反滲透和納濾基礎(chǔ)(共12頁)

1、陶氏FILMTEC膜元件 美國(guó)原裝進(jìn)口膜元件8. 處理與保存3PAGE 12陶氏FILMTEC膜元件 美國(guó)原裝進(jìn)口膜元件3. 反滲透和納濾基礎(chǔ)* 陶氏化學(xué)公司商標(biāo)FILMTEC 膜 FilmTec 公司是陶氏化學(xué)公司的全資子公司3PAGE 1目錄 TOC o 1-3 3-1反滲透和納濾技術(shù)(jsh)發(fā)展(fzhn)歷史(lsh)323-2膜法分離過程分類323-3反滲透和納濾原理333-4影響反滲透和納濾膜性能的因素343-5了解反滲透膜元件脫鹽率規(guī)范37陶氏FILMTEC膜元件 美國(guó)原裝進(jìn)口膜元件8. 反滲透和納濾基礎(chǔ)3PAGE 23-1反滲透和納濾技術(shù)發(fā)展(fzhn)歷史自從上世紀(jì)(shj

2、)五十年代未六十年代初期，反滲透(RO)和納濾(NF)技術(shù)產(chǎn)品商品化投放市場(chǎng)，尤其是陶氏化學(xué)(huxu)公司全資子公司發(fā)明的超薄聚酰胺復(fù)合膜進(jìn)入實(shí)用階段，使得RO和NF成為實(shí)用化的化工分離單元操作，它們的應(yīng)用領(lǐng)域得到不斷地?cái)U(kuò)展。起初，反滲透主要用于海水和苦咸水脫鹽，由于工業(yè)領(lǐng)域?qū)ΡＷo(hù)水源、減少能耗、控制污染以及從廢水中回收有價(jià)值物質(zhì)的需求日益增加，反滲透和納濾的新用途變得更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外，伴隨著膜分離技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了生物技術(shù)和制藥行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，相對(duì)于傳統(tǒng)蒸餾法，膜法分離濃縮技術(shù)更加節(jié)省能量消耗，同時(shí)也不會(huì)引起產(chǎn)品熱分解變質(zhì)。1963年在美國(guó)明尼蘇達(dá)州明尼亞波里斯市開展的膜基礎(chǔ)研究，成為成

3、立FilmTec公司和著名的FILMTECFT30膜化學(xué)的技術(shù)基礎(chǔ)。1977年成立FilmTec公司之后，于1981年至1984年間復(fù)合膜技術(shù)和產(chǎn)品以及公司本身發(fā)生了長(zhǎng)足的發(fā)展。1985年8月，F(xiàn)ilmTec公司成為陶氏化學(xué)公司全資子公司?，F(xiàn)在反滲透膜能夠在顯著地降低運(yùn)行壓力的條件下，實(shí)現(xiàn)更高的脫鹽率和產(chǎn)水量，納濾膜也可在相對(duì)低的操作壓力下提供對(duì)某些鹽類或化合物的更高的分離選擇性。為了滿足快速增長(zhǎng)的反滲透和納濾膜市場(chǎng)對(duì)FILMTEC產(chǎn)品的需求，作為美國(guó)最大的化工行業(yè)高科技公司陶氏化學(xué)公司，陶氏公司的巨大資源提升和擴(kuò)充了其全資子公司FilmTec公司的研發(fā)、制造和生產(chǎn)能力，使其成為膜工業(yè)界公認(rèn)的

4、膜技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，保證了產(chǎn)品具有世界最高的性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性，保證了FILMTEC產(chǎn)品及其用戶在市場(chǎng)上的成功。3-2膜法分離過程分類膜法液體分離技術(shù)一般可分為四類：微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)，它們的過濾精度按照以上順序越來越高。微濾能截留0.11微米之間的顆粒，微濾膜允許大分子有機(jī)物和溶解性固體(無機(jī)鹽)等通過，但能阻擋住懸浮物、細(xì)菌、部分病毒及大尺度的膠體的透過，微濾膜兩側(cè)的運(yùn)行壓差(有效推動(dòng)力)一般為0.7bar。超濾能截留0.0020.1微米之間的顆粒和雜質(zhì)，超濾膜允許小分子物質(zhì)和溶解性固體(無機(jī)鹽)等通過，但將有效阻擋住膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)

