专利名称：一种基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方法。本发
明属于化学和水处理领域。
背景技术：
反渗透是一项近十年发展最快的新兴除盐技术，已广泛用于水处理领域。为了降 低反渗透给水中悬浮固体含量，阻止反渗透中碳酸钙等难溶盐的沉积，通常需要添加多种 预处理药剂，如混凝剂、助凝剂和阻垢剂。 反渗透预处理药剂品种多达数十种，如果选用不当，则药剂相互作用，生成微小颗 粒，这种微小颗粒称为不兼容物。不兼容物可在反渗透的浓水通道和膜表面沉积，引起反渗 透的阻力增加、脱盐率下降。所以，评价预处理药剂之间的兼容性能具有重要的实用价值。
现有的判断预处理药剂兼容性的传统方法就是运行反渗透装置，当发现阻力明显 增加、脱盐率显著下降后，拆开反渗透装置，根据沉积物化学成分判断是否存在不兼容物。 可见，这是一种事后评价方法，它需要长达几个月运行试验才能得到评判结果。因此寻求能 简便、灵敏、快速地对预处理药剂的兼容性进行预先评价的方法是本领域的一项重要课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于浊度变化曲线评价预处理药剂兼容性能的方法，该
方法不需要复杂的仪器，能灵敏、快速地对预处理药剂的兼容性进行预先评价。 本发明提供的技术方案是一种基于浊度变化曲线评价预处理药剂兼容性能的方
法，至少包括以下步骤 (1)用试验用水配制A、 B两种溶液，其中溶解有预处理药剂A、浓度为P A的A液 为滴定液，溶解有另一种预处理药剂B，浓度为PB的B液为被滴定液，其中PA为0.05mg/ mL 2mg/mL， P B为20mg/mL 100mg/L ; (2)量取体积为V的B液，注入比色管中；向比色管中加入体积为K = 的A 液，摇动t秒钟后，立即用浊度计测定水样浊度T。然后，顺次向比色管水样中加入体积为 AVi的A液，摇动t秒钟后，测定对应的浊度Ti，i = 2，3， ，M;在直角坐标系中，以加
入的A液的累计体积、为横坐标、以浊度1\为纵坐标作图，得到A与B相互作用的浊度变 化曲线，记作A-B ;其中V为比色管内容积的60 % 90 % ， A Vi为比色管内容积的0. 02 %
1%， t为5s 20s， AV2、 AV3、 ......、 AVn为0. lmL 2mL，f^ =J]A^ ， i=l、 2......、 M，
M为10 30 ; (3)以试验用水代替B液作为被滴定液，按照步骤(2)，在同一坐标系中作出空白 液浊度变化曲线，记作A-0 ; (4)比较A-B与A-0相对位置，判断B与A之间的兼容性。
对多种预处理药剂均需作出兼容性评价时，则继续进行以下步骤 (5)用溶解有另一种预处理药剂C，浓度为P e的C液代替B液作为被滴定剂，按
照步骤(2)，得到A-C浊度变化曲线，其中P c为20mg/mL 100mg/L ; (6)按照步骤(5)依次更换不同预处理药剂，即得到不同预处理药剂与A相互作用
的浊度变化曲线；将不同预处理药剂的浊度变化曲线绘制在同一坐标系中，得到浊度变化
曲线族； (7)在浊度变化曲线族中，比较各相互作用的浊度曲线与A-0间的位置，对兼容性 进行判断。 上述方法中所用浊度计为光电式悬浮物浓度计、光电式浊度分析仪或散射光数字 式浊度仪，分辨率《0. 1NTU。 上述试验用水是除盐水或工业用水。工业用水取自现场反渗透系统的给水水源。
上述滴定液为聚合铝(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)的水溶液，被滴定液为反渗透阻 垢剂的水溶液。 本发明测试反渗透阻垢剂与PAC的兼容性能时， 一般以PAC为滴定剂，以反渗透阻 垢剂为被滴定剂。 本发明测试反渗透阻垢剂与PAM的兼容性能时，一般以PAM为滴定剂，以反渗透阻 垢剂为被滴定剂。 由上述技术方案可知，本发明是根据水中一旦有不兼容物生成，则必然引起水体 浊度增加的理论，得到的基于测定浊度变化来评价反渗透预处理药剂兼容性能的方法。该 方法的有益效果是所用仪器简便，判断过程快速，判断结果准确，可进行预先评价；可用 于反渗透预处理药剂的兼容性能评价，不同反渗透阻垢剂与混凝剂、助凝剂的兼容性比较； 帮助开发新型预处理药剂、筛选兼容性好的反渗透阻垢剂；亦可用于反渗透污堵原因的故 障诊断。
