平板膜和中空纤维膜和RO膜

膜分离_百度百科
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膜分离是在20世纪初出现,20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。由于兼有分离、、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今中最重要的手段之一。
膜分离简介
膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。
膜分离与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。
膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜(MF)、膜(UF)、膜(NF)和膜(RO)等;根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜:无机膜主要还只有微滤级别的膜,主要是陶瓷膜和金属膜,有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
膜分离都采用错流过滤方式。
膜分离是一门新兴的跨学科的高新技术。膜的材料涉及无机化学和高分子化学;膜的制备、分离过程的特征、传递性质和传递机理属于物理化学和数学研究范畴;膜分离过程中涉及的流体力学、传热、传质、以及工艺过程的设计,主要属于化学工程研究范畴;从膜分离主要应用的领域来看,还涉及生物学、医学以及与食品、石油化工、环境保护等行业相关的学科。
膜分离过程已成为工业上气体分离、水溶液分离、化学品和生化产品的分离与纯化的重要过程。广泛应用于食品、饮料加工过程、工业污水处理、大规模空气分离、湿法冶金技术、气体和液体燃料的生产以及石油化工制品生产等。
膜从广义上可以定义为两相之间的一个不连续区间。这个区间的三维量度中的一度和其余两度相比要小的多。膜一般很薄,厚度从几微米、几十微米至几百微米之间,而长度和宽度要以米来计量。
膜可以是固相,液相,甚至是气相的。用各种天然或人工材料制造出来的膜品种繁多,在物理、化学和生物性质上呈现出多样的特性。膜可以对双或多组分体系进行分离,分级,提纯或浓缩。
大部分的分离膜都是固体膜,其中尤以有机高分子聚合物材质制成的膜及其分离过程为主。但仍有待发展。气体在理论上可以构成分离膜,但研究它的人很少。
物质选择透过膜的能力可分为两类:一种是借助外界能量,物质发生由低位向高位的流动;另一种是以化学位差为推动力,物质发生由高位向地位的流动。
膜分离工艺优点
(1)常温下进行
有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质,如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩
(2)无相态变化
保持原有的风味
(3)无化学变化
典型的物理分离过程,不用化学试剂和添加剂,产品不受污染
(4)选择性好
可在分子级内进行物质分离,具有普遍滤材无法取代的卓越性能
(5)适应性强
处理规模可大可小,可以连续也可以间隙进行,工艺简单,操作方便,易于自动化
(6)能耗低
只需电能驱动,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3-1/8
膜分离分类结构
膜分离结构分类
膜分离的效能,取决于膜本身的属性。
图1 膜分离工艺现场
膜可分液膜和固体膜。固体膜又可分:
①无机多孔膜,由无机质的多孔材料构成。将和不溶性微粒强制沉积于无机上便制成动力形成膜;
②合成膜,通常采用醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚砜、聚乙烯、聚丙烯等高分子材料制成。
合成膜又分为离子交换膜、均质膜和多孔膜:
①离子交换膜由带有可电离的阳离子或阴离子的高分子材料所构成;
②均质膜是均匀的高分子薄膜;
③多孔膜是在铸膜液中加发孔剂,经过蒸发和凝胶分离而成的。
多孔膜又分为非对称膜和复合膜:
①非对称膜的膜体可分为表皮层和支撑层:表皮层质地致密,厚度很小(0.1~0.2μm),但它决定了膜的选择性和渗透性能;支撑层具有多孔结构,它提供必要的机械强度。膜的结构可通过调节组成和凝胶形成条件予以控制。
②复合膜是以多孔膜作支撑层,覆以极薄的表皮层。用于工业分离的合成膜,可制成片状、管状和中空纤维状等,因此也随之具有多种结构形式。膜的,通常借助于电子显微镜技术、电子透射或扫描来观察。
膜分离过程分类
合成膜分离过程示意
按所使用的膜的类型,分为液膜分离和合成膜分离:
①液膜分离过程分为乳化液膜和固定液膜的分离过程;
②合成膜的分离过程包括微过滤、超过滤、反渗透、、渗透蒸发、及等过程。
膜分离过程可简化为渗透过程。
渗透过程的机理研究尚处于发展之中,有多种描述方法,目前尚未得出统一的理论。渗透的基本问题是膜内传递的概念。物质在膜内的传质通量可概括为;传质通量=×传递推动力式中传质通量为单位时间内面积的物质透过量;渗透系数为单位时间内单位膜面积在单位推动力作用下的物质透过量;传递推动力有多种,各有其。渗透系数不仅取决于渗透物质的属性,也取决于膜材料的化学属性和膜的物理构型。
描述膜渗透机理的主要模型有:
合成模分离过程特征
①溶解-扩散模型:适用于液体膜、均质膜或非对称膜表皮层内的物质传递。
在推动力作用下,渗透物质先溶解进入膜的上游侧,然后扩散至膜的下游侧,扩散是控制步骤。例如气体的渗透分离过程中,推动力是膜两侧渗透物质的分压差。当溶解服从(见)时,组分的渗透率是组分在膜中的扩散系数和溶解度系数的乘积。的分离依赖于各组分在膜中渗透率的差异。溶解-扩散模型用于(又称汽渗,上游侧为溶液,下游侧抽真空或用惰性气体携带,使透过物质而分离)时,还须包括膜的汽液界面上各组分的热力学平衡关系。
②优先吸附-毛细管流动模型:
由于膜表面对渗透物的优先吸附作用,在膜的上游侧表面形成一层该物质富集的吸附液体层。然后,在压力作用下通过膜的毛细管,连续进入产品溶液中。此模型能描述的反渗透过程。
③从不可逆热力学导出的模型:
膜分离过程通常不只依赖于单一的推动力,而且还有伴生效应(如)。不可逆热力学唯象理论统一关联了压力差、浓度差、电位差对传质的关系,采用线性唯象方程描述这种具有伴生效应的过程,并以配偶唯象系数描述伴生效应的影响。
膜分离历史前景
膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过时,实现选择性分离的技术,在饮用水净化、工业用水处理,食品、饮料用水净化、除菌,生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用,并迅速推广到纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域。因其独特的结构和性能,在环境保护和水资源再生方面异军突起,在环境工程,特别是和中水回用方面有着广泛的应用前景。
膜分离历史
膜在大自然中,特别是在生物体内是广泛存在的,首先出现的是超滤膜和,然后才出现反渗透。
1748年Abble Nelkt发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内,首次揭示了膜分离现象,但是直到本世纪60年代中期,膜分离技术才应用在工业上。
1861年首先提出超过滤的概念,他指出,当溶液用比滤纸孔径更小的棉胶膜或赛璐玢膜过滤时,如果对接触膜的溶液施加压力并使膜两侧产生压力差,那么它可以过滤分离溶液中如细菌、蛋白质、胶体那样的微小粒子,这种过滤精度要比通常的滤纸过滤高的多,因此称这种膜过滤法为超过滤。
在截留分子量级重要概念提出后,关于截留各种不同分子量的超过滤膜,是Machaelis等用各种比例的酸性和碱性高分子电解质混合物,以水-丙酮-溴化钠为溶剂首先制成的。此后,一些国家又相继用各种高分子材料研制了具有不同用途的超过滤膜,并由美国Amicon公司首先进行了商品化生产。将各种形状的大面积的超过滤膜放在耐压装置中的膜组件中,随着反渗透组件的研制而发展起来的。
几种主要膜技术发展近况大致如下:
微滤在20世纪30年代硝酸纤维素微滤膜商品化,60年代主要开发新品种。虽然早在100多年前已在实验室制造微孔滤膜,但是直到1918年才由Zsigmondy提出商品微孔过滤膜的制造法,并报道了在分离和富集微生物、微粒方面的应用。1925年在德国建立世界上第一个微孔滤膜公司“Sartorius”,专门经销和生产微孔滤膜。第二次世界大战后,美国对微孔滤膜的制造技术和应用技术进行了广泛的研究研究微孔滤膜主要是发展新品种,扩大应用范围。使用温度在-100~260℃。
超滤从20世纪70年代进入工业化应用后发展迅速,已成为应用领域最广的技术。日本开发出孔径为5~50nm的陶瓷,为2万,并开发成功直径为1~2mm,壁厚200~400um的陶瓷中空纤维超滤膜,特别适合于生物制品的。
离子交换膜和电渗析技术主要用于苦咸水脱盐,引起氯碱工业的深刻变化。离子膜法比传统的隔膜法节约总能耗30%,节约投资20%。90年世界上已有34个国家近140套离子膜电解装置投产,到2000年全世界将1/3氯碱生产转向膜法。
20世纪60年代Loeb与Sourirajan发明了第一代高性能的非对称性醋酸纤维素膜,把反渗透首次用于海波及苦咸水淡化。70年代开发成功高效芳香中空纤维反渗透膜,使RO膜性能进一步提高。90年代出现低压反渗透复合膜,为第三代RO膜,膜性能大幅度提高,为RO技术发展开辟了广阔的前景。超纯水制造、锅炉水软化,食品、医药的浓缩,城市污水处理,化工废液中有用物质回收。
1979年公司用于H2/N2分离的Prism系统的建立,将气体分离推向工业化应用。1985年化学公司向市场提供以富N2为目的空气分离器“Generon”气体分离用于石油、化工、天然气生产等领域,大大提高了过程的经济效益。
20世纪80年代后期进入工业应用的膜分离技术是用渗透汽化进行醇类等恒沸物脱水,由于该过程的能耗仅为恒沸精馏的1/3~1/2,且不使用苯等挟带剂,在取代恒沸精馏及其它脱水技术上具有很大的经济优势。德国GFT公司是率先开发成功唯一商品GFT膜的公司。90年代初向巴西、德、法、美、英等国出售了100多套生产装置,其中最大的为年产4万吨的工业装置,建于法国。除此之外,用PV法进行水中少量有机物脱除及某些有机/有机混合物分离,例如水中微量含氯有机物分离,MTBE/甲醇分离,我国膜科学技术的发展是从1958年研究膜开始的。60年代进入开创阶段。1965年着手反渗透的探索,1967年开始的全国会战,大大促进了我国膜科技的发展。70年代进入开发阶段。这时期,、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来,80年代跨入了推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他新膜开发阶段。
膜分离现状
随着我国膜科学技术的发展,相应的学术、技术团体也相继成立。她们的成立为规范膜行业的标准、促进膜行业的发展起着举足轻重的作用。半个世纪以来,膜分离完成了从实验室到大规模工业应用的转变,成为一项高效节能的新型分离技术。1925年以来,差不多每十年就有一项新的膜过程在工业上得到应用。
由于膜分离技术本身具有的优越性能,产业界和科技界把膜过程视为二十一世纪工业技术改造中的一项极为重要的新技术。曾有专家指出:谁掌握了膜技术谁就掌握了化学工业的明天。
80年代以来我国膜技术跨入应用阶段,同时也是新膜过程的开发阶段。在这一时期,膜技术在食品加工、海水淡化、、超纯水制备、医药、生物、环保等领域得到了较大规模的开发和应用。并且,在这一时期,国家重点科技攻关项目和自然科学基金中也都有了膜的课题。
为众多的企业带来了较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。
膜分离应用领域
膜分离微滤
鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。
具体涉及领域主要有:医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。
膜分离超滤
早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来,随着的发展,如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。
膜分离纳滤
纳滤的主要应用领域涉及:食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业……
膜分离反渗透
