反滲透膜壽命與鑑別汙染型別

淨水器,家家必備的產品。

反滲透膜是實現反滲透的核心元件,是一種模擬生物半透膜製成的具有特性的人工半透膜。一般用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚醯肼膜、芳香族聚醯胺膜。表面微孔的直徑一般在0。5~10nm之間,透過性的大小與膜本身的化學結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好,而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團,因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當的滲透量或脫鹽率。

一、反滲透膜應具有以下特徵:

1、在高流速下應具有高效脫鹽率;

2、具有較高機械強度和使用壽命;

3、能在較低操作壓力下發揮功能;

4、能耐受化學或生化作用的影響;

5、受pH值、溫度等因素影響較小;

6、制膜原料來源容易,加工簡便,成本低廉。

反滲透膜的結構,有非對稱膜和均相膜兩類。當前使用的膜材料主要為醋酸纖維素和芳香聚醯胺類。其元件有中空纖維式、卷式、板框式和管式。可用於分離、濃縮、純化等化工單元操作,主要用於純水製備和水處理行業中。

二、反滲透原理

反滲透又稱逆滲透,一種以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力,當壓力超過它的滲透壓時,溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側得到濃縮的溶液,即濃縮液。若用反滲透處理海水,在膜的低壓側得到淡水,在高壓側得到滷水。

反滲透時,溶劑的滲透速率即液流能量N為:

N=Kh(Δp-Δπ)

式中Kh為水力滲透係數,它隨溫度升高稍有增大;Δp為膜兩側的靜壓差;Δπ為膜兩側溶液的滲透壓差。

稀溶液的滲透壓π為:

π=iCRT

式中i為溶質分子電離生成的離子數;C為溶質的摩爾濃度;R為摩爾氣體常數;T為標準溫度。

反滲透通常使用非對稱膜和複合膜。反滲透所用的裝置,主要是中空纖維式或卷式的膜分離裝置。

反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質,從而取得淨制的水。也可用於大分子有機物溶液的預濃縮。由於反滲透過程簡單,能耗低,近20年來得到迅速發展。現已大規模應用於海水和苦鹹水(見滷水)淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理,並與離子交換結合製取高純水,其應用範圍正在擴大,已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物製劑的分離和濃縮方面。

反滲透膜壽命與鑑別汙染型別

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三、反滲透膜的反滲透膜壽命

裝置在使用過程中,除了效能的正常衰減外,由於汙染而引起裝置效能的衰減更為嚴重。通常的汙染主要有化學垢,有機物及膠體汙染,微生物汙染等。不同的汙染表現出的症狀是不同的。不同的膜公司所提出的膜汙染的症狀也存在差異。在工程中我們發現,汙染時間的長短不一樣,其症狀也不一樣。

如:膜發生碳酸鈣垢汙染,汙染時間為一個星期時,主要表現為脫鹽率的迅速下降,壓差緩慢增大,而產水量變化不明顯,用檸檬酸清洗能完全恢復效能。汙染時間為一年(某純水機),鹽通量由開始的2mg/L上升為37mg/L(原水為140mg/L~160mg/L),產水量由230L/h下降為50L/h,用檸檬酸清洗後,鹽通量降為7mg/L,產水量上升至210L/h。再者汙染往往不是單一的,其表現的症狀也存在差別,使得汙染的鑑別更困難。

四、反滲透膜的鑑別汙染型別

鑑別汙染型別要綜合原水水質,設計引數,汙染指數,執行記錄,裝置效能變化及微生物指標等加以判斷:

1、膠體汙染

發生膠體汙染時,通常伴隨著以下兩個特性:A、前處理中微濾器堵塞得很快,尤其是壓差增大很快。B、SDI值通常在2。5以上。

2、微生物汙染

發生微生物汙染時,RO裝置的透過水和濃縮水中的細菌總數都比較高,平時沒有按要求進行保養和消毒。防止超濾RO膜效能的損壞。新的反滲透膜元件通常浸潤1%NaHSO3和18%的甘油水溶液後貯存在密封的塑膠袋中。在塑膠袋不破的情況下,貯存1年左右,也不會影響其壽命和效能。當塑膠袋開口後,應儘快使用,以免因NaHSO3在空氣中氧化,對元件產生不良影響。因此膜應儘量在使用前開封。裝置試機完後,我們採用過兩種方法保護膜。裝置試機執行兩天(15~24h),然後採用2%的甲醛溶液保養;或執行2~6h後,用1%的NaHSO3的水溶液進行保養(應排盡裝置管路中的空氣,保證裝置不漏,關閉所有的進出口閥)。兩種方法均可得到滿意的效果。前一種方法成本高些,在閒置時間長時使用,第二種方法在閒置時間較短時使用。

3、鈣垢

可依據原水水質及設計引數進行判斷。對碳酸鹽型水而言,如果回收率為75%時,設計時投加了阻垢劑,濃縮液的LSI應小於1;不投加阻垢劑時濃縮液的LSI應小於零,一般不會產生鈣垢。

4、可用1/4英寸的PVC塑膠管插入元件中測試元件不同部位的效能變化進行判斷。

5、根據裝置效能的變化判斷汙染的型別。

6、可用酸洗(如檸檬酸、稀HCl),根據清洗的效果和清洗液判斷鈣垢,透過清洗液成分分析進一步證實。

7、對清洗液進行化學分析

取原水、清洗原液、清洗液,三個樣分析。在確定了汙染的型別後,可按1中的方法清洗,然後消毒使用。在不能確定汙染的型別時,通常採用清洗+消毒+0。1%HCl(pH為3)的步驟清洗。

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