5、物，用于表征超濾膜的切割分子量一般介于1,000100,000之間，超濾膜兩側(cè)的運(yùn)行壓差一般為17bar。納濾是一種特殊而又很有前途的分離膜品種，它因能截留物質(zhì)的大小約為1納米(0.001微米)而得名，納濾的操作區(qū)間介于超濾和反滲透之間，它截留有機(jī)物的分子量大約為200400左右，截留溶解性鹽的能力為2098之間，對(duì)單價(jià)陰離子鹽溶液的脫除率低于高價(jià)陰離子鹽溶液，如氯化鈉及氯化鈣的脫除率為2080，而硫酸鎂及硫酸鈉的脫除率為9098。納濾膜一般用于去除地表水的有機(jī)物和色度，脫除井水的硬度及放射性鐳，部分去除溶解性鹽，濃縮食品以及分離藥品中的有用物質(zhì)等，納濾膜兩側(cè)運(yùn)行壓差一般為3.516bar。反

6、滲透是最精密的膜法液體分離技術(shù)，它能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100的有機(jī)物，但允許水分子透過，醋酸纖維素反滲透膜脫鹽率一般可大于95，反滲透復(fù)合膜脫鹽率一般大于98。它們廣泛用于海水及苦咸水淡化，鍋爐給水、工業(yè)純水及電子級(jí)超純水制備，飲用純凈水生產(chǎn)，廢水處理及特種分離等過程，在離子交換前使用反滲透可大幅度地降低操作費(fèi)用和廢水排放量。反滲透膜兩側(cè)的運(yùn)行壓差當(dāng)進(jìn)水為苦咸水時(shí)一般大于5bar，當(dāng)進(jìn)水為海水時(shí)，一般低于84bar。反 滲 透納 濾微 濾顆 粒 過 濾離 子 和 分 子微 米 10-3納 米 富 里 酸腐 殖 酸似 隱 孢 菌 素 卵母細(xì)胞 細(xì) 菌 藻 類 非揮發(fā)有機(jī)物/色度/消毒副

7、產(chǎn)物/致癌前軀物 粘 土淤 泥膠 體 乳 化 油小假單胞菌 流 感 病 毒合成有機(jī)化合物殺蟲劑，表面活性劑揮發(fā)性有機(jī)物， 染料二堊英，生物耗氧量化學(xué)耗氧量離 子硝酸根、硫酸根氰化物、硬度、砷磷酸根、重金屬大腸桿菌 蛋 白 質(zhì) 酶 制 品 氨 基 酸 小 紅 細(xì) 胞 膠 體 硅 10-210-11110102103大 分 子微 粒 病 毒 脊髓灰質(zhì)炎病毒 超 濾3-3反滲透和納濾原理(yunl)滲透(shntu)我們知道(zh do)滲透是指稀溶液中的溶劑(水分子)自發(fā)地透過半透膜(反滲透膜或納濾膜)進(jìn)入濃溶液(濃水)側(cè)的溶劑(水分子)流動(dòng)現(xiàn)象。滲透壓定義為某溶液在自然滲透的過程中，濃溶液側(cè)液面

8、不斷升高，稀溶液側(cè)液面相應(yīng)降低，直到兩側(cè)形成的水柱壓力抵銷了溶劑分子的遷移，溶液兩側(cè)的液面不再變化變化，滲透過程達(dá)到平衡點(diǎn)，此時(shí)的液柱高差稱為該濃溶液的滲透壓。反滲透原理即在進(jìn)水(濃溶液)側(cè)施加操作壓力以克服自然滲透壓，當(dāng)高于自然滲透壓的操作壓力施加于濃溶液側(cè)時(shí)，水分子自然滲透的流動(dòng)方向就會(huì)逆轉(zhuǎn)，進(jìn)水(濃溶液)中的水分子部分通過膜成為稀溶液側(cè)的凈化產(chǎn)水(請(qǐng)參見下圖)。納濾工作原理納濾與反滲透沒有明顯的界限。納濾膜對(duì)溶解性鹽或溶質(zhì)不是完美的阻擋層，這些溶質(zhì)透過納濾膜的高低取決于鹽份或溶質(zhì)及納濾膜的種類，透過率越低，納濾膜兩側(cè)的滲透壓就越高，也就越接近反滲透過程，相反，如果透過率越高，納濾膜兩側(cè)的

9、滲透壓就越低，滲透壓對(duì)納濾過程的影響就越小。反滲透和納濾過程根據(jù)反滲透和納濾原理可知，滲透和反滲透及納濾必須與具有允許溶劑(水分子)透過的半透膜(反滲透膜或納濾膜)聯(lián)系在一起才有意義，才會(huì)出現(xiàn)滲透現(xiàn)象和反滲透或納濾操作。反滲透膜：允許(ynx)溶劑分子透過而不允許溶質(zhì)分子透過的一種功能性的半透膜稱為反滲透膜；壓力濃溶液稀溶液濃溶液稀溶液滲透反滲透水分子擴(kuò)散經(jīng)過半透膜進(jìn)入濃溶液側(cè)以平衡溶液的離子強(qiáng)度，在平衡點(diǎn)，濃溶液和稀溶液間的高度差對(duì)應(yīng)兩側(cè)間的滲透壓差施加超過滲透壓的壓力反向水分子的流動(dòng)方向。因而定義為反滲透納濾膜：允許溶劑(rngj)分子或某些低分子量溶質(zhì)(rngzh)或低價(jià)離子透過的一種功