由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点,在国民经济各个部门都得到了广泛的应用,主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩,主要应用领域包括以下:食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物(农产品)深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水
膜分离其他
除了以上四种常用的膜分离过程,另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离等。
膜分离分离技术
微滤和超滤截留分子量有限 可用于精密过滤
膜分离技术根据孔径大小分类,依次为微滤、超滤、纳滤和反渗透。微滤和超滤都属于精密过滤,通常纳滤膜的孔径范围在0.1~1微米,超滤膜孔径在0.05um至1nm之间,超滤膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在,对小分子有机污染物的去除效果不明显,达不到深度处理的要求。同时,超滤设备占地少,通水量可增加一倍,在城市土地资源紧张的今天,超滤设备在水厂改扩建过程中拥有非常广阔的空间。膜分离技术
超滤 水质生物安全的有效手段
水质标准的第一项指标就是生物指标(总大肠菌群),超滤可以有效去除细菌、病毒,保证水质生物安全,减少水处理过程中消毒剂的使用量,进而减少消毒副产物的二次污染问题。经东丽超滤膜处理后的水,出水浊度在0.1度以下,保证微生物的安全性。
纳滤膜的孔径为几纳米,截留分子量在80~1000的范围内,对无机盐有一定的截留率。反渗透是水处理领域最高端的单项处理技术,能够阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物,经过反渗透处理的出水水质较好。纳滤和反渗透是深度处理的有效手段,可解决化学污染和有机污染问题。
微滤、超滤、纳滤和反渗透,这四种类型的膜分离技术在水处理过程中都发挥着重要的作用,广泛应用于各种水处理的终端过滤、工业给水的预处理和饮用水的处理,近十几年来,我国在膜组件及相应的配套设备方面有了较大的进步,虽然在品种的系列化和质量上与国外先进技术存在一定的差距,但国内产品已经具备了替代进口同类产品的水平。膜分离技术在化工、医药、分析检测和环保等领域获得了广泛的应用和认可,也取得了很好的经济、社会和环境效益。纳滤膜_百度百科
纳滤膜:孔径在1nm以上,一般1-2nm。是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的。它是一种特殊而又很有前途的分离膜品种,它因能截留物质的大小约为纳米而得名,它截留有机物的分子量大约为150-500左右,截留溶解性盐的能力为2-98%之间,对单价阴离子盐溶液的脱盐低于高价阴离子盐溶液。被用于去除地表水的有机物和色度,脱除地下水的硬度,部分去除溶解性盐,浓缩果汁以及分离药品中的有用物质等。
纳滤膜基本信息
纳滤膜简介
纳滤过程的关键是纳滤膜。对材料的要求是:具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、机械强度高、耐酸碱及微生物侵蚀、耐氯和其它氧化性物质、有高水通量及高盐截留率、抗胶体及悬浮物污染,价格便宜且采用的纳滤膜多为芳香族及聚酸氢类复合纳滤膜。复合膜为非对称膜,由两部分结构组成:一部分为起支撑作用的多孔膜,其机理为筛分作用;另一部分为起分离作用的一层较薄的致密膜,其分离机理可用溶解扩散理论进行解释。对于复合膜,可以对起分离作用的表皮层和支撑层分别进行材料和结构的优化,可获得性能优良的复合膜。膜组件的形式有中空纤维、卷式、板框式和管式等。其中,中空纤维和卷式膜组件的填充密度高,造价低,组件内流体力学条件好;但是这两种膜组件的制造技术要求高,密封困难,使用中抗污染能力差,对料液预处理要求高。而板框式和管式膜组件虽然清洗方便、耐污染,但膜的填充密度低、造价高。因此,在纳滤系统中多使用中空纤维式或卷式膜组件。
在我国,对过程的理论研究比较早,但对纳滤膜的开发尚处于初步阶段。在美国、日本等国家,纳滤膜的开发已经取得了很大的进展,达到了商品化的程度,如美国Filmtec公司的NF系列纳滤膜、日本日东电工的NTR-7400系列纳滤膜及东丽公司的UTC系列纳滤膜等都是在水处理领域中应用比较广泛的商品化复合纳滤膜。
对于一般的反渗透膜,脱盐率是膜分离性能的重要指标,但对于纳滤膜,仅用脱盐率还不能说明其分离性能。有时,纳滤膜对分子量较大的物质的截留率反而低于分子量较小的物质。纳滤膜的过滤机理十分复杂。由于纳滤膜技术为新兴技术,因此对纳滤的机理研究还处于探索阶段,有关文献还很少。但鉴于纳滤是反渗透的一个分支,因此很多现象可以用反渗透的机理模型进行解释。关于反渗透的膜透过理论[2]有朗斯代尔、默顿等的溶解扩散理论;里德、布雷顿等的氢键理论;舍伍德的扩散细孔流动理论;洛布和索里拉金提出的选择吸附细孔流动理论和格卢考夫的细孔理论等。
纳滤膜的过滤性能还与膜的荷电性、膜制造的工艺过程等有关。不同的纳滤膜对溶质有不同的选择透过性,如一般的纳滤膜对二价离子的截留率要比一价离子高,在多组分混合体系中,对一价离子的截留率还可能有所降低。纳滤膜的实际分离性能还与纳滤过程的操作压力、溶液浓度、温度等条件有关。如透过通量随操作压力的升高而增大,截留率随溶液浓度的增大而降低等。
纳滤膜特殊软化功能
膜水主要是利用纳滤膜对不同价态离子的选择透过特性而实现对水的软化。膜软化在去硬度的同时,还可以去除其中的浊度、色度和有机物,其出水水质明显优于其他软化工艺。而且膜软化具有无须再生、无污染产生、操作简单、占地面积省等优点,具有明显的社会效益和经济效益。 膜软化在美国已很普遍,佛罗里达州近10多年来新的软化水厂都采用膜法软化,代替常规的石灰软化和离子交换过程。近几年来,随着纳滤性能的不断提高,纳滤膜组件的价格不断下降,膜软化法在投资、操作、维护等方面已优于或接近于常规法。
纳滤膜使用注意事项
膜手册表中所列的膜的产水量为平均值,单根膜元件产水量误差在±15%之内。
●测试条件并非最佳使用条件,具体请向我公司技术人员咨询。
●膜元件进水应逐渐升压,升压到正常运行状态的时间应不少于60秒。
●初装新膜应低压冲洗两小时以上,RO纯水排放掉。
●注意避免在产品水侧产生背压。海德能纳滤膜
●所有的膜元件出厂前都经过严格测试,并采用专用保护液进行储藏处理,真空包装,外包装为硬纸箱。 在储存和运行中禁止添加任何对膜元件有影响的化学药剂。
