一种反渗透阻垢剂的动态评价装置及应用方法，本发明提供了一种精密过滤装置，该精密过滤装置安装在高压泵后浓水开度调节阀与进水箱之间管路上，精密过滤装置上设有透明观测口，可直观地观察滤料变化程度，还可获得既定回收率下的结垢量、结垢速率。本发明采用恒压、恒温方式运行和数据自动采集与处理系统进行数据的处理方法。解决了针对CaCO3等低溶解度盐类反渗透阻垢剂筛选难、难于指导反渗透装置运行的问题。筛选出适合的反渗透阻垢剂，指导反渗透装置运行，还可用于阻垢剂的研发。装置及应用方法简便、针对性强、自动化程度高，评价需用水量减少，评价时间缩短，评价结果准确、可靠。
技术领域 [0001] 本发明涉及一种反渗透阻垢剂的动态评价装置及应用方法，更具体地涉及一种基于反渗透膜用阻垢剂的评价装置及在废水深度处理回用中的应用。 背景技术 [0002] 反渗透（RO)是一种膜分离技术，与传统的离子交换脱盐技术相比，操作简单，废水排放少，而且运行费用低，因此得到了迅速发展。但是经过反渗透装置后，RO浓水中离子浓度通常为进水的4〜5倍，大部分难溶盐会超过其饱和度，从而沉积在膜表面，产生的难溶盐类（结垢物质）根据进水水质可能有碳酸钙、硫酸钙、氟化钙、磷酸钙、硫酸钡、硫酸锶及铁、锰、铝的氧化物或氢氧化物等，影响反渗透装置的正常运行，严重时导致反渗透膜装置的报废。为解决这种问题，可以在反渗透进水中添加阻垢剂来防止或控制结垢物质的形成。 [0003] 反渗透阻垢剂的成分通常为有机磷酸盐，聚羧酸盐或丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯磺酸类等物质的多元共聚物以及其它的复合物。目前国内外反渗透阻垢剂的种类很多，针对不同的结垢物质，选取不同类型的阻垢剂。而对于针对同一种结垢物质的阻垢剂，对于不同的水质，阻垢剂的应用效果也有很大差异。反渗透阻垢剂使用人员大多听取药剂供应商或工程公司单方面的意见，但反渗透阻垢剂种类繁多，如何对之进行评价成为使用人员在选择合适的阻垢剂时所面临的一项难题。目前在反渗透阻垢剂的评价方法的建立方面还没有行业内的标准方法，大多参考循环水处理药剂的评价方法。如何针对特定水源筛选出阻垢效果好的阻垢剂成为企业和技术人员所关心的问题。动态评价方法是基于一套反渗透膜装置而建立的阻垢剂评价方法，因模拟实际反渗透运行时复杂的水力条件，因而更接近实际反渗透运行环境，可筛选出更符合实际需要的反渗透膜阻垢剂，从而得到研究人员的普遍青睐。 [0004] 专利CN101000336B提供了一种反渗透阻垢剂性能的动态测试方法，采用反渗透浓缩液全部回流至原水槽进行循环，同时将反渗透渗透液一部分回流至原水槽进行循环、 其余部分排放的方法，连续地增大反渗透原水槽内溶液浓度，通过记录反渗透系统的进水操作压力、溶液流过膜的压力降、溶液温度，及监测溶液离子浓度、溶液PH值、浊度、渗透液产水量等参数随时间的变化，评价反渗透专用阻垢剂的阻垢效果，并可得到阻垢剂的极限阻垢能力。采用改进的部分循环法采用反渗透浓缩液全部回流至原水槽、反渗透渗透液一部分回流至原水槽进行循环，与部分循环法无异，且因采用实验室配水进行阻垢剂的阻垢效果评价，不能很好的反映实际水源的水质特点，缺乏具体性、针对性。通过记录进水操作压力、溶液过膜的压力降、溶液温度、溶液离子浓度、溶液PH值、浊度、渗透液产水量等大量参数辅助分析判断，方法繁琐、费事，不便于现场使用人员的操作掌握。 [0005] 专利CN201080450Y提供了一种多功能反渗透运行动态模拟试验装置，能实现反渗透专用阻垢剂的评价试验，同时该装置能实现反渗透运行动态模拟，获得反渗透运行优化的参数和控制指标，进行反渗透系统运行故障的失效分析等功能。但该装置基于动态全循环，采用梯度加入用于生成目标垢的结垢离子模拟不同的进水水源的方法，虽然能够动态测得溶液浓度不断增加时阻垢剂的阻垢性能，但不能评价出系统回收率增大时阻垢剂的极限阻垢能力。 [0006] 专利CN101256180A提供了一种反渗透阻垢剂的阻垢性能评价方法，通过建立动态全循环系统，模拟反渗透运行环境；向动态全循环系统间隔梯度加入用于生成目标垢的成垢离子溶液以模拟不同的进水水源，考察溶液浓度不断增加时阻垢剂的阻垢性能，全循环系统运行时的各项参数并分析得到阻垢剂的阻垢性能。