10、能性的半透膜稱為納濾膜；膜元件：將反滲透或納濾膜膜片與進(jìn)水流道網(wǎng)格、產(chǎn)水流道材料、產(chǎn)水中心管和抗應(yīng)力器等用膠粘劑等組裝在一起，能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水與產(chǎn)水分開的反滲透或納濾過程的最小單元稱為膜元件；膜組件：膜元件安裝在受壓力的壓力容器外殼內(nèi)構(gòu)成膜組件；膜裝置：由膜組件、儀表、管道、閥門、高壓泵、保安濾器、就地控制盤柜和機(jī)架組成的可獨(dú)立運(yùn)行的成套單元膜設(shè)備稱為膜裝置，反滲透和納濾過程通過該膜裝置來實(shí)現(xiàn)；膜系統(tǒng)：針對(duì)特定水源條件和產(chǎn)水要求設(shè)計(jì)的，由預(yù)處理、加藥裝置、增壓泵、水箱、膜裝置和電氣儀表連鎖控制的完整膜法水處理工藝過程稱為系統(tǒng)。進(jìn)水濃水產(chǎn)水高壓泵水半透膜水濃水閥 滲透液流量回收率 進(jìn)水流量 滲透液濃度

11、脫鹽率()（1 ） 進(jìn)水濃度X100X100待處理的進(jìn)水經(jīng)過高壓泵被連續(xù)升壓泵入膜裝置內(nèi)，在膜元件內(nèi)進(jìn)水被分成濃度低的或更純的產(chǎn)水，稱為透過液和濃度高的濃水。濃水調(diào)節(jié)閥控制成為產(chǎn)水和濃水的比例即裝置回收率。3-4影響反滲透和納濾膜性能的因素產(chǎn)水通量和脫除率是反滲透和納濾過程中的關(guān)鍵參數(shù)，針對(duì)特定系統(tǒng)條件，水通量和脫除率是膜的本征特性，而膜系統(tǒng)的水通量和脫除率則主要受壓力、溫度、回收率、進(jìn)水含鹽量和pH值影響。本文將對(duì)這些關(guān)鍵術(shù)語給出定義并扼要介紹影響反滲透和納濾膜性能的因素，如操作壓力、溫度、進(jìn)水含鹽量、產(chǎn)水回收率和系統(tǒng)pH值。定義回收率指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分率。膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

12、是基于預(yù)設(shè)的進(jìn)水水質(zhì)而定的，設(shè)置在濃水管道(gundo)上的濃水閥可以調(diào)節(jié)并設(shè)定回收率。回收率常常希望最大化以便獲得最大的產(chǎn)水量，但是應(yīng)該以膜系統(tǒng)內(nèi)不會(huì)因鹽類等雜質(zhì)(zzh)的過飽和發(fā)生(fshng)沉淀為它的極限值。脫鹽率通過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中除去總可溶性的雜質(zhì)濃度的百分率，或通過納濾膜脫除特定組份如二價(jià)離子或有機(jī)物的百分?jǐn)?shù)。透鹽率脫鹽率的相反值，它是進(jìn)水中溶解性的雜質(zhì)成份透過膜的百分率。滲透液經(jīng)過膜系統(tǒng)產(chǎn)生的凈化產(chǎn)水。流 量流量是指進(jìn)入膜元件的進(jìn)水流率，常以每小時(shí)立方米數(shù)(m3/h)或每分鐘加侖數(shù)表示(gpm)。濃水 流量是指離開膜元件系統(tǒng)的未透過膜的那部分的“進(jìn)水”流量。這部分濃水含有