纳滤膜优点
1. 浓缩纯化过程在常温下进行,无相变,无化学反应,不带入其他杂质及造成产品的分解变性,特别适合于热敏性物质。
2. 可脱除产品的盐分,减少产品灰分,提高产品纯度,相对于溶剂脱盐,不仅产品品质更好,且收率还能有所提高。
3. 工艺过程收率高,损失少4. 可回收溶液中的酸,碱,醇等有效物质,实现资源的循环利用
5. 设备结构简介紧凑,占地面积小,能耗低
6. 操作简便,可实现自动化作业,稳定性好,维护方便。[1]
纳滤膜作用
纳滤膜去除水中有机物
纳滤膜在饮水处理中除了软化之外,多用于脱色、去除天然有机物与合成有机物(如农药等)、三致物质、消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体和挥发性有机物,保证饮用水的生物稳定性等。
纳滤膜三致物质的去除
研究表明,纳滤膜能够去除水中大部分的有毒有害的有机物和Ames致突变物,使TA98及TA100菌株在各试验剂量下的致突比MR值均小于2 ,Ames试验结果呈阴性。进一步的研究将要考察纳滤技术对饮水中的内分泌干扰物质的截留特性,为安全优质饮水提供依据。
纳滤膜消毒副产物去除
消毒副产物主要包括三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和可能的三氯乙醛氢氧化物(CH)。国外的科技工作者在这方面已开展了广泛的研究,纳滤膜对这三种消毒副产物的前体物的平均截留率分别为97%、94%和86%。通过合适的纳滤膜的选用, 可以使得饮用水水质满足更高的安全优质饮水水质标准。 此外,纳滤出水是低腐蚀性的,对饮用水管网的使用期和管道金属离子的溶出有正面的影响,有利于保护配水系统的所有材科。试验表明采用必要后处理的纳滤膜系统能够使管网中铅的溶解减少50%,同时使其他溶出的金属离子浓度满足饮水水质标准要求。
纳滤膜挥发有机物去除
对饮用水中痕量挥发性有机物具有较高的去除率。
纳滤膜管道直饮水应用
纳滤可以截留二价以上的离子和其他颗粒,所透过的只有水分子和一些一价的离子(如钠、钾、氯离子)。纳滤可以用于生产直饮水,出水中仍保留一定的离子,并可降低处理费用。
纳滤膜应用
纳滤膜领域
纳滤膜的应用范围很广泛,主要包括以下一些方面:
1、地下水除硬度
2、地表水除有机物、色度
3、油水分离
4、乙二醇回收
5、硫酸铜回收
6、有机、无机液体分离、浓缩
7、染料提纯、浓缩、脱盐
8、天然药物分离、浓缩
9、发酵液浓缩
纳滤膜介绍
纳滤膜(Nanofiltration Membranes)是80年代末期问世的一种新型分离膜,其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,约为200-2000,由此推测纳滤膜可能拥有lnm左右的微孔结构,故称之为“纳滤”。纳滤膜大多是复合膜,其表而分离层由聚电解质构成,因而对无机盐具有一定的截留率。国外已经商品化的纳滤膜大多是通过界而缩聚及缩合法在微孔基膜上复合一层具有纳米级孔径的超薄分离层。
纳滤膜材质:聚酰胺材质
纳滤膜:能截留纳米级(0.001微米)的物质。纳滤膜的操作区间介于和反渗透之间,其截留有机物的分子量约为200-800MW左右,截留溶解盐类的能力为20%-98%之间,对可溶性单价离子的去除率低于高价离子,纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭,且部分去除溶解盐,在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。
纳滤膜家用饮水机
膜技术。在我国农村,小镇水厂中,往往管理不严,容易造成出水带菌,也须深度处理。
.百度百科[引用日期]反渗透膜_百度百科
reverse osmosis
film原理是在高于溶液的作用下,依据其他物质不能透过半透膜 而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜非常小,因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。
反渗透膜简介
膜是实现反的核心元件,是一种模拟生物制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族膜。表面微孔的直径一般在0.5~10nm之间,的大小与膜本身的有关。有的高分子材料对盐的排斥性好,而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多,因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或。
反渗透膜应具有以下特征:(1)在高流速下应具有高效率;(2)具有较高和使用寿命;(3)能在较低操作压力下发挥功能;(4)能耐受化学或生化作用的影响;(5)受、温度等因素影响较小;(6)制膜原料来源容易,加工简便,成本低廉。
反渗透膜的结构,有非对称膜和均相膜两类。当前使用的膜材料主要为和芳香聚酰胺类。其组件有式、卷式、板框式和管式。可用于、、等化工单元操作,主要用于纯水制备和水处理行业中。
原理:又称逆渗透,一种以为推动力,从溶液中分离出溶剂的操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即渗透液;高压侧得到浓缩的溶液,即浓缩液。若用反渗透处理海水,在膜的低压侧得到淡水,在高压侧得到。 反渗透时,溶剂的渗透速率即液流能量N为: N=Kh(Δp-Δπ)  式中Kh为水力渗透系数,它随温度升高稍有增大;Δp为膜两侧的静压差;Δπ为膜两侧溶液的渗透。稀溶液的渗透压π为: π=iCRT 式中i为溶质分子电离生成的离子数;C为溶质的;R为摩尔气体;T为绝对温度。 反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备,主要是式或卷式的。 反渗透膜能截留水中的各种、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单,能耗低,近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水(见)淡化、锅炉用水软化和废水处理,并与结合制取高纯水,其应用范围正在扩大,已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。
反渗透膜过滤精度