图1是两种反渗透阻垢剂Rl、 R2与混凝剂A相互作用的浊度曲线示意图，图中 A-R1位于A-0之上最高，A-R2与A-0几乎重合，所以，两种反渗透阻垢剂与混凝剂的兼容性 能由大到小的顺序为R2、R1。 图2为实施例1得到的浊度变化曲线族图。
图3为实施例2得到的浊度变化曲线族图。
具体实施例方式
本发明的浊度变化曲线是被滴定液浊度与所加入的滴定液体积的关系曲线。浊度 变化曲线的测定及兼容性能评判步骤如下 (1)用试验用水配制A、 B两种溶液。A液溶解有一种预处理药剂A，浓度为P A， 作为滴定液；B液溶解有另一种预处理药剂B，浓度为P B，作为被滴定液。P A为0. 05mg/
2mg/mL， P B为20mg/mL 100mg/L。
(2)量取体积为V的B液，注入比色管中。这里，V —般为比色管内容积的60% 90%。
(3)向比色管水样中加入体积为K = 的A液，摇动t秒钟后，立即用浊度计 测定水样浊度，所测浊度记作1\，这样得到第1组数据，即K = A K与1\。这里，A K —般 为比色管内容积的0.02% 1%， t 一般为5s 20s。 (4)按照上述步骤(3)，继续向比色管水样中加入体积为AV2的A液，所测浊度记 作L，这样得到第2组数据，即V2 = A V, A V2与T2。这里，A V2为0. lmL 2mL。
(5)参照上述步骤(3) 、 (4)，顺次向比色管水样中加入体积为A Vi， i = 3， 4，……， M(—般，AVi取值范围为O. lmL 2mL， A、可以随滴定液浓度递减)的A液，摇动t秒
钟后，依次测定加入A液体积为"^ -SAR"时的浊度Ti， i = 3，4，……，M;这样得到第
3，第4，……，第i，……、第M组数据，即、与^4与14，……、Vi与Ti，……，VM与TM。 这里M为10 30。 (6)在直角坐标系中，以加入的A液体积、为横坐标、以浊度1\为纵坐标作图，得 到A与B相互作用的浊度变化曲线，记作A-B。 (7)以试验用水代替B液作为被滴定液，参照上述步骤(2) (6)，得到空白液浊 度变化曲线，记作A-O。 (8)用溶解有另一种预处理药剂C，浓度为P e(P 。也为20mg/mL 100mg/L)的 C液代替B液作为被滴定剂，参照上述步骤(2) (6)，可得到A-C浊度变化曲线；依次更 换不同预处理药剂D、 E……，即可得到不同预处理药剂与A相互作用的浊度变化曲线A-D、 A-E……；将不同预处理药剂相互作用的浊度变化曲线与空白液浊度变化曲线绘制在同一 坐标系中，得到浊度变化曲线族。 (9)在浊度变化曲线族中，比较各相互作用的浊度曲线与A-0间的位置。与空白 液浊度曲线A-0相比，凡是相互作用的浊度曲线正移的，则表明预处理药剂与A之间相互作 用生成了微小悬浮颗粒(不兼容物)，且相互作用的浊度曲线正移得越高，则预处理药剂与 A的兼容性越差，即预处理药剂与A的兼容性随浊度曲线正移位置的升高而降低；凡是相互 作用的浊度曲线与A-0重合或负移的，则表明预处理药剂与A之间相互作用没有生成了微 小悬浮颗粒(不兼容物)，亦即预处理药剂与A之间的兼容性好。如图l所示，A-R1位于 A-0之上最高，A-R2与A-0几乎重合，所以，两种反渗透阻垢剂与混凝剂的兼容性能由大到 小的顺序为R2、R1
实施例1 五种反渗透阻垢剂与PAC兼容性能的评判 (1)以除盐水作为试验用水，分别配制A液、B液；A液为PAC水溶液，P A S卩P PAC =0. lmg/mL，作为滴定液；B液为Rl水溶液，P B即P K1 = 50mg/L，作为被滴定液；这里，Rl 代表第l种反渗透阻垢剂。 (2)量取20. OOmL的B液，注入内容积为30mL的比色管中。 (3)向比色管水样中加入O. lmL的A液，摇动10s后，立即用浊度计测定水样浊度， 所测浊度1\ = 1. 4NTU，这样得到第1组数据，即0. lmL与1. 2TU。 (4)按照上述步骤(3)，继续向比色管水样中加入体积为A V2 = 0. lmL的A液，所 测浊度1\ = 3. 3NTU，这样得到第2组数据，即0. 2mL与1. 9NTU。 (5)参照上述步骤(3)、(4)，依次得到第3，第4，……，第i，……、第18组数据，即0. 3mL与2. 6NTU， 0. 4mL与3. 8NTU， 0. 5mL与4. 9NTU， 0. 6mL与5. 4NTU， 0. 7mL与6. 8NTU，
