反滲透膜的使用年限和污染類型

近幾年來，反滲透技術的應用日益擴展到工業(yè)水處理領域，尤其是工業(yè)廢水的循環(huán)和零排放處理。反滲透對反滲透膜的抗污性、耐洗滌性提出了更高的要求，同時也對反滲透膜的濃縮性能提出了更高的期望。碟管反滲透(DTRO)、高壓反滲透(HPRO)、高鹽反滲透(HSRO)等反滲透新產(chǎn)品及新工藝的開發(fā)應用。

反滲膜是實現(xiàn)反滲透的核心元件，由仿生生物半透膜制成，具有人工半透特性。通常是由聚合物制成的。例如醋酸纖維素膜，芳香族聚酰肼膜，芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直徑一般在0.5-10nm之間，其透光率與膜的化學結(jié)構密切相關。有些聚合物對鹽有良好的排斥作用，而水的透過速度卻不好。有些聚合物材料的化學結(jié)構具有較多的親水性基團，因此水的透過速度比較快。因此，一個令人滿意的反滲透膜應該具有適當?shù)臐B透能力和脫鹽能力。

反滲透膜應具有以下特點:

在高流速時，應有的脫鹽速率；

具有較高的機械強度及使用壽命；

能在較低的工作壓力下發(fā)揮作用；

能夠承受化學作用和生化作用；

受pH值、溫度等因素的影響不大；

制膜原料來源簡單，工藝簡單，生產(chǎn)成本低。

反滲膜的結(jié)構，分為不對稱膜和均相膜兩種。目前所用的膜材料主要是醋酸纖維和芳香型聚酰胺。它的部件有中空纖維，卷，板，框和管。適用于化工行業(yè)，如分離，濃縮，凈化等，主要用于純化水的制備和水處理工業(yè)。

第二，反滲透原理。

反滲法又稱反滲透法，是以壓差作為推動力，對溶液進行膜分離，使溶劑與溶液分離。在膜面上給料液施加壓力，當壓力超過其滲透壓時，溶劑反向自然滲透的方向進行反滲透。因此，滲透的溶劑，即滲透物，在膜的低壓側(cè)獲得，而濃縮液在高壓側(cè)獲得。如果用反滲透處理海水，淡水和鹽水可以分別從膜的低壓側(cè)和高壓側(cè)取用。反滲法中，溶劑的滲透率即液體流能N為：

n=Kh(Δp-Δπ)公式中，Kh為滲透系數(shù)，隨著溫度的升高，滲透系數(shù)略有增加；δp是橫過隔膜的靜壓差；δπ是隔膜兩側(cè)溶液的滲透壓差。稀液滲透壓的π值：圓周率=iCRT

公式中i是溶質(zhì)分子電離產(chǎn)生的離子數(shù)，C是摩爾濃度，R是摩爾氣體常數(shù)，T是標準溫度。反滲法一般采用不對稱膜和復合膜。用于反滲透的設備，主要是中空纖維型或卷曲型膜分離設備。反滲透膜能截獲水中各種無機離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，獲得純凈的水。還可以用來預濃縮大分子有機物溶液。該工藝工藝簡單、能耗低，在過去20年中得到了快速的發(fā)展。目前已廣泛應用于海水淡化和苦咸水(見鹵水)、鍋爐水軟化和廢水處理、離子交換法生產(chǎn)高純水。其應用范圍不斷擴大，已應用于牛奶和果汁濃縮，生化和生物制劑的分離和濃縮。

第三，反滲透膜的使用壽命。裝備在使用過程中，除正常的性能衰減外，因污染造成的性能衰減更為嚴重。常見的污染物包括化學垢、有機物、膠體、微生物等。各種污染所表現(xiàn)的癥狀各不相同。對于膜污染，不同的膜公司提出的癥狀也是不同的。工程學上發(fā)現(xiàn)，污染時間不同，癥狀也不同，污染程度也不同。

例如被碳酸鈣污染的膜，污染時間為1周，脫鹽率急速下降，壓差緩慢上升，但產(chǎn)水量變化不明顯，用檸檬酸清洗后性能恢復良好。在一年的污染過程中，鹽通量從2毫克/升增加到37毫克/升(原水140毫克/升~160毫克/升)，產(chǎn)水量從230升/小時減少到50升/小時，用檸檬酸清洗后，鹽通量減少到7毫克/升，產(chǎn)水量增加到210升/小時。而且污染往往并非單一的，其表現(xiàn)癥狀也存在差異，使污染的識別更加困難。

反滲透膜污染類型的鑒定。

污染類型的識別應綜合判斷原水水質(zhì)、設計參數(shù)、污染指數(shù)、操作記錄、設備性能變化和微生物指標:

一，膠體污染。

在進行前處理的過程中，出現(xiàn)膠體污染，一般有以下兩種情況：A、微過濾器在被堵塞時，壓力差迅速增大；SDI值一般都在2.5以上。

二是微生物污染。

當RO設備發(fā)生微生物污染時，通過水和濃縮水中的細菌總數(shù)較高，平時未按要求進行維護和消毒。避免RO超濾膜性能受到損害。新型反滲透膜元件通常用1%硝酸根離子和18%甘油水溶液浸透，然后保存在密封的塑料袋中。膠袋不破時，可存放約一年，且不影響使用壽命及使用性能。在打開塑料袋后，應盡快使用，以免由于NaHSO3在空氣中的氧化，對元件造成不良影響。所以使用前應盡量將膜開封。在完成設備測試后，我們采用了兩種保護膜的方法。儀器試車運行兩天(15~24h)，然后使用2%甲醛溶液進行保養(yǎng)；或者使用2~6h，使用1%水溶液進行保養(yǎng)(應排除設備管道內(nèi)的空氣，確保儀器不泄漏，關閉所有進出口閥)。兩者都能獲得較好的結(jié)果。前者花費大，在空閑時間較長的時候使用，而后者則在空閑時間較短的時候使用。

三是鈣垢。

可以根據(jù)水源水質(zhì)和設計參數(shù)來進行判斷。對于碳酸鹽型水，當回收率為75%時，在設計時投加阻垢劑，濃縮液LSI值應小于1；不投加阻垢劑時，濃縮液LSI值應小于0，一般不會出現(xiàn)鈣垢。

四、可用1/4英寸的PVC塑料管插入組件內(nèi)各測試組件各部分的性能變化來判斷。

通過設備性能的變化來判斷污染類型。

可進行酸洗(如檸檬酸、稀HCl)，根據(jù)洗滌效果及洗滌液判斷鈣垢，通過洗滌液成分分析進一步確認。

七、洗滌液的化學分析。

提取原水，原洗滌劑，洗滌劑三種樣品進行分析。確認污染類型后，可按1中的方法進行清洗，然后消毒使用。當無法確定污染的類型時，一般采用清洗+消毒+0.1%HCl(pH為3)步驟進行清洗。

反滲透膜更換需要注意的問題是什么？一套完整的反滲透系統(tǒng)，有預處理、反滲透膜處理、后置處理。如果因為出水水質(zhì)問題去更換反滲透膜，就需要弄清楚是哪一個環(huán)節(jié)出了問題。是預處理的問題，或者操作的問題，或者維護的問題，或者是反滲透膜自然衰減的問題呢？因為反滲透膜每年的脫鹽率和產(chǎn)水量都會衰減。所以，需要一一就排查這些問題，先去把隱藏的問題解決掉，再去決定該臺設備的反滲透膜需要不需要更換。