膜能截留大于0.00001微米的物质,是最精细的一种膜分离产品,其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物,同时允许水分子通过。
反渗透膜反渗透膜选型
经常有客户问到在我们选择反渗透需要考虑哪些性能指标。通常分为三个:、产水量、回收率。  一、RO反渗透膜的脱盐率和透盐率  RO反渗透膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定,脱盐率的高低取决于反渗透RO膜元件表面超薄脱盐层的致密度,脱盐层越致密脱盐率越高,同时产水量越低。反渗透膜对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定,对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%,对单价离子如:钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低,但也可超过了98%(反渗透膜使用时间越长,化学清洗次数越多,反渗透膜脱盐率越低)对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%,但对分子量小于100的有机物脱除率较低。  反渗透膜的脱盐率和透盐率计算方法:  RO膜的盐透过率=RO膜产水浓度/进水浓度×100%  RO膜的脱盐率=(1–RO膜的产水含盐量/进水含盐量)×100%  RO膜的透盐率=100%–脱盐率  二、RO反渗透膜的产水量和渗透流率  RO膜的产水量——指反渗透系统的产水能力,即单位时间内透过RO膜的水量,通常用吨/小时或加仑/天来表示。  RO膜的渗透流率——也是表示反渗透膜元件产水量的重要指标。指单位膜面积上透过液的流率,通常用加仑每平方英尺每天(GFD)表示。过高的渗透流率将导致垂直于RO膜表面的水流速加快,加剧膜污染。  三、RO反渗透膜的回收率  RO膜的回收率——指反渗透膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据反渗透系统中预处理的进水水质及用水要求而定的。RO膜系统的回收率在设计时就已经确定。  (1)RO膜的回收率=(RO膜的产水流量/进水流量)×100%  (2)反渗透()膜组件的回收率、盐透过率、脱盐率计算公式如下:  反渗透膜组件的回收率= RO膜组件产水量/进水量×100%  反渗透膜组件的盐分透过率=RO膜组件产水浓度/进水浓度×100%
反渗透膜清洗方案
超声波清洗的基础:    (1):空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。    (2)直进流作用:超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。声波强度在0.5W/cm2时,肉眼能看到直进流,垂直于振动面产生流动,流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌,污垢表面的清洗液也产生对流,溶解污物的溶解液与新液混合,使溶解速度加快,对污物的搬运起着很大的作用。    (3):液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超声波清洗机,空化作用就很不显著了,这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。
超声波清洗的原理:    由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质---清洗溶剂中,超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的直径为50-500μm的微小气泡,存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长,而在正压区,当声压达到一定值时,气泡迅速增大,然后突然闭合。并在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压,破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而黏附在清洗件表面是,油被乳化,固体粒子及脱离,从而达到清洗件净化的目的。在这种被称之为“空化”效应的过程中,气泡闭合可形成几百度的高温和超过1000个气压的瞬间高压,连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面,使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到物件表面清洗净化的目的。
反渗透膜材料
根据脱盐的需要,经过大量的研究试验,从大量的高分子材料中筛选出了(CA)和芳香两大类膜材料。
此外,复合膜的表皮层还用到了其他一些特殊材料。
反渗透膜醋酸纤维素
醋酸纤维素又称乙酰纤维素或纤维素醋酸酯。常以含纤维素的棉花、木材等为原料,经过酯化和水解反应制成醋酸纤维素,再加工成反渗透膜。
反渗透膜聚酰胺
聚酰胺包括脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺两大类。20世纪70年代应用的主要是脂肪族聚酰胺,如—4、尼龙—6和尼龙—66膜;目前使用最多的是芳香族聚酰胺膜。膜材料为芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺—以及一些含氮芳香聚合物。
芳香族聚酰胺膜适应的pH范围可以宽到2~11,但对水中的很敏感。
反渗透膜复合膜
复合膜的特征是主要由以上两种材料制成,它是以很薄的致密层和复合而成。多孔支撑层又称基膜,起增强机械强度的作用;致密层也称表皮层,起,故又称脱盐层。脱盐层厚度一般为50nm,最薄的为30nm。
由单一材料制成的非对称膜有下列不足之处:
1、致密层和支持层之间存在被压密的过渡层。
2、表皮层厚度最薄极限为100nm,很难通过减小膜厚度降低推动压力。
3、脱盐率与透水速度相互制约,因为同种材料很难兼具脱盐和支撑两者均优。
复合膜很好地解决了上述问题,它可以分别针对致密层和支持层的要求选择脱盐性能好的材料和机械强度高的材料。从而复合膜的致密层可以做得很薄,有利于降低拖动压力;同时消除了过渡区,抗压密性能好。