0. 8mL与7. 3NTU， 0. 9mL与8. 5NTU， lmL与9. 2NTU， 1. lmL与9. 8NTU， 1. 2mL与10. 6NTU， 1. 3mL 与11. 5NTU， 1. 4mL与12. 3NTU， 1. 5mL与12. 9NTU， 1. 6mL与13. 3NTU， 1. 7mL与14NTU， 1. 8mL 与14. 4NTU。 (6)在直角坐标系中，以加入的滴定液体积、为横坐标、以浊度1\为纵坐标作图， 得到图2中所示的浊度变化曲线PAC-R1。 (7)以除盐水代替B液作为被滴定液，参照上述步骤(2) (5)，依次得到第1，
第2，......，第i，......、第18组数据，即0. lmL与1. 4NTU，0. 2mL与3. 3NTU，0. 3mL与
4. 5NTU，0. 4mL与5. 8NTU，0. 5mL与7. 4NTU，0. 6mL与8. 2NTU，0. 7mL与9. 6NTU，0. 8mL与 10. 5NTU，0. 9mL与11. 8NTU， lmL与13. 2NTU， 1. lmL与13. 3NTU， 1. 2mL与14. 2NTU， 1. 3mL与 15. 6NTU， 1. 4mL与16. 3NTU， 1. 5mL与16. 6NTU， 1. 6mL与17. 9NTU， 1. 7mL与18. 3NTU， 1. 8mL 与18. 8NTU ;在直角坐标系中，以加入的滴定液体积、为横坐标、以浊度1\为纵坐标作图， 得到图2中所示的浊度变化曲线PAC-O。 (8)分别用反渗透阻垢剂R2、R3、R4、R5代替Rl，按上述步骤(1) (7)，在同一坐 标系中作出浊度变化曲线PAC-R2、 PAC-R3、 PAC-R4、 PAC-R5，最后得到包含6条浊度变化曲 线的曲线族，见图2。 (9)根据图2中五种反渗透阻垢剂对应浊度变化曲线与PAC-0相对位置，可知5种 反渗透阻垢剂均与PAC兼容，兼容优劣顺序为R1、 R4、 R3、 R2、 R5，但差别不大。
实施例2 三种反渗透阻垢剂与阳离子型PAM兼容性能的评判 (1)用除盐水作为试验用水，分别配制A液、B液；A液为阳离子型PAM水溶液，P A 即P pam = lmg/mL，作为滴定液；B液为Rl水溶液，P B即P K1 = 50mg/L，作为被滴定液；这 里，Rl代表第1种反渗透阻垢剂。 (2)量取20. OOmL的B液，注入内容积为30mL的比色管中。 (3)向比色管水样中加入0. lmL的A液，摇动5s后，立即用浊度计测定水样浊度， 所测浊度1\ = 3. 3NTU，这样得到第1组数据，即0. lmL与3. 3TU。 (4)按照上述步骤(3)，继续向比色管水样中加入体积为A V2 = 0. lmL的A液，所 测浊度1\ = 5. 4NTU，这样得到第2组数据，即0. 2mL与5. 4NTU。 (5)参照上述步骤(3)、(4)，依次得到第3，第4，……，第i，……、第11组数据， 即0. 4mL与5. 5NTU， 0. 6mL与5. 9NTU， 0. 8mL与4. 6NTU， 1. OmL与4. 4NTU， 1. 2mL与4. 2NTU，
1. 4mL与4. 1NTU， 1. 6mL与4. 4NTU， 1. 8mL与3. 4NTU， 2. OmL与3. 4NTU。 (6)在直角坐标系中，以加入的滴定液体积、为横坐标、以浊度1\为纵坐标作图， 得到图2中所示的浊度变化曲线PAM-R1。 (7)以除盐水代替B液作为被滴定液，参照上述步骤(2) (5)，依次得到第l，第 2，......，第i，......、第11组数据，即0. lmL与0. 3NTU，0. 2mL与0. 3NTU，0. 4mL与0. 6NTU，
0. 6mL与0. 8NTU，0. 8mL与0. 6NTU， 1. OmL与0. 9NTU， 1. 2mL与0. 6NTU， 1. 4mL与0. 6NTU，