13、從原水水源帶入的可溶性的組份，常以每小時(shí)立方米數(shù)(m3/h)或每分鐘加侖數(shù)表示(gpm)。通 量單位膜面積上透過液的流率，通常以每小時(shí)每平方米升數(shù)(L/m2h)或每天每平方英尺加侖數(shù)表示 (gfd)。稀溶液凈化后的水溶液，為反滲透或納濾系統(tǒng)的產(chǎn)水。濃溶液未透過膜的那部分溶液，如反滲透或納濾系統(tǒng)的濃縮水。壓力的影響進(jìn)水壓力影響RO和NF膜的產(chǎn)水通量和脫鹽率，我們知道滲透是指水分子從稀溶液側(cè)透過膜進(jìn)入濃溶液側(cè)的流動(dòng)，反滲透和納濾技術(shù)即在進(jìn)水水流側(cè)施加操作壓力以克服自然滲透壓。當(dāng)高于滲透壓的操作壓力施加在濃溶液側(cè)時(shí)，水分子自然滲透的流動(dòng)方向就會(huì)被逆轉(zhuǎn)，部分進(jìn)水(濃溶液)通過膜成為稀溶液側(cè)的凈化產(chǎn)水。

14、正如圖1所示，透過膜的水通量增加與進(jìn)水壓力的增加存在直線關(guān)系，增加進(jìn)水壓力也增加了脫鹽率，但是兩者間的變化關(guān)系沒有線性關(guān)系，而且達(dá)到一定程度后脫鹽率將不再增加。圖1.進(jìn)水壓力對(duì)通量和脫鹽率的作用脫鹽率產(chǎn)水通量壓 力圖2.進(jìn)水溫度對(duì)通量和脫鹽率的作用產(chǎn)水通量(恒定壓力)脫鹽率(恒定通量)溫 度由于RO和NF膜對(duì)進(jìn)水中的溶解性鹽類不可能絕對(duì)完美地截留，總有一定量的透過量，隨著壓力的增加，因?yàn)槟ね高^水的速率比傳遞鹽分的速率快，這種透鹽率的增加得到迅速地克服。但是，通過增加進(jìn)水壓力提高鹽分的排除率有上限限制，正如圖1脫鹽率曲線的平坦部分所示那樣，超過一定的壓力值，脫鹽率不再增加，某些鹽分還會(huì)與水分子耦

15、合一同透過膜。溫度的影響如圖2所示，膜系統(tǒng)產(chǎn)水電導(dǎo)對(duì)進(jìn)水溫度的變化非常敏感，隨著水溫的增加，水通量幾乎線性地增大，這主要?dú)w功于透過膜的水分子的粘度下降、擴(kuò)散能力增加。增加水溫會(huì)導(dǎo)致脫鹽率降低或透鹽率增加，這主要是因?yàn)辂}分透過膜的擴(kuò)散速率會(huì)因溫度的提高而加快所致。圖3.FT30超薄復(fù)合膜和CA膜運(yùn)行和清洗參數(shù)比較10090807060504030201000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14清洗極限范圍操作極限范圍清洗極限范圍FILMTEC FT30醋酸纖維素膜操作極限范圍pH 值 范 圍溫 度，oC多數(shù)天然水pH值范 圍膜元件(yunjin)能夠(nnggu)承

16、受高溫(gown)的能力增加了其操作范圍，這對(duì)清洗操作也很重要，因?yàn)榭梢圆捎酶鼜?qiáng)烈和更快的清洗程序，F(xiàn)ILMTEC FT30超薄復(fù)合膜和醋酸纖維素(CA)膜的允許pH和溫度范圍比較詳見圖3。脫鹽率水通量原水濃度圖4.增加鹽濃度對(duì)通量和脫鹽率的影響鹽濃度的影響滲透壓是水中所含鹽分或有機(jī)物濃度和種類的函數(shù)，鹽濃度增加，滲透壓也增加，因此需要逆轉(zhuǎn)自然滲透流動(dòng)方向的進(jìn)水驅(qū)動(dòng)壓力大小主要取決于進(jìn)水中的含鹽量。圖4表明，如果壓力保持恒定，含鹽量越高，通量就越低，滲透壓的增加抵銷了進(jìn)水推動(dòng)力，同時(shí)如圖4所示，水通量降低，增加了透過膜的鹽通量(降低了脫鹽率)。回收率的影響通過對(duì)進(jìn)水施加壓力當(dāng)濃溶液和稀溶液間的

17、自然滲透流動(dòng)方向被逆轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)反滲透過程。如果回收率增加(進(jìn)水壓力恒定)，殘留在原水中的含鹽量更高，自然滲透壓將不斷增加直至與施加的壓力相同，這將抵銷進(jìn)水壓力的推動(dòng)作用，減慢或停止反滲透過程，使?jié)B透通量降低或甚至停止(參見圖5)。RO系統(tǒng)最大可能回收率并不一定取決于滲透壓的限制，往往取決于原水中的含鹽量和它們?cè)谀っ嫔弦l(fā)生沉淀的傾向，最常見的微溶鹽類是碳酸鈣、硫酸鈣和硅，應(yīng)該采用原水化學(xué)處理方法阻止鹽類因膜的濃縮過程引發(fā)的結(jié)垢。圖5.增加回收率對(duì)通量和脫鹽率的影響脫鹽率水通量回收率圖6.進(jìn)水pH對(duì)水通量和脫鹽率的影響水通量脫鹽率pH 值pH值的影響(yngxing)各種( zhn)反滲透和納濾