该方法采用动态全循环的方法， 通过模拟配水来展开阻垢剂的评价，实际上大部分实际水源成分复杂，采用加入成垢离子模拟不同进水水源的方法缺乏代表性，不能准确筛选出适合实际水源水质的阻垢剂。 [0007] 专利CN1017^5564A提供了一种反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置，这种试验装置虽然通用性强，但装置复杂、成本也高，不便于现场使用人员的操作掌握。 [0008] 文献中（薛珂等，反渗透专用阻垢剂性能的动态评价方法，化工进展，2006， 25(8)，907〜91¾提到的部分循环法又不适于评价CaCO3等低溶解度盐类。 [0009] 目前围绕反渗透阻垢剂动态评价方面存在的主要问题有： [0010] (1)部分循环法不适用于评价CaCO3等低溶解度盐类的阻垢剂。改进的部分循环法采用反渗透浓缩液全部回流至原水槽、反渗透渗透液一部分回流至原水槽进行循环，与部分循环法无异，且因采用实验室配水进行阻垢剂的阻垢效果评价，不能很好的反映实际水源的水质特点，缺乏具体性、针对性。通过记录进水操作压力、溶液过膜的压力降、溶液温度、溶液离子浓度、溶液PH值、浊度、渗透液产水量等大量参数辅助分析判断，方法繁琐、费事，不便于现场使用人员的操作掌握。 [0011] (2)给水一次通过法需水量大，并消耗大量化学药剂，方法费时费力、需要的评价周期长。 [0012] (3)动态全循环法通过梯度加入用于生成目标垢的结垢离子模拟不同的进水水源，能够动态测得溶液浓度不断增加时阻垢剂的阻垢性能，但不能评价出系统回收率增大时阻垢剂的极限阻垢能力。 [0013] (4)由于不同的反渗透阻垢剂成分及物理化学特性的差异，在实际使用时发现，当系统钙离子过高时很容易直接形成白色硬垢，只能停车酸洗才能慢慢地除去；虽然提高加药量能控制形成软垢，但阻垢剂在反渗透系统内被浓缩不同程度之后，不同分散性能的阻垢剂可能产生结晶析出杂质。 [0014] (5)在采用实际废水进行评价反渗透阻垢剂时，通常取反渗透前预处理装置的产水，由于废水的成分不一，有的废水中COD含量高甚至超过了常规反渗透的进膜要求，影响反渗透阻垢剂的准确评价。 发明内容 [0015] 为克服现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是：提供一种适于评价针对 CaCO3等低溶解度盐类反渗透阻垢剂的动态评价装置及方法，能针对实际水源快速而有效的筛选出阻垢效果好的阻垢剂，并指导反渗透装置的运行。 [0016] 本发明提供的产品技术方案是： [0017] 一种反渗透阻垢剂的动态评价装置，其特征在于：包含进水箱1、恒温装置2、进水开度调节阀7、高压泵3、精密过滤装置6、压力表10、反渗透膜测试池4、浓水开度调节阀8， 反渗透产水池5，数据自动采集与处理系统9。 [0018] (1)采用恒温装置对进水箱壳体进行恒温控制，进水箱通过进水开度调节阀与高压泵入口相连，进水开度调节阀用于调节进水流量。 [0019] (2)在高压泵后出口管路上安装反渗透膜测试池。在高压泵与反渗透膜测试池之间的管路上安装压力表。 [0020] (3)浓水开度调节阀与反渗透膜测试池相连，浓水开度调节阀用于调节高压泵出口压力、浓缩液的流量。 [0021] (4)在浓水开度调节阀与进水箱之间的管路上安装精密过滤装置。 [0022] (5)反渗透产水池与反渗透膜测试池相连。反渗透产水池与数据自动采集与处理系统相连。 [0023]优选： [0024] 具体实施时，反渗透浓缩液返回到进水箱顶部，进水箱底部设出水口。进水箱内设有气液分离器、导流板，以减少反渗透浓缩液返回进水箱时产生的气泡，减少对高压泵的扰动，保持高压泵的恒压运行。 [0025] 具体实施时，精密过滤装置内填充滤料。滤料可以为颗粒活性炭、聚丙烯（PP)、聚偏氟乙烯（PVDF)、聚醚砜（PEQ、聚四氟乙烯（PTFE)、混合纤维素（CN-CA)、尼龙、碳纤维。优选：聚丙烯（PP)。