1. 6mL与0. 7NTU， 1. 8mL与0. 5NTU， 2. OmL与0. 5NTU ;在直角坐标系中，以加入的滴定液体积 、为横坐标、以浊度1\为纵坐标作图，得到图3中所示的浊度变化曲线PAM-O。 (8)分别用反渗透阻垢剂R2、R3代替Rl，按上述步骤(1) (7)，在同一坐标系中
7作出浊度变化曲线PAM-R2、PAM-R3，最后得到包含4条浊度变化曲线的曲线族，见图3。
(9)根据图3中3种反渗透阻垢剂对应浊度变化曲线与PAC-0相对位置，可知R2 与PAM兼容，R3、R1与PAM不兼容，尤以R3与PAM最不兼容。
实施例3 三种反渗透阻垢剂与阴离子型PAM兼容性能的评判 (1)用除盐水作为试验用水，分别配制A液、B液；A液为阴离子型PAM水溶液，P A 即P PM = 1. 5mg/mL，作为滴定液；B液为Rl水溶液p B即p K1 = 30mg/L，作为被滴定液；这 里，Rl代表第1种反渗透阻垢剂。 (2)量取20. OOmL的B液，注入内容积为30mL的比色管中。 (3)向比色管水样中加入0. 2mL的A液，摇动5s后，立即用浊度计测定水样浊度， 所测浊度1\ = 0. 4NTU，这样得到第1组数据，即0. 2mL与0. 4NTU (4)按照上述步骤(3)，继续向比色管水样中加入体积为A V2 = 0. 3mL的A液，所 测浊度1\ = 0. 8NTU，这样得到第2组数据，即0. 5mL与0. 8NTU。 (5)参照上述步骤(3)、 (4)，依次得到第3，第4，……，第i，……，第15组数 据，艮卩0. 8mL与5. 1NTU， 1. lmL与7. 5NTU， 1. 4mL与8. 3NTU， 1. 7mL与10. 3NTU， 2. OmL与 11. 3NTU，2. 3mL与10. 7NTU，2. 6mL与12. 3NTU，2. 9mL与11. 9NTU，3. 2mL与10. 9NTU，3. 5mL 与12. 2NTU，3. 8mL与11. 5NTU，3. 9mL与11. 1NTU，4. OmL与10. 3NTU。 (6)在直角坐标系中，以加入的滴定液体积、为横坐标、以浊度1\为纵坐标作图， 得到图2中所示的浊度变化曲线PAM-R1。 (7)以除盐水代替B液作为被滴定液，参照上述步骤(2) (5)，依次得到第l，第
2，......，第i，......，第14组数据，即0. 3mL与0. INTU，O. 5mL与0. 2NTU，0. 7mL与0. 1NTU，
0. 9mL与0. 1NTU， 1. lmL与0. 2NTU， 1. 3mL与0. 5NTU， 1. 5mL与0. 5NTU， 2. 6mL与0. 2NTU，
3. lmL与0. 5NTU， 3. 6mL与0. 3NTU， 3. 7mL与0. 3NTU， 3. 8mL与0. 5NTU， 3. 9mL与0. 4NTU，
4. OmL与0. 4NTU ;在直角坐标系中，以加入的滴定液体积、为横坐标、以浊度1\为纵坐标作 图，得到图3中所示的浊度变化曲线PAM-O。 (8)分别用反渗透阻垢剂R2、R3代替Rl，按上述步骤(1) (7)，在同一坐标系中 作出浊度变化曲线PAM-R2、PAM-R3，最后得到包含4条浊度变化曲线的曲线族，见图4。
(9)根据图3中3种反渗透阻垢剂对应浊度变化曲线与PAC-0相对位置，可知R3 与PAM兼容，R1、R2与PAM不兼容，尤以R2与PAM最不兼容。
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权利要求
一种基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方法，至少包括以下步骤(1)用试验用水配制A、B两种溶液，其中溶解有预处理药剂A、浓度为ρA的A液为滴定液，溶解有另一种预处理药剂B，浓度为ρB的B液为被滴定液，其中ρA为0.05mg/mL～2mg/mL，ρB为20mg/mL～100mg/L；(2)量取体积为V的B液，注入比色管中；向比色管中加入体积为V1＝ΔV1的A液，摇动τ秒钟后，立即用浊度计测定水样浊度T1；然后，顺次向比色管水样中加入体积为ΔVi的A液，摇动τ秒钟后，测定对应的浊度Ti，i＝2，3，……，M；在直角坐标系中，以加入的A液的累计体积Vi为横坐标、以浊度Ti为纵坐标作图，得到A与B相互作用的浊度变化曲线，记作A-B；其中V为比色管内容积的60％～90％，ΔV1为比色管内容积的0.02％～1％，τ为5s～20s，ΔV2、ΔV3、……、ΔVM为0.1mL～2mL，i＝1、2……、M，M为10～30；(3)以试验用水代替B液作为被滴定液，按照步骤(2)，在同一坐标系中作出空白液浊度变化曲线，记作A-0；(4)比较A-B与A-0相对位置，判断B与A之间的兼容性。
