氟化钙导致的膜污堵，反复化学清洗无果，如何化解难题？

反渗透膜系统的结垢是由难溶盐类随着浓度增加产生沉积引起的。CaCO 3 和CaSO 4 是以前常见的结垢盐类。随着新材料、新能源、生物医药、电子信息、环保能源等行业的产业升级，氟化钙结垢问题在反渗透膜系统开始常见，氟化钙结垢一旦在膜表面上沉淀，清洗则比较困难。

难溶盐是否析出可以用溶度积Ksp来判断，溶度积是难容盐在溶液中达到离子平衡的平衡常数，可根据下式表达：

  AnBm(s)≒nA+mB    

Ksp=[A]n[B]m

（图：部分难溶无机盐的溶度积数据）

溶度积Ksp与反渗透浓水中离子积IPb有如下关系：

IPb>Ksp，沉淀从溶液中析出；

IPb=Ksp, 溶液为饱和溶液，并与沉淀之间建立了多相离子平衡；

IPb

氟化钙的Ksp很小,因此当进水中钙离子含量很高时,氟离子浓度值即使只有0.1ug/L级别,就有可能发生氟化钙结垢现象。

（图：膜表面氟化钙结垢物分析）

2022年初，国内某钢厂的综合废水处理车间运行数据发生异常，现场的浓水RO系统水量急剧下降，4套系统的产水量在4天内分别从30-40m3/h降低到8m3/h以下，并进行多次化学清洗无法恢复产水量。技术人员前往现场后，针对膜系统、进水条件、历史运行数据展开相应排查：

①膜系统检查

现场四套浓水RO系统中，检查的其中两套系统膜重量均大幅增加，表示膜污堵严重。

在化学清洗保安过滤器滤芯上发现大量白色垢类，与反渗透系统二段进口的污染物相同。

②进水条件

从业主那了解到，近期进水硬度忽然升高，导致高密沉淀池处理效率不佳，硬度去除率仅有25%左右，最终进入到浓水RO硬度高达2,000mg/L以上。

③历史运行数据

查看产水量变化曲线，取其中两套启停时间大致同步的系统进行分析，在1月27日-28日期间水量大幅下降（A套产水量从40m3/h降低到25m3/h，B套产水量从30m3/h降低到15m3/h），停机到2月5日开启，在2月7日再次同时大幅降低产水量（均降低到8m3/h）。该现象说明浓水系统受到进水水质影响，导致两套系统出现同步水量下降的现象。

并发现在产水量下降的同时，进水电导率从水量降低前的8,300μs/cm升高到了12,800μs/cm。

排查到这，基本可以确定这是由进水水质波动、硬度升高，阻垢剂未能达到阻垢作用，而造成的膜结垢。

④污染物确认

反渗透膜厂家还帮客户对系统二段末支膜做了污染物分析，进一步确认膜面到底是哪种垢类，通过SEM-EDX检测，确认到膜面有大量的氟化钙垢，这是造成系统水量下降的主要原因。

注：该案例源于真实案例，部分内容及数据来源海德能?

1.  我们建议用户在运行反渗透膜时需要定期分析进水水质，如果氟化钙结垢倾向较高，则需要选择氟化钙阻垢极限值高的阻垢剂进行结垢的预防。

2.  氟化钙结垢是极难清洗的污染物，很难将其完全清除，万一出现氟化钙结垢，产水量以及脱盐率会严重下降，可以尝试专业的化学清洗，但做好心里准备，清洗后可能部分恢复，很难恢复到污堵前的性能了，甚至可能清洗不出来。

3.  针对氟化钙污染物，最好的处理方法是要不降低进水的硬度，要不去除氟离子，这都需要严格监控进水水质，当达不到的时候选择有效的阻垢剂更关键。

4.  预防为主，不能等膜堵了，产水量下降等问题出现了再想办法解决，徒增工作烦恼。