反渗透膜的使用年限和污染类型

反渗透膜的使用年限和污染类型

近几年来，反渗透技术的应用日益扩展到工业水处理领域，尤其是工业废水的循环和零排放处理。反渗透对反渗透膜的抗污性、耐洗涤性提出了更高的要求，同时也对反渗透膜的浓缩性能提出了更高的期望。碟管反渗透(DTRO)、高压反渗透(HPRO)、高盐反渗透(HSRO)等反渗透新产品及新工艺的开发应用。

反渗膜是实现反渗透的核心元件，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。例如醋酸纤维素膜，芳香族聚酰肼膜，芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5-10nm之间，其透光率与膜的化学结构密切相关。有些聚合物对盐有良好的排斥作用，而水的透过速度却不好。有些聚合物材料的化学结构具有较多的亲水性基团，因此水的透过速度比较快。因此，一个令人满意的反渗透膜应该具有适当的渗透能力和脱盐能力。

反渗透膜应具有以下特点:

在高流速时，应有的脱盐速率；

具有较高的机械强度及使用寿命；

能在较低的工作压力下发挥作用；

能够承受化学作用和生化作用；

受pH值、温度等因素的影响不大；

制膜原料来源简单，工艺简单，生产成本低。

反渗膜的结构，分为不对称膜和均相膜两种。目前所用的膜材料主要是醋酸纤维和芳香型聚酰胺。它的部件有中空纤维，卷，板，框和管。适用于化工行业，如分离，浓缩，净化等，主要用于纯化水的制备和水处理工业。

第二，反渗透原理。

反渗法又称反渗透法，是以压差作为推动力，对溶液进行膜分离，使溶剂与溶液分离。在膜面上给料液施加压力，当压力超过其渗透压时，溶剂反向自然渗透的方向进行反渗透。因此，渗透的溶剂，即渗透物，在膜的低压侧获得，而浓缩液在高压侧获得。如果用反渗透处理海水，淡水和盐水可以分别从膜的低压侧和高压侧取用。反渗法中，溶剂的渗透率即液体流能N为：

n=Kh(Δp-Δπ)公式中，Kh为渗透系数，随着温度的升高，渗透系数略有增加；δp是横过隔膜的静压差；δπ是隔膜两侧溶液的渗透压差。稀液渗透压的π值：圆周率=iCRT

公式中i是溶质分子电离产生的离子数，C是摩尔浓度，R是摩尔气体常数，T是标准温度。反渗法一般采用不对称膜和复合膜。用于反渗透的设备，主要是中空纤维型或卷曲型膜分离设备。反渗透膜能截获水中各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，获得纯净的水。还可以用来预浓缩大分子有机物溶液。该工艺工艺简单、能耗低，在过去20年中得到了快速的发展。目前已广泛应用于海水淡化和苦咸水(见卤水)、锅炉水软化和废水处理、离子交换法生产高纯水。其应用范围不断扩大，已应用于牛奶和果汁浓缩，生化和生物制剂的分离和浓缩。

第三，反渗透膜的使用寿命。装备在使用过程中，除正常的性能衰减外，因污染造成的性能衰减更为严重。常见的污染物包括化学垢、有机物、胶体、微生物等。各种污染所表现的症状各不相同。对于膜污染，不同的膜公司提出的症状也是不同的。工程学上发现，污染时间不同，症状也不同，污染程度也不同。

例如被碳酸钙污染的膜，污染时间为1周，脱盐率急速下降，压差缓慢上升，但产水量变化不明显，用柠檬酸清洗后性能恢复良好。在一年的污染过程中，盐通量从2毫克/升增加到37毫克/升(原水140毫克/升~160毫克/升)，产水量从230升/小时减少到50升/小时，用柠檬酸清洗后，盐通量减少到7毫克/升，产水量增加到210升/小时。而且污染往往并非单一的，其表现症状也存在差异，使污染的识别更加困难。

反渗透膜污染类型的鉴定。

污染类型的识别应综合判断原水水质、设计参数、污染指数、操作记录、设备性能变化和微生物指标:

一，胶体污染。

在进行前处理的过程中，出现胶体污染，一般有以下两种情况：A、微过滤器在被堵塞时，压力差迅速增大；SDI值一般都在2.5以上。

二是微生物污染。

当RO设备发生微生物污染时，通过水和浓缩水中的细菌总数较高，平时未按要求进行维护和消毒。避免RO超滤膜性能受到损害。新型反渗透膜元件通常用1%硝酸根离子和18%甘油水溶液浸透，然后保存在密封的塑料袋中。胶袋不破时，可存放约一年，且不影响使用寿命及使用性能。在打开塑料袋后，应尽快使用，以免由于NaHSO3在空气中的氧化，对元件造成不良影响。所以使用前应尽量将膜开封。在完成设备测试后，我们采用了两种保护膜的方法。仪器试车运行两天(15~24h)，然后使用2%甲醛溶液进行保养；或者使用2~6h，使用1%水溶液进行保养(应排除设备管道内的空气，确保仪器不泄漏，关闭所有进出口阀)。两者都能获得较好的结果。前者花费大，在空闲时间较长的时候使用，而后者则在空闲时间较短的时候使用。

三是钙垢。

可以根据水源水质和设计参数来进行判断。对于碳酸盐型水，当回收率为75%时，在设计时投加阻垢剂，浓缩液LSI值应小于1；不投加阻垢剂时，浓缩液LSI值应小于0，一般不会出现钙垢。

四、可用1/4英寸的PVC塑料管插入组件内各测试组件各部分的性能变化来判断。

通过设备性能的变化来判断污染类型。

可进行酸洗(如柠檬酸、稀HCl)，根据洗涤效果及洗涤液判断钙垢，通过洗涤液成分分析进一步确认。

七、洗涤液的化学分析。

提取原水，原洗涤剂，洗涤剂三种样品进行分析。确认污染类型后，可按1中的方法进行清洗，然后消毒使用。当无法确定污染的类型时，一般采用清洗+消毒+0.1%HCl(pH为3)步骤进行清洗。

反渗透膜更换需要注意的问题是什么？一套完整的反渗透系统，有预处理、反渗透膜处理、后置处理。如果因为出水水质问题去更换反渗透膜，就需要弄清楚是哪一个环节出了问题。是预处理的问题，或者操作的问题，或者维护的问题，或者是反渗透膜自然衰减的问题呢？因为反渗透膜每年的脱盐率和产水量都会衰减。所以，需要一一就排查这些问题，先去把隐藏的问题解决掉，再去决定该台设备的反渗透膜需要不需要更换。