过滤精度可为 0.22口111、0.45口111、1口111、3口111、5口111，优选0.45口111。 [0026] 具体实施时，精密过滤装置壳体上设观测口。观测口材质选用透明塑料，可以为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，俗称有机玻璃）、聚氯乙烯（PVC)、聚丙烯（PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯（PETG)、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)，优选PMMA。 [0027] 具体实施时，反渗透膜测试池包含上下两部分壳体、反渗透膜、密封圈或密封垫、 紧固螺栓，其中反渗透膜测试池下部壳体内设导流槽、侧面设出水口，反渗透膜测试池上部壳体中间设进水口、侧面设出水口。反渗透进水从反渗透膜测试池上部中间进水口流入，反渗透浓缩液经反渗透膜测试池上部壳体侧面出水口流出。反渗透产水即渗透液经反渗透膜测试池下部壳体导流槽收集，从反渗透膜测试池下部壳体侧面出水口流出。 [0028] 具体实施时，反渗透膜测试池壳体材质为316L不锈钢，使用的反渗透膜为商品化反渗透膜片，膜材质可为芳香族聚酰胺、醋酸纤维素（CA)。 [0029] 本发明的应用方法技术方案包含以下步骤： [0030] (1)在进水箱中加入评价水样，加入反渗透阻垢剂浓度范围在2mg/L〜5mg/L ； [0031] (2)开启恒温装置，反渗透进水温度控制在25°C〜40°C范围内的一个恒定值；开启进水开度调节阀，全开浓水开度调节阀，开启高压泵，此时反渗透浓缩液循环，经过精密过滤装置返回进水箱； [0032] (3)待进水箱内溶液温度恒定后，调节浓水开度调节阀，使高压泵后出口压力范围在250psi〜300psi内的一个恒定值。反渗透产水连续排放，经反渗透产水池收集，通过不断排走反渗透产水，使循环液中各离子浓度得到相应的提高，从而增加溶液中成垢离子的结垢趋势。 [0033] (4)反渗透产水池与数据自动采集与处理系统相连，通过数据自动采集与处理系统获得反渗透膜渗透通量、回收率、膜渗透通量归一化系数（Jt/Jtl)。[0034] (5)得到膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。根据曲线中膜渗透通量归一化系数的下降程度来判断阻垢剂的阻垢性能。通过曲线的拐点判断阻垢剂所能达到的最大回收率。通过所能达到的回收率来评价阻垢剂的性能。 [0035] 具体实施时，在装置运行时，采取恒压控制。压力控制在250psi〜300psi范围内的一个恒定值，优选270psi〜^Opsi。 [0036] 具体实施时，在装置运行时，采取恒温控制。进水温度通过恒温浴槽控制。反渗透进水温度控制在25°C〜40°C范围内的一个恒定值，优选30°C〜35°C。 [0037] 具体实施时，采用数据自动采集与处理系统进行数据的处理。通过向数据自动采集与处理系统中输入反渗透膜面积、进水总重量、采集间隔时间，获得反渗透膜渗透通量、 回收率、膜渗透通量归一化系数（JtAJci)、膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。 [0038] 本发明专利针对现有技术的不足进行了以下改进： [0039] (1)本发明提出的一种反渗透阻垢剂动态评价方法采用恒压、恒温方式运行。 [0040] (2)本发明提供了一种精密过滤装置，该精密过滤装置安装在高压泵后浓水开度调节阀与进水箱之间管路上，精密过滤装置上设有透明观测口，可直观地观察滤料变化程度，还可获得既定回收率下的结垢量、结垢速率。 [0041] (3)本发明采用数据自动采集与处理系统进行数据的处理。通过向数据自动采集与处理系统中输入反渗透膜面积、进水总重量、采集间隔时间，获得反渗透膜渗透通量、回收率、膜渗透通量归一化系数（JtAJci)、膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。在实现评价结果准确可靠的基础上，大大减少记录参数及分析测量参数，自动化程度提高。 [0042] (4)通过采用本发明的反渗透阻垢剂的动态评价装置及应用方法可评价阻垢剂添加效果。同时可以更直观地辅助判断某种阻垢剂所能达到的最大回收率。消除回收率过高时杂质的析出对反渗透膜药剂筛选时带来的干扰影响。通过比较不同阻垢剂的膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线，获得阻垢剂所能达到的最大回收率即极限阻垢能力。 [0043] 本发明的有益效果是： [0044] 本发明提供的一种反渗透膜阻垢剂的评价装置及应用方法可根据实际反渗透装置的运行条件、反渗透进水的水质特点对反渗透阻垢剂进行评价，筛选出适合的反渗透阻垢剂，还可用于阻垢剂的研发。装置及应用方法简便、针对性强、自动化程度高，评价需用水量减少，评价时间缩短，评价结果准确、可靠。 附图说明 [0045] 图1是一种反渗透阻垢剂的动态评价装置及应用方法的流程图。 [0046] 图2是实施例1的处理结果。 [0047] 图3是实施例2的处理结果。 [0048] 图4是实施例3的处理结果。 具体实施方式 [0049] 实施例1 [0050] 一种反渗透阻垢剂的动态评价装置，包含有进水箱1、恒温装置2、进水开度调节阀7、高压泵3、精密过滤装置6、压力表10、反渗透膜测试池4、浓水开度调节阀8，反渗透产水池5，数据自动采集与处理系统9。其中精密过滤装置6填充滤料聚丙烯滤芯，过滤精度为0. 45 μ m ；反渗透膜测试池4中放入反渗透膜片，反渗透膜为陶氏BW30反渗透膜片，膜材质为芳香族聚酰胺。 [0051] 某反渗透装置进水的总硬度高达1132. 5mg/L、总碱度在389. 5mg/L、pH 7. 16，含有钙离子 350. 5mg/L、镁离子 61. 5mg/L、硫酸根 211. 8mg/L、HC(V237. 6mg/L，铁含量 0. 33mg/ L，溶硅含量15mg/L，判断该水属碳酸钙、硫酸钙结垢类型。 [0052] 采用本发明提供的一种反渗透阻垢剂的动态评价装置，在进水箱1中加入评价水样5L，加入反渗透阻垢剂，商品型号为Flocor^eO，添加阻垢剂浓度在5mg/L，开启恒温浴槽 2，反渗透进水温度控制在35°C ；开启进水开度调节阀7，全开浓水开度调节阀8，开启高压泵3，此时反渗透浓缩液循环，经过精密过滤装置6返回进水箱1 ；待进水箱1内溶液温度恒定在35°C后，调节浓水开度调节阀8，使高压泵3后出口压力在275psi ；反渗透产水连续排放，经反渗透产水池4收集，反渗透产水池4与数据自动采集与处理系统9相连，通过数据自动采集与处理系统9获得反渗透膜渗透通量、回收率、膜渗透通量归一化系数（Jt/JQ)。 [0053] 当反渗透膜渗透通量达到IOL · m_2 · IT1时，停止运行。可见精密过滤装置5滤芯上有褐色胶状物杂质。将滤芯取下，烘干称量，结垢量为1.2g [0054] 同样，在进水箱1中加入评价水样5L，不加入任何反渗透阻垢剂，在上述同等条件下，运行至反渗透膜渗透通量达到IOL ·πΓ2 .^1时，停止运行。可见精密过滤装置5的滤芯上有乳白色杂质。将滤芯取下，烘干称量，结垢量为2. 5g。 [0055] 图2是反渗透膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。曲线1是加入阻垢剂FlCOn260的反渗透膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。曲线2是未加入阻垢剂的反渗透膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。 [0056] 通过图2可知，未加入阻垢剂，反渗透膜渗透通量归一化系数（JtAJtl)随回收率的增加，不断衰减；加入阻垢剂Flocor^eO，反渗透膜渗透通量归一化系数（JtAJtl)在回收率 45 %之前，基本恒定，45 %回收率下，出现拐点。 [0057] 实施例1通过采用本发明提供的反渗透阻垢剂的动态评价装置及应用方法评价了阻垢剂的添加效果，从而判定加入阻垢剂FlOCOn260对阻止结垢是有效的，通过精密过滤装置直观判断试验中有杂质析出，并对杂质进行截留，避免杂质析出造成的对反渗透膜污染，干扰阻垢剂的评价。 [0058] 实施例2 [0059] 一种反渗透阻垢剂的动态评价装置，包含有进水箱1、恒温装置2、进水开度调节阀7、高压泵3、精密过滤装置6、压力表10、反渗透膜测试池4、浓水开度调节阀8，反渗透产水池5，数据自动采集与处理系统9。其中精密过滤装置6填充滤料聚丙烯滤芯，过滤精度为0. 45 μ m ；反渗透膜测试池4中放入反渗透膜片，反渗透膜为陶氏BW30反渗透膜片，膜材质为芳香族聚酰胺。 [0060] 评价的水样同实施例1。在进水箱1中加入评价水样5L，加入反渗透阻垢剂，商品型号为Trsea265，添加阻垢剂浓度在5mg/L，开启恒温浴槽2，反渗透进水温度控制在35°C; 开启进水开度调节阀7，全开浓水开度调节阀8，开启高压泵3，此时反渗透浓缩液循环，经过精密过滤装置6返回进水箱1 ；待进水箱1内溶液温度恒定在35°C后，调节浓水开度调 8节阀8，使高压泵3后出口压力在275psi ；反渗透产水连续排放，经反渗透产水池4收集， 反渗透产水池4与数据自动采集与处理系统9相连，通过数据自动采集与处理系统9获得反渗透膜渗透通量、回收率、膜渗透通量归一化系数（Jt/Jo)，当反渗透膜渗透通量达到 IOL ·πΓ2 -h-1时，停止运行。同样，在进水箱1中加入评价水样5L，加入反渗透阻垢剂，型号 YX-HZ64U在上述同等条件下，运行至反渗透膜渗透通量达到IOL · m_2 · IT1时，停止运行。 [0061] 图3是实施例2的处理结果。曲线1是加入阻垢剂FlcOn260的反渗透膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。曲线3是加入阻垢剂TO-HZ641的反渗透膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。曲线4是加入阻垢剂TrSea265的反渗透膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。 [0062] 通过图3可知，加入阻垢剂TO-HZ641和加入阻垢剂Trsea265，各自的反渗透膜渗透通量归一化系数（JtAJci)在回收率55%之前，基本恒定，55%回收率下，出现拐点。 [0063] 实施例2通过采用本发明提供的反渗透阻垢剂的动态评价装置评价了几种阻垢剂的阻垢效果。通过与实施例1相比较最大回收率，判定阻垢剂TO-HZ641和Trsea265均优于 Flcor^60。 [0064] 实施例3 [0065] 一种反渗透阻垢剂的动态评价装置，包含有进水箱1、恒温装置2、进水开度调节阀7、高压泵3、精密过滤装置6、压力表10、反渗透膜测试池4、浓水开度调节阀8，反渗透产水池5，数据自动采集与处理系统9。其中精密过滤装置6填充滤料聚丙烯滤芯，过滤精度为0. 45 μ m ；反渗透膜测试池4中放入反渗透膜片，反渗透膜为陶氏BW30反渗透膜片，膜材质为芳香族聚酰胺。 [0066] 某反渗透装置设计回收率达到75%。反渗透进水水质同实施例1。由实施例2可知在不加酸的条件下，加入阻垢剂Trsea265，最大回收率未达到75%，若装置按照设计75% 的回收率来运行，超过了阻垢剂的阻垢能力，势必造成膜污染，装置清洗频繁。通过本反渗透阻垢剂的动态评价装置来考察加酸调节反渗透进水PH值的措施是否可行，按照实施例2 的相同条件进行评价试验。 [0067] 图4是实施例3的处理结果。曲线4是加入阻垢剂Trsea265的反渗透膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。曲线5是加入阻垢剂TrSea265后，又进行加酸调节反渗透进水PH值到6. 6的反渗透膜渗透通量归一化系数与回收率之间的关系曲线。 [0068] 由图4的动态阻垢试验结果可知，通过加酸调节反渗透进水PH值到6. 6，可提高阻垢剂所能达到的最大回收率为80%。实施例3根据实际反渗透装置的运行条件、反渗透进水的水质特点可指导实际反渗透装置的运行。