18、膜元件(yunjin)適用的pH值范圍相差很大，象FILMTECFT30這樣的超薄復(fù)合反滲透和納濾膜與醋酸纖維素反滲透和納濾膜相比，在更寬廣的pH值范圍內(nèi)更穩(wěn)定，因而，具有更寬的操作范圍(請(qǐng)見圖3)。膜脫鹽率特性取決于pH值，水通量也會(huì)受到影響，圖6表明FILMTEC FT30膜在寬廣的pH范圍內(nèi)水通量和脫鹽率 相當(dāng)穩(wěn)定。正如圖3所示的那樣，與醋酸纖維素膜相比，F(xiàn)T30在很寬的pH范圍內(nèi)所具有的穩(wěn)定性允許我們采用更強(qiáng)烈、更快和更有效的化學(xué)清洗程序。增 加產(chǎn)水量透鹽率有效壓力溫度回收率進(jìn)水含鹽量表示增加；表示降低。3-5了解反滲透膜元件脫鹽率規(guī)范理解反滲透膜元件脫鹽率指標(biāo)最近針對(duì)苦咸水反滲透膜元

19、件的脫鹽率指標(biāo)，出現(xiàn)了大量的討論。某些膜元件供應(yīng)商根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的單元件產(chǎn)品性能規(guī)范，證明他們的產(chǎn)品有更高的脫鹽率，這些膜元件供應(yīng)商僅憑其初始單元件脫鹽率指標(biāo)，作與包括陶氏FILMTEC元件在內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)品牌作比較，表明其最主要的產(chǎn)品性能區(qū)別。這些膜元件制造商僅僅讓人們關(guān)注產(chǎn)品樣本上脫鹽率性能參數(shù)卻忽略了影響反滲透元件性能的其它重要因素。更有甚者，他們未考慮更為重要的事實(shí)：在用戶系統(tǒng)條件下反滲透元件實(shí)際長(zhǎng)期脫鹽率要比膜元件制造商出廠試驗(yàn)時(shí)的單支元件的性能重要得多，因?yàn)槟ぴ拈L(zhǎng)期穩(wěn)定性是影響膜系統(tǒng)運(yùn)行成本、運(yùn)行管理和維護(hù)保養(yǎng)最為重要的因素?，F(xiàn)在，你可能感到困惑，難道膜元件制造商公布的脫鹽率指標(biāo)

20、不能成為實(shí)際系統(tǒng)中的性能預(yù)期值嗎？這取決于出廠檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)條件與用戶系統(tǒng)實(shí)際條件的接近程度如何。假定實(shí)際系統(tǒng)條件中反滲透系統(tǒng)進(jìn)水組成出現(xiàn)巨大的變化，包括溫度、壓力和pH值在內(nèi)的其它系統(tǒng)條件與出廠測(cè)試條件出現(xiàn)明顯差異，膜元件出廠時(shí)獲得的測(cè)試結(jié)果根本無法與用戶實(shí)際系統(tǒng)的結(jié)果較好的吻合。此外，膜元件供應(yīng)商制造膜元件的方法、測(cè)試的準(zhǔn)備條件和采用的測(cè)試條件均對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大的影響，僅根據(jù)產(chǎn)品樣本上的脫鹽率，進(jìn)行有意義(yy)和完全對(duì)等的比較是很困難的。當(dāng)選擇膜元件時(shí)，是否意味著應(yīng)該忽略脫鹽率指標(biāo)呢？完全不是這個(gè)意思。我們強(qiáng)調(diào)的是在考慮脫鹽率指標(biāo)時(shí)應(yīng)該綜合考慮表征系統(tǒng)性能的其它重要指標(biāo)，就是說用戶(yngh

