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反滲透膜:原理、應(yīng)用與維護(hù)全解析![]() 反滲透膜的定義與原理反滲透膜是一種模擬生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜,是反滲透技術(shù)的核心構(gòu)件。反滲透技術(shù)原理是在高于溶液滲透壓的作用下,依據(jù)其他物質(zhì)不能透過(guò)半透膜,而將這些物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái)。在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使?jié)B透向相反方向進(jìn)行,把原水中的水分子壓到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達(dá)到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的。反滲透又稱逆滲透,是一種以壓力差為推動(dòng)力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對(duì)膜一側(cè)的料液施加壓力,當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí),溶劑會(huì)逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過(guò)的溶劑,即滲透液;高壓側(cè)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(cè)得到淡水,在高壓側(cè)得到鹵水。 反滲透膜的性能特點(diǎn)反滲透膜的膜孔徑非常小,因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等。它能截留大于0.0001微米的物質(zhì),是最精細(xì)的一種膜分離產(chǎn)品,能有效截留所有溶解鹽份及分子量大于100的有機(jī)物,同時(shí)允許水分子通過(guò)。反滲透通常使用非對(duì)稱膜和復(fù)合膜,所用的設(shè)備主要是中空纖維式或卷式的膜分離設(shè)備。稀溶液的滲透壓也有相應(yīng)的計(jì)算公式,溶劑的滲透速率即液流能量N為:N = Kh(Δp-Δπ) (式中Kh為水力滲透系數(shù),隨溫度升高稍有增大;Δp為膜兩側(cè)的靜壓差;Δπ為膜兩側(cè)溶液的滲透壓差)。稀溶液的滲透壓π為:π = iCRT(式中i為溶質(zhì)分子電離生成的離子數(shù);C為溶質(zhì)的摩爾濃度;R為摩爾氣體常數(shù);T為絕對(duì)溫度)。 反滲透膜的應(yīng)用領(lǐng)域
反滲透膜的類型及區(qū)別反滲透膜根據(jù)工作壓力的不同,可分為高壓反滲透膜和低壓反滲透膜。高壓反滲透膜需要更高的工作壓力,因此需要配備高壓泵和大型設(shè)備。其過(guò)濾效率更高,能夠過(guò)濾掉更小的雜質(zhì)和有害物質(zhì)。但是,高壓反滲透膜的維護(hù)成本也相對(duì)較高,因?yàn)樾枰ㄆ诟鼡Q濾芯和清洗濾網(wǎng)。低壓反滲透膜則不需要高壓泵,更加節(jié)能和環(huán)保。主要過(guò)濾大顆粒的雜質(zhì)和有害物質(zhì),過(guò)濾效率相對(duì)較低,但是維護(hù)成本也相對(duì)較低。企業(yè)可以根據(jù)自身的需求和實(shí)際情況,選擇合適類型的反滲透膜。 反滲透膜的維護(hù)與保養(yǎng)在正常運(yùn)行一段時(shí)間后,膜元件會(huì)受到給水中可能存在的懸浮物或難溶物的污染。延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命要防止膜性能的損壞。新的反滲透膜元件通常浸潤(rùn)1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后貯存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情況下,貯存1年左右,也不會(huì)影響其壽命和性能。當(dāng)塑料袋開(kāi)口后,應(yīng)盡快使用,以免因NaHSO3在空氣中氧化,對(duì)元件產(chǎn)生不良影響。反滲透設(shè)備試機(jī)完后,有兩種方法保護(hù)膜。設(shè)備試機(jī)運(yùn)行兩天(15 - 24h),然后采用2%的甲醛溶液保養(yǎng);或運(yùn)行2 - 6h后,用1%的NaHSO3的水溶液進(jìn)行保養(yǎng)(應(yīng)排盡設(shè)備管路中的空氣,保證設(shè)備不漏,關(guān)閉所有的進(jìn)出口閥)。**種方法成本高些,在閑置時(shí)間長(zhǎng)時(shí)使用,第二種方法在閑置時(shí)間較短時(shí)使用。此外,反滲透膜被堵的原因可能是系統(tǒng)配備預(yù)處理裝置相對(duì)于原水水質(zhì)及流量不合適,或在系統(tǒng)內(nèi)未配備必要的工藝裝置和工藝環(huán)節(jié);也可能是預(yù)處理裝置運(yùn)行不正常,即系統(tǒng)原有的預(yù)處理設(shè)備對(duì)原水SDI成分、濁度、膠狀物等的去除能力較低,預(yù)處理效果不理想。針對(duì)這些堵塞原因,需要針對(duì)性地進(jìn)行解決,如調(diào)整預(yù)處理裝置、對(duì)預(yù)處理設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和升級(jí)等。 反滲透膜的性能分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)ISO 20466:2024《水回收反滲透(RO)膜性能分級(jí)指南》為水回用系統(tǒng)的回收反滲透(RO)膜的性能等級(jí)分類提供了指導(dǎo)和要求。該標(biāo)準(zhǔn)適用于從海水反滲透(SWRO)和苦咸水反滲透(BWRO)系統(tǒng)中回收的螺旋卷式RO膜。主要內(nèi)容包括等級(jí)分類、性能指標(biāo)、測(cè)試方法和標(biāo)簽要求。等級(jí)分類方面,該標(biāo)準(zhǔn)將回收RO膜的性能分為不同的等級(jí),例如A1、A2、B1、B2、C1、C2等。等級(jí)越高,膜的拒鹽率越高,通量越低。性能指標(biāo)上,規(guī)定了評(píng)估回收RO膜性能的關(guān)鍵指標(biāo),例如拒鹽率、通量、截留率等。測(cè)試方法上,提供了測(cè)試回收RO膜性能的方法,例如標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試程序和設(shè)備。標(biāo)簽要求方面,規(guī)定了回收RO膜標(biāo)簽的要求,包括等級(jí)、性能指標(biāo)等信息。該標(biāo)準(zhǔn)為回收RO膜的性能等級(jí)評(píng)定提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),有助于提高其質(zhì)量和可靠性。
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