2. 根据权利要求1所述的基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方法， 其特征在于继续进行以下步骤(5) 用溶解有另一种预处理药剂C，浓度为P e的C液代替B液作为被滴定剂，按照步 骤(2)，得到A-C浊度变化曲线，其中P c为20mg/mL 100mg/L ;(6) 按照步骤(5)依次更换不同预处理药剂，即得到不同预处理药剂与A相互作用的浊 度变化曲线；将不同预处理药剂的浊度变化曲线绘制在同一坐标系中，得到浊度变化曲线 族；(7) 在浊度变化曲线族中，比较各相互作用的浊度曲线与A-0间的位置，对兼容性进行 判断。
3. 根据权利要求1或2所述的基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方 法，其特征在于所用浊度计为光电式悬浮物浓度计、光电式浊度分析仪或散射光数字式浊 度仪，分辨率《0. 1NTU。
4. 根据权利要求1或2所述的基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方 法，其特征在于试验用水是除盐水或工业用水。
5. 根据权利要求4所述的基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方法， 其特征在于工业用水取自现场反渗透系统的给水水源。
6. 根据权利要求1或2所述的基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方 法，其特征在于滴定液为聚合铝(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)的水溶液。
7. 根据权利要求1或2所述的基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方 法，其特征在于被滴定液为反渗透阻垢剂的水溶液。
8. 根据权利要求1或2所述的基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方 法，其特征在于与A-O相比，凡是浊度变化曲线与A-O重合或负移的，则表明对应的预处理 药剂与A之间的兼容性好。
9.根据权利要求1或2所述的基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方 法，其特征在于与A-O相比，凡是浊度变化曲线与A-O相比正移得越高，则表明对应的预处 理药剂与A之间的兼容性越差。
全文摘要
本发明提供了一种基于浊度变化曲线评价反渗透预处理药剂兼容性能的方法，包括以下步骤(1)用试验用水配制A、B两种溶液，溶解有预处理药剂A、浓度为ρA的A液为滴定液，溶解有预处理药剂B，浓度为ρB的B液为被滴定液；(2)将体积为V的B液注入比色管中；再向比色管中加入体积为V1的A液，摇动τ秒钟后，立即用浊度计测定水样浊度T1；然后，顺次向比色管水样中加入体积为ΔVi的A液，使比色管中A液体积测定对应的浊度Ti，i＝2，3，……，M；以Vi为横坐标、Ti为纵坐标作图，得到A与B相互作用的浊度变化曲线A-B；(3)以试验用水代替B液作为被滴定液，按照步骤(2)，得到空白液浊度变化曲线A-0；(4)比较A-B与A-0间的位置，即可对兼容性进行判断。本发明所用仪器简便，能灵敏、快速地对预处理药剂的兼容性进行预先评价。
文档编号G01N21/77GK101696941SQ200910272498
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者刘娟, 周柏青, 孙伟男, 尚玉珍, 张邯平, 李露, 郝树宏, 陈晓兰 申请人:武汉大学;山西省电力公司电力科学研究院;