基膜的材料以最为普遍,其次为聚丙烯和。因为聚砜价廉易得,制膜简单,机械强度好,抗压密性能好,化学性能稳定,无毒,能抗生物降解。
为进一步增强多孔支撑层的强度,常用聚酯无纺布。
脱盐层的材料主要为芳香聚酰胺。此外还有哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺与缩合尿素、糠醇与三羟乙基异氰酸酯、与等。
反渗透膜工作原理
对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜,一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动,这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一个压差,此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质,即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时,溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反,开始从浓溶液向稀溶液一侧流动,这一过程称为反渗透。 反渗透是渗透的一种反向迁移运动,是一种在压力驱动下,借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法,它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩,其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中,用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除,以获得高质量的纯净水。
反渗透膜性能指标
反渗透膜脱盐率
脱盐率=(1–产水含盐量/进水含盐量)×100%
膜元件的脱盐率在其制造成形时就已确定,脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度,脱盐层越致密脱盐率越高,同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定,对高价离子及复杂单价离子的脱盐率可以超过99%,对单价离子如:钠离子、钾离子、氯离子的脱盐率稍低,但也可超过了98%(膜使用时间越长,化学清洗次数越多,反渗透膜脱盐率越低。);对分子量大于100的有机物脱除率也可过到98%,但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
反渗透膜透过速度
水通量——指的产水能力,即单位时间内透过膜水量,通常用吨/小时或加仑/天来表示。
盐透过速度——在单位时间、单位膜面积上透过的盐量,也叫透盐率、盐通量。
反渗透膜回收率
回收率——指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。依据预处理的进水水质及用水要求而定的。膜系统的回收率在设计时就已经确定,
回收率=(产水流量/进水流量)×100%
反渗透膜影响因素
1、 进水压力对反渗透膜的影响
进水压力本身并不会影响盐透过量,但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高,使得产水量加大,同时盐透过量几乎不变,增加的产水量了透过膜的盐分,降低了透盐率,提高脱盐率。当进水压力超过一定值时,由于过高的回收率,加大了浓差极化,又会导致盐透过量增加,抵消了增加的产水量,使得脱盐率不再增加。
2、 进水温度对反渗透膜的影响
反渗透膜产水电导对进水水温的变化十分敏感,随着水温的增加水对通量也线性的增加,进水水温每升高1℃,产水量就增加2.5%-3.0%;(以25℃为标准)
3、 进水PH值对反渗透膜的影响
进水PH值对产水量几乎没有影响,而对脱盐率有较大影响。PH值在7.5-8.5之间,脱盐率达到最高。
4、 进水盐浓度对反渗透膜的影响
渗透压是水中所含盐分或有机物浓度的函数,进水含盐量越高,浓度差也越大,透盐率上升,从而导致脱盐率下降。
反渗透膜研究历史
反渗透装置结构紧凑、安装简单、操作简便、能耗低,在常温下操作,易于工业化生产。
80年代发明的复合膜,由超薄反渗透膜、多孔支撑层、织物增强自叠加而成,透水量极大,除盐率高达99%,是理想的反渗透膜。反渗透膜在分离小分子有机化合物时也特别有效,因此对、酿造工业、三废处理等领域也得到了很好的应用。
在21世纪以前,反渗透膜技术都是被国外所垄断,而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技术.这个历史要追述到建国初期,当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。
早在1958年,石松研究员等首先在中国开展电渗析海水淡化研究。而在此前1953年美国C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划。
随后1967年,国家科委组织全国海水淡化会战,组织全国在水处理和分析化学、材料化学、流体力学等各个学科的精英会战海水淡化。
1970年,会战主力汇集中国浙江省的杭州市,组织了全国第一个海水淡化研究室。此期间,他们一直用技术进行海水淡化,研制成功海洋监测专用,建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物。
1982年,中国海水淡化与水再利用学会经中国科协学会部批准在杭州成立。但是,因为经历了,毕竟还是衰弱下去了,此时,远在大洋彼岸的美国的全复合膜及其卷式元件已经赫然问世。
1984年,以海水淡化研究室为主体,组建国家海洋局,中国开始对膜技术重视了,但是,美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经大面积商业化了,投入到了国家和民用中去了。
1992年,国家为了追赶膜方面技术与世界的差距,,国家科委军顶,以“中心”为依托,组建,并开始悄悄研制国产反渗透膜。
直到2001年,“中心”实行集团化分体管理,所辖三个控股的,两个中资公司和一个研发中心。