21、)應(yīng)該理解各個(gè)膜元件制造商是怎樣建立它們的產(chǎn)品性能規(guī)范的，以及他們提供的產(chǎn)品性能參數(shù)與已有用戶實(shí)際系統(tǒng)所表現(xiàn)的實(shí)際性能將會(huì)有多少差異。讓我們從論述脫鹽率定義和如何(rh)測(cè)量RO元件性能入手進(jìn)行討論。脫鹽率的定義反滲透膜用于從水中脫除可溶性的鹽份，當(dāng)水分子快速透過反滲透膜時(shí)，溶解性的鹽份透過膜的速度十分緩慢。在自然滲透條件下，水分子經(jīng)擴(kuò)散透過半透性膜進(jìn)入高濃度含鹽量側(cè)，以便膜兩側(cè)溶質(zhì)強(qiáng)度達(dá)到平衡。為了克服或逆轉(zhuǎn)這一自然滲透的趨勢(shì)，對(duì)高濃度進(jìn)水施加壓力，就會(huì)產(chǎn)生純凈的透過液。脫鹽率是膜元件排斥可溶解性離子程度的一種量度，反滲透元件能夠脫除許多種不同的離子，除了個(gè)別特殊情況外，反滲透對(duì)二價(jià)離子比一

22、價(jià)離子的脫除率要高，因此，如果膜對(duì)NaCl表出現(xiàn)優(yōu)異的脫除率的話，可以預(yù)見，膜將會(huì)對(duì)二價(jià)離子如鐵、鈣、鎂和硫酸根有更好的脫除率。因此，NaCl被廣泛地用于作為評(píng)價(jià)反滲透膜元件離子脫除率性能的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。在此，我們需要重點(diǎn)記住的是，以上僅說明了膜對(duì)離子態(tài)雜質(zhì)的脫除性能，膜也能除去或至少承受進(jìn)水中其它的雜質(zhì)，例如有機(jī)物、二氧化碳和氣體，當(dāng)用戶評(píng)估反滲透元件時(shí)，也應(yīng)該包括其脫除或承受這些非離子類雜質(zhì)的能力。正確考慮脫鹽率記住在評(píng)價(jià)反滲透長(zhǎng)期綜合性能時(shí)，還應(yīng)包括除脫鹽率之外的其它重要性能指標(biāo)這一點(diǎn)很關(guān)鍵。在選擇反滲透元件時(shí)，膜的通量值、膜元件的流量、系統(tǒng)所需壓力、膜污染的速率、膜的可清洗性和對(duì)化學(xué)清洗過

23、程的耐受能力以及膜元件的長(zhǎng)期堅(jiān)固性等等都應(yīng)是重要的考慮因素。上述每一個(gè)影響因素都將影響用戶水處理系統(tǒng)的故障率、總產(chǎn)水量以及與其相關(guān)的投資及運(yùn)行費(fèi)用。怎樣測(cè)定脫鹽率？鹽份透過膜的傳遞速度是以質(zhì)量體積濃度度量的，現(xiàn)有的儀表能測(cè)定出產(chǎn)水比電導(dǎo)值(即電導(dǎo)率)，這一數(shù)值可以十分容易地?fù)Q算成透過膜的滲透液中每升所含鹽份的毫克數(shù)。脫鹽率由下述公式的百分?jǐn)?shù)來表示：Concf = 進(jìn)水與濃水含鹽量的對(duì)數(shù)平均 進(jìn)水含鹽量Y = 回收率；Concp = 產(chǎn)水含鹽量 不同(b tn)的測(cè)試方法得出不同的脫鹽率性能 最明顯的問題是膜元件供應(yīng)商的脫鹽率是基于人工配制的測(cè)試條件下針對(duì)單支膜元件的數(shù)據(jù)，并未考慮特定應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的

24、具體條件，這些現(xiàn)場(chǎng)的條件將決定反滲透元件在長(zhǎng)期實(shí)際使用過程中的真正性能，但僅憑膜元件制造商的初始(ch sh)脫鹽率數(shù)據(jù)選擇反滲透元件，還是存在不易明顯地被發(fā)覺的其它問題。仔細(xì)分析膜元件制造商所采取的測(cè)試條件表明，測(cè)試結(jié)果就會(huì)不一樣，使其無法用樣本上的脫鹽率進(jìn)行直接比較，并因此對(duì)結(jié)果產(chǎn)生了誤導(dǎo)。表1說明了這一點(diǎn)，這是目前三家(sn ji)主要膜元件供應(yīng)商所采用的評(píng)價(jià)條件的比較。表1：三家主要膜元件供應(yīng)商的測(cè)試條件測(cè)試參數(shù)FilmTec品牌“X”品牌“Y”溫度pH回收率進(jìn)水壓力進(jìn)水濃度測(cè)試時(shí)間25815%225Psig2,000ppm20分鐘257.510%225Psig2,000ppm30分鐘

