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反渗透膜的综合指标及故障分析
一、评价指标
一般说来,反渗透膜应具备以下性能:
①单位面积上透水量大,脱盐率高;
②机械强度好,多孔支撑层的压实作用小;
③化学稳定性好,耐酸、碱腐蚀和微生物侵蚀;
④结构均匀,使用寿命长,性能衰降慢;
⑤制膜容易,价格便宜,原料充足。
因此对反渗透膜的评价指标可以从以下几个方面分析:
1、脱盐率和透盐率
脱盐率――通过反渗透膜从系统进水中去除可溶性杂质浓度的百分比。
透盐率――进水中可溶性杂质透过膜的百分比。
脱盐率=(1-产水含盐量/进水含盐量)×100%
透盐率=100%-脱盐率
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。反渗透对不同物质的脱除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除率可以超过99%,对单价离子如:钠离子、钾离子、氯离子的脱除率稍低,但也超过了98%;对分子量大于100的有机物脱除率也可达到 98%,但对分子量小于100的有机物脱除率较低。
2、产水量(水通量)
产水量(水通量)――指反渗透系统的产能,即单位