高分子反渗透膜

【学员问题】反渗透膜之反渗透膜寿命？

【解答】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：

（1）胶体污染：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．SDI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。

（3）钙垢：可依据原水水质及设计参数进行判断。对碳酸盐型水而言，如果回收率为75%时，设计时投加了阻垢剂，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英寸的PVC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。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

反渗透膜简单概述：

反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，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。反渗透膜的膜孔径非常小，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。

反渗透膜选型：

经常有客户问到在我们选择反渗透RO膜需要考虑哪些性能指标。通常分为三个：脱盐率、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(纳滤)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，增加的产水量稀释了透过膜的盐分，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。

反渗透膜应用范围:

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、工业纯水及电子级超纯水制备，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。

关于反渗透膜污染解决办法的研究已经由来已久，多年的研究已经积累了多种世韩反渗透膜清洗方法，按照清洗形式主要分为物理清洗和化学清洗两大类，关于其中化学清洗方法的争议一直很多，其实关键就在于化学药剂的选择，选择合适的清洗药剂才是最重要的。

反渗透膜化学清洗对清洗药剂的选择要求非常严格，选择的清洗药剂首先一点不能与即将清洗的反渗透膜元件发生任何相关反应，另外选择的药剂最好处理方便，不能因为清洗而污染环境。化学清洗前建议将膜元件进行实验分析，然后针对污染原因选择对应的化学药剂。在使用化学药剂清洗的同时，通常采取等水压冲洗或者是反向冲洗的冲洗方式，这样能更有效地清除膜表面的污染物。

化学药剂清洗方式又可以分为酸溶液清洗和碱溶液清洗两种，常见的酸溶液有盐酸溶液、草酸溶液等。酸溶液的酸碱值必须根据反渗透膜元件的材质不同而做不同比配。配备好的酸溶液利用水泵反复操作或者浸泡反渗透膜元件一个小时左右，对去除无机污染物杂质效果理想。

反渗透膜清洗常用的碱溶液有氢氧化钠溶液已经氢氧化钾溶液两种。碱溶液的酸碱值同样根据反渗透膜材质的不同而决定。和酸溶液清洗方式一样，使用反复操作或者浸泡反渗透膜元件一个小时左右，对去除有机杂质及油脂效果理想。