25、256.57.015%225Psig1,500ppm30分鐘顯然這里沒有統(tǒng)一規(guī)定的“標(biāo)準(zhǔn)”測(cè)試條件，同時(shí)，脫鹽率(包括產(chǎn)水量)采用含鹽份的進(jìn)水進(jìn)行測(cè)試計(jì)算時(shí)，它是測(cè)試條件的函數(shù)。如果測(cè)試采用低濃度的條件(如品牌“Y”)或低回收率(如品牌“X”)，獲得的數(shù)據(jù)就無法與更高條件下的數(shù)值進(jìn)行比較。FilmTec執(zhí)行的測(cè)試條件是目前反滲透工業(yè)界最嚴(yán)格的。此外，測(cè)定脫鹽率的時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果有十分明顯的影響，這是因?yàn)榉礉B透膜元件的性能僅當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定操作條件時(shí)，才能達(dá)到最高脫鹽率。測(cè)定時(shí)間越長(zhǎng)，膜元件就越接近這種穩(wěn)定化的結(jié)果與狀態(tài)。正因?yàn)橹圃焐虦y(cè)定條件的不同，按照一一對(duì)應(yīng)單獨(dú)比較樣本中的技術(shù)條件，即使不是行不

26、通的話，那也是十分困難的。膜元件制造工藝的不同如何影響脫鹽率的測(cè)定結(jié)果 膜元件制造工藝的不同將嚴(yán)重影響膜脫鹽率數(shù)據(jù)，某些反滲透元件制造商采用直接干燥方法制造膜元件，在生產(chǎn)過程中，未反應(yīng)的成膜化學(xué)品也被干燥了，使得膜元件在投入使用前必須將這些化學(xué)品沖洗掉，這種膜元件必須沖洗24小時(shí)以上，以除去殘留化學(xué)品，然后對(duì)這些元件進(jìn)行測(cè)定。在FilmTec公司的膜元件生產(chǎn)過程中，無需額外的沖洗步驟除去成膜化學(xué)品，在膜干燥之前，成膜化學(xué)品就通過水浴漂洗干凈了，無需24小時(shí)的沖洗步驟，在測(cè)試和裝運(yùn)前，僅需簡(jiǎn)單的元件沖洗即可。FilmTec生產(chǎn)過程與其它制膜廠家的明顯不同之處表明，它們需要額外長(zhǎng)時(shí)間沖洗，因其膜元

27、件在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的濕潤(rùn)后會(huì)表現(xiàn)出更高的脫鹽率。某些制造商必須進(jìn)行24小時(shí)沖洗，以便溶出殘留化學(xué)品，預(yù)整定他們的元件，以便在出廠前得到更好的脫鹽率數(shù)據(jù)。膜制造商脫鹽率規(guī)范真正意味著什么？ 膜制造商出版的脫鹽率是基于元件出廠質(zhì)保檢驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)，或是(hu sh)某些膜元件制造者用于分類它們所制造的產(chǎn)品時(shí)，在生產(chǎn)后期檢驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)?！举|(zhì)量保證檢驗(yàn)(jinyn)】在膜元件生產(chǎn)過程，需要質(zhì)保(QA)檢驗(yàn)，特別是在精密制造環(huán)境中，以確保元件生產(chǎn)過程中的完整性，膜制造者所用的QA或適應(yīng)性檢驗(yàn)是一種鹽水測(cè)試，在元件出廠前，在規(guī)定的測(cè)試條件下，測(cè)定元件的脫鹽率和產(chǎn)水量。雖然，這些QA測(cè)定條件并不能在實(shí)際使用時(shí)

28、重現(xiàn)，也不能成為現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)的性能參數(shù)，許多年來，某此膜制造商卻一直引導(dǎo)用戶朝測(cè)定條件下得到的結(jié)果來解釋(jish)今后的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。【元件制成后進(jìn)行分類檢驗(yàn)】第二種方式是某些膜元件制造商用于元件成品后再進(jìn)行測(cè)定性能，然后根據(jù)性能范圍的不同來細(xì)分他們的產(chǎn)品，當(dāng)這些制造商的生產(chǎn)過程缺少保證產(chǎn)品高度一致性的精確性生產(chǎn)技術(shù)和裝備時(shí)，就不得不采用這種分類檢驗(yàn)，膜制造商必須測(cè)定所有元件的脫鹽率，并分別重新命名產(chǎn)品或標(biāo)注出用于銷售該類產(chǎn)品時(shí)的特殊性能值。FilmTec的精密制造工藝過程及設(shè)備不再需要這種等到元件制成后再進(jìn)行分類檢驗(yàn)的做法，這是因?yàn)樵谖覀兿冗M(jìn)的生產(chǎn)線上制造出的膜元件，性能非常一致，而且它們的綜合

