膦酸鹽和聚羧酸鹽,但有一定緩蝕性。
對鐵氧化物分散性較好。
易水解生成正磷酸鹽,可能導致磷酸鈣垢風險增加或成為微生物營養源。
應用相對較少。
5.天然聚合物
代表物質: 木質素磺酸鹽、丹寧酸、淀粉衍生物等。
作用機理: 主要是分散作用和螯合作用。
特點:
來源天然,可生物降解性好。
性能通常不如合成聚合物穩定和高效。
易受微生物降解,可能引入有機物污染膜。
在現代RO系統中應用較少,主要用于要求環保性且水質較好的特定場合。
綠色聚合物/無磷聚合物
代表物質: 聚天冬氨酸(PASP)、聚環氧琥珀酸(PESA)等。
作用機理: 兼具晶格畸變和分散作用。
特點:
完無磷,可生物降解,環境友好。
對碳酸鈣垢效果較好,對硫酸鈣垢效果一般。
對鐵、鋁氧化物分散性尚可。
耐氯性可能較差。
價格相對較高。
是環保法規嚴格地區的趨勢性選擇。
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