同年,杭州北斗星膜制品有限公司正式公开问世,从此,中国有了自己的反渗透膜产品,享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合开始投放市场,中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。而杭州水处理下的杭州北斗星膜制品有限公司也成为全球八家自主反渗透膜生产厂家之一..
反渗透膜保养
随着在水处理行业的广泛应用,反渗透膜也渐渐的被人重视。反渗透膜的成本是消费者最关心的问题之一,良好的保养,有助于延长反渗透膜的使用寿命。
设备试机完后,我们两种方法保护反渗透膜。设备试机运行两天(15~24h),然后采用2%的甲醛溶液保养;或运行2~6h后,用1%的NaHSO3的水溶液进行保养反渗透膜(应排尽设备管路中的空气,保证设备不漏,关闭所有的进出口)。两种方法均可得到满意的效果,第一种方法成本高些,在闲置时间长时使用,第二种保养反渗透膜的方法在闲置时间较短时使用。
反渗透膜反渗透膜保存条件
反渗透膜元件的保管条件
(1)新膜(使用前)
①膜元件必须一直保持在湿润状态。即使是在为了确认同一包装的数量而需暂时打开时,也必须是在不捅破塑料袋的状态下,此状态应保存到使用时为止。
②在超过10℃的氛围中保存时也要避免直射阳光,选择通风良好的场所。这时,保存温度勿超过35℃。
③如果发生冻结就会发生物理破损,所以要采取保温措施,勿使之冻结。
(2)通水后膜元件
①膜元件必须一直保持在阴暗的场所,保存温度勿超过35℃,并要避免直射阳光。
②温度为0℃以下时有冻结的可能,要采取防冻结措施。
③复合系列膜元件要用含有存用药品(重亚硫酸钠,500~1000mg/L,pH值3~6)的纯水或反渗透过滤水进行浸泡。
④无论在何种情况下进行保存时,都不能使膜处于干燥状态。
⑤保存液的浓度及pH值都要保持在上述范围,需定期检查。如果可能发生偏离上述范围时,要再次调制保存液。
反渗透膜清洗步骤
供水、工艺水的处理(分离、浓缩、分级和纯化)
在各工业生产过程中,往往有分离、浓缩、分级和纯化某种水溶液的需求。传统用的方法是沉淀、过滤、加热、冷冻、蒸馏、萃取和结晶等过程。这些方法表现出流程长、耗能多、物料损失多、设备庞大、效率低、操作繁琐等缺点,以超滤膜技术取代某种传统技术可以获得显著的经济效益。
反渗透系统最终是需要进行清洗的,在你的RO系统表现出污染的倾向、长时间停运之前、或按计划进行常规保养时,建议你清洗RO系统。当出现下列污染特征(标准化后产水量下降10~15%,标准化后产水水质下降10~15%,或者给水与浓水间的压降增加10~15%)时,表明你的RO系统需要清洗了。
由于RO系统出现污垢而需要清洗的频率随地点的不同而不同,一般习惯上可接受的清洗频率是3~12个月一次。如果每个月你不得不清洗一次以上,你就应该改善RO的系统,调整RO系统的运行参数,如果每1~3个月需要清洗一次,则需要在提高当前设备的运行水平上做工作,但是否需要改进预处理系统较难判断。
在RO设计中通常会忽视使用RO产品水冲洗系统中的污垢,采用该法可减少RO的清洗次数。在设备停运期间用产品水浸泡RO膜组件有助于溶解垢和松散沉积物,因此降低化学清洗频度。
污垢地点不同所需要清洗掉的污垢物也不同,但往往存在的污染物不止一种,因此使问题复杂化,常见的污染物种类有:
· 硫酸钙、 硫酸钡、硫酸锶垢
· 铁、锰、铝等的金属氧化物
· 胶体沉积物(无机或无机/有机混合物)
· 自然或合成有机物
· 生物质(生物污泥、或)
有许多因素与选择合适的清洗化学药品和正确的清洗方法有关。在你头一次进行清洗时,建议与设备制造商、RO膜组件制造商、RO系统专用药品供应商联系。一旦辨明污染种类后,建议采用一种或多种清洗药品。这些药品可能是常规的,可以从许多供应商那里买到,也可能是专用清洗液,这种专用清洗液可能更贵一些,但是使用时会更简便,并且这些公司还具有提供技术支持优点。还有一些公司可能提供更有价值的服务;他们把从你的系统中取出的膜组件带回进行试验,从而选择正确的清洗药品和方法。
通常需按特定的次序使用各种不同的清洗药品进行清洗,以获得最佳的清洗效果。比如首先使用低pH值的清洗除去水垢一类的物质,然后使用一种高pH值的清洗液除去有机物。但是有时也会首先使用高pH值的清洗液除去油类污垢,然后再使用一种低pH值的清洗液。有一些清洗液中还添加有洗涤剂,这将有助于清除污染严重的生物和有机杂质。其它的清洗添加有象之类的,这些螯合剂有助于清除胶体、有机物、生物杂质和垢。必须记住的是选用不正确的清洗药品或清洗步骤不正确时可能会使污堵更严重。
在选择清洗药品和使用复合聚酰胺膜时有一些注意事项:
· 遵守制造商建议的药品选择清单、剂量、pH值、温度和接触时间。
· 使用侵蚀性最小的药品完成清洗工作。这些做会延长膜的使用寿命。
· 在调节pH值时,一定要审慎以延长膜的使用寿命。药品侵蚀性较小的pH值范围是4~10,允许的最大pH值范围是2~12。
· 酸和碱不要混合。在加入下一种溶液之前,彻底冲洗系统以排尽上一次的清洗液。
· 用高pH值的产水冲洗出洗涤剂。
· 确认遵守正确的清洗液处理要求。
反渗透膜延长膜的寿命
1 清洗不及时与清洗方法不正确导致的膜性能的损坏
设备在使用过程中,除了性能的正常衰减外,由于污染而引起设备性能的衰减更为严重。通常的污染主要有化学垢,有机物及胶体污染,微生物污染等。不同的污染表现出的症状是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的症状也是有一定的差异。
在工程中我们发现,污染时间的长短不一样,其症状也不一样。如:膜发生碳酸钙垢污染,污染时间为一个星期时,主要表现为脱盐率的迅速下降,压差缓慢增大,而产水量变化不明显,用柠檬酸清洗能完全恢复性能。污染时间为一年(某纯水机),盐通量由最初的2mg/L上升为37mg/L(原水为140mg/L~160mg/L),产水量由230L/h下降为50L/h,用柠檬酸清洗后,盐通量降为7mg/L,产水量上升至210L/h。
再者污染往往不是单一的,其表现的症状也有一定的差别,使得污染的鉴别更困难。
鉴别污染类型要综合原水水质,设计参数,污染指数,运行记录,设备性能变化及微生物指标等加以判断:
防止RO膜性能的损坏
新的反渗透膜元件通常浸润1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后贮存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情况下,贮存1年左右,也不会影响其寿命和性能。当塑料袋开口后,应尽快使用,以免因NaHSO3在空气中氧化,对元件产生不良影响。因此膜应尽量在使用前开封。
