當(dāng)難溶鹽類(lèi)在膜元件內(nèi)不斷被濃縮且超過(guò)其溶解度限度時(shí),它們就會(huì)在陶氏反滲透膜膜面上發(fā)生結(jié)垢,如果陶氏反滲透膜水處理系統(tǒng)采用50%回收率操作時(shí),其濃水中的鹽濃度就會(huì)增加到進(jìn)水濃度的兩倍,回收率越高,產(chǎn)生結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)性就越大。

目前出于水源短缺或?qū)Νh(huán)境影響的考慮,設(shè)置陶氏反滲透膜濃水回收系統(tǒng)以提高回收率成為一種習(xí)慣做法,在這種情況下,采取精心設(shè)計(jì)、考慮周全的結(jié)垢控制措施和防止微溶性鹽類(lèi)超過(guò)其溶解度而引發(fā)沉淀與結(jié)垢尤為重要,陶氏反滲透膜系統(tǒng)中,常見(jiàn)的難溶鹽為CaSO4、CaCO3和SiO2,其它可能會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢的化合物為CaF2、BaSO4、SrSO4和Ca3(PO4)2,下表列舉了難溶無(wú)機(jī)鹽的溶度積數(shù)據(jù)。
難溶鹽溶度積

為了防止陶氏反滲透膜膜面上發(fā)生無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢,可選用加酸措施:
大多數(shù)地表水和地下水中的CaCO3幾乎呈飽和狀態(tài),由下式可知CaCO3的溶解度取決于pH值:

因此,陶氏反滲透膜系統(tǒng)通過(guò)加入酸中的H+,化學(xué)平衡可以向左側(cè)轉(zhuǎn)移,使碳酸鈣維持溶解狀態(tài),所用酸的品質(zhì)需要是食品級(jí)。在大多數(shù)國(guó)家和地區(qū),硫酸比鹽酸更易于使用,但是另一方面,陶氏反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)水中硫酸根的含量增加了,就硫酸鹽垢而言,問(wèn)題會(huì)嚴(yán)重。
CaCO3在陶氏反滲透膜系統(tǒng)濃水中更具有溶解的傾向,而不是沉淀,對(duì)于苦咸水而言,可根據(jù)朗格利爾指數(shù)(LSI),對(duì)于海水可根據(jù)斯蒂夫和大衛(wèi)飽和指數(shù)(S&DSI),表示這種趨于溶解的傾向。在飽和pHs的條件下,水中CaCO3處于溶解與沉淀之間的平衡狀態(tài)。
LSI和S&DSI的定為:

僅采用加酸控制碳酸鈣結(jié)垢時(shí),要求濃水中的LSI或S&DSI指數(shù)為負(fù)數(shù),加酸僅對(duì)控制陶氏反滲透膜的碳酸鹽垢有效。