29、性能也是可預(yù)測(cè)的。事實(shí)上，F(xiàn)ilmTec的生產(chǎn)過程與技術(shù)是如此的精密，進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)保檢驗(yàn)的脫鹽率檢驗(yàn)項(xiàng)目也可以一起省略掉，這就是為什么只有我們可以提供無需通水檢測(cè)的干式膜元件。這樣產(chǎn)生了非常明顯的優(yōu)勢(shì)，由于脫鹽率檢驗(yàn)不再需要，也不需要對(duì)所生產(chǎn)的元件進(jìn)行濕潤(rùn)。這意味著從我們工廠裝運(yùn)出來的膜元件可以是干燥元件，干式元件的優(yōu)點(diǎn)十分明顯：在裝運(yùn)和貯存時(shí)，無需針對(duì)微生物滋生進(jìn)行保護(hù)膜元件具有更長(zhǎng)的貯存期干式元件易于搬運(yùn)，特別是寒冷地區(qū)由于干元件重量輕，運(yùn)輸成本低在裝入系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，費(fèi)時(shí)的沖洗膜元件保護(hù)液的步驟不再需要FilmTec公司自1985年起就開始銷售干式膜元件，現(xiàn)在我們提供的干元件范圍從家用低壓元件

30、到特大型市政和工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)中的8英寸苦咸水膜元件，確保全球供應(yīng)品質(zhì)的一致性。系統(tǒng)穩(wěn)定脫鹽率比QA檢驗(yàn)中的脫鹽率更重要正如你所看到的，過份注重膜元件制造時(shí)所獲得的脫鹽率數(shù)據(jù)是不全面的，這些數(shù)據(jù)對(duì)幫助你估計(jì)實(shí)際系統(tǒng)的性能也不是十分有用。由于膜元件的制造過程不同，膜元件的脫鹽率僅能在經(jīng)過一個(gè)星期左右的“濕態(tài)”運(yùn)行之后進(jìn)行公正的比較，針對(duì)某一進(jìn)水水質(zhì)和系統(tǒng)條件，分析對(duì)比膜元件在使用現(xiàn)場(chǎng)所表現(xiàn)的實(shí)際性能，就可最好的代表該元件在該現(xiàn)場(chǎng)的脫鹽率情況，因?yàn)樗巳斯ぴO(shè)計(jì)的測(cè)試條件、預(yù)沖洗和其它測(cè)試前進(jìn)行元件處理的所有誤導(dǎo)因素。大量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定結(jié)果表明時(shí)，當(dāng)元件達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行條件時(shí)，陶氏FILMTEC膜元件的脫鹽

31、率性能均超過我們的QA數(shù)值，通常情況下，要經(jīng)過幾小時(shí)運(yùn)行之后，事實(shí)上，許多操作者發(fā)現(xiàn)陶氏FILMTEC膜元件在剛投運(yùn)時(shí)就表現(xiàn)出遠(yuǎn)高于樣本規(guī)定的最低脫鹽率。這也反映了其它品牌膜元件裝運(yùn)過程中或按裝前的貯存與浸泡在保護(hù)液中的影響結(jié)果?；镜默F(xiàn)象是在實(shí)際(shj)水處理系統(tǒng)中，陶氏FILMTEC元件常常表現(xiàn)出99.5%以上的穩(wěn)定脫鹽率，當(dāng)然，正如所有膜元件一樣，系統(tǒng)進(jìn)水水源情況和操作條件(tiojin)將會(huì)是影響某一特定水處理系統(tǒng)的實(shí)際脫鹽率的決定性因素。難道經(jīng)過初始幾小時(shí)的運(yùn)行(ynxng)后，對(duì)所有的膜元件的脫鹽均會(huì)有所提高嗎？未必這樣。如果膜元件在制造商那兒進(jìn)行脫鹽率檢驗(yàn)前已經(jīng)過24小時(shí)的沖洗，它的脫鹽率就已經(jīng)達(dá)到高峰值，當(dāng)在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行條件下隨著時(shí)間的增加，若脫鹽率有增加的話，其可能性也是很少的。絕大多數(shù)情況是，如果膜元件經(jīng)過了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，經(jīng)歷非常長(zhǎng)測(cè)定時(shí)間的出廠檢驗(yàn)，這類膜元件一旦投入運(yùn)行，它們會(huì)以出廠時(shí)的脫鹽率水平作為最高起點(diǎn)，開始下降。相反，對(duì)大量反滲透膜元件的使用現(xiàn)場(chǎng)觀察表明陶氏FILMTEC膜元件對(duì)于大量的水源和極寬的