设备试机完后,我们采用过两种方法保护膜。设备试机运行两天(15~24h),然后采用2%的甲醛溶液保养;或运行2~6h后,用1%的NaHSO3的水溶液进行保养(应排尽设备管路中的空气,保证设备不漏,关闭所有的进出口阀)。两种方法均可得到满意的效果。第一种方法成本高些,在闲置时间长时使用,第二种方法在闲置时间较短时使用。
在确定了污染的类型后,可按表1中的方法清洗,然后消毒使用。在不能确定污染的类型时,通常采用清洗(3)+消毒+0.1%HCl(pH为3)的步骤清洗。作者采用清洗液(1)+清洗液(3)+消毒的步骤效果亦很好。
2 设备的操作不当引起膜性能的损坏
1 设备中有残余气体在高压下运行,形成气锤会损坏膜
常有两种情况发生:A、设备排空后,重新运行时,气体没有排尽就快速升压运行。应在2~4bar的压力下将余下的空气排尽后,再逐步升压运行。B、在预处理设备与高压泵之间的接头密封不好或漏水时(尤其是微滤器及其后的管路漏水)当预处理供水不很足时,如发生堵塞,在密封不好的地方由于真空会吸进部分空气。应清洗或更换微滤器,保证管路不漏。总之,应在中没有气泡的情况下逐步升压运行,运行中发现气泡应逐渐降压检查原因。
2 关机时的方法不正确
A、关机时快速降压没有进行彻底冲洗。由于膜浓水侧的无机盐的浓度高于原水,易结垢而污染膜。B、用投加化学试剂的预处理水冲洗。因含化学试剂的水在设备停运期间可能引起膜污染。
在准备关机时,应停止投加化学试剂,逐步降压至3左右用预处理好的水冲洗10min,直至浓缩水的与原水的TDS很接近为止。
3 消毒和保养不力导致微生物的污染
这是复合聚酰胺膜使用中普遍存在的问题,因为聚酰胺膜耐性差,在使用中没有正确投加氯等消毒剂,加上用户对微生物的预防重视不够,容易导致微生物的污染。许多厂家生产的纯水微生物超标,就是消毒、保养不力造成的。
主要表现为:出厂时,反渗透设备没有采用消毒液保养;设备安装好后没有对整个管路和预处理设备消毒;间断运行不采取消毒和保养措施;没有定期对预处理设备和反渗透设备消毒;保养液失效或浓度不够。
反渗透膜反渗透膜寿命
设备在使用过程中,除了性能的正常衰减外,由于污染而引起设备性能的衰减更为严重。通常的污染主要有化学垢,有机物及胶体污染,微生物污染等。不同的污染表现出的症状是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的症状也是有一定的差异。
在工程中我们发现,污染时间的长短不一样,其症状也不一样。如:膜发生碳酸钙垢污染,污染时间为一个星期时,主要表现为脱盐率的迅速下降,压差缓慢增大,而产水量变化不明显,用清洗能完全恢复性能。污染时间为一年(某纯水机),盐通量由最初的2mg/L上升为37mg/L(原水为140mg/L~160mg/L),产水量由230L/h下降为50L/h,用柠檬酸清洗后,盐通量降为7mg/L,产水量上升至210L/h。
再者污染往往不是单一的,其表现的症状也有一定的差别,使得污染的鉴别更困难。
鉴别污染类型要综合原水水质,设计参数,污染指数,运行记录,设备性能变化及微生物指标等加以判断:
(1)污染:发生胶体污染时,通常伴随着以下两个特性:A、前处理中微滤器堵塞得很快,尤其是压差增大很快,B、值通常在2.5以上。
(2)微生物污染:发生微生物污染时,RO设备的透过水和浓缩水中的细菌总数都比较高,平时一定没有按要求进行保养和消毒。
防止超滤RO膜性能的损坏
新的反渗透膜元件通常浸润1%NaHSO3和18%的水溶液后贮存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情况下,贮存1年左右,也不会影响其寿命和性能。当塑料袋开口后,应尽快使用,以免因NaHSO3在空气中,对元件产生不良影响。因此膜应尽量在使用前开封。
设备试机完后,我们采用过两种方法保护膜。设备试机运行两天(15~24h),然后采用2%的溶液保养;或运行2~6h后,用1%的NaHSO3的水溶液进行保养(应排尽设备管路中的空气,保证设备不漏,关闭所有的进出口阀)。两种方法均可得到满意的效果。第一种方法成本高些,在闲置时间长时使用,第二种方法在闲置时间较短时使用。
(3)钙垢:可依据原水水质及设计参数进行判断。对型水而言,如果回收率为75%时,设计时投加了,浓缩液的LSI应小于1;不投加阻垢剂时浓缩液的LSI应小于零,一般不会产生钙垢。
(4)可用1/4的塑料管插入组件中测试组件不同部位的性能变化进行判断。
(5)根据设备性能的变化判断污染的类型。
(6)可用酸洗(如柠檬酸、稀HCl),根据清洗的效果和清洗液判断钙垢,通过清洗液成分分析进一步证实。
(7)对清洗液进行化学分析:取原水、清洗原液、清洗液,三个样分析。
在确定了污染的类型后,可按表1中的方法清洗,然后消毒使用。在不能确定污染的类型时,通常采用清洗(3)+消毒+0.1%HCl(pH为3)的步骤清洗。
反渗透膜应用范围
反渗透膜广泛用于电力、石油化工、钢铁、电子、医药、食品饮料、市政及环保等领域,在海水及苦咸水淡化,锅炉给水、工业纯水及电子级制备,饮用纯净水生产,废水处理及特种分离过程中发挥着重要作用。
反渗透膜脱盐率
了解反渗透膜元件的标准脱盐率、反渗透膜实际脱盐率与反渗透系统脱盐率之间的关系后,在设计反渗透装置,给用户提供系统性能担保、验收反渗透装置或者评定膜元件性能时,一定要根据系统实际脱盐率来进行,而不能以膜元件标准脱盐率来进行。
反渗透系统脱盐率为整套反渗透装置所表现出来的脱盐率,同样由于使用条件与标准条件不同,系统脱盐率有别于标准脱盐率,同时由于反渗透装置一般均串联多根膜元件,而装置中每根膜元件的实际使用条件均不同,故系统脱盐率也有别于膜元件实际脱盐率,对于只有1支膜元件的装置,系统脱盐率才等于膜元件实际脱盐率。
反渗透膜国家标准
《反渗透膜测试方法》(GB/T )《Test methods for reverse osmosis membranes》于日实施。[1]
《海水淡化反渗透膜装置测试评价方法》(GB/T )《Test and evaluation methods of reverse osmosis equipment for seawater desalination》于日实施。[1]
.中国国家标准化管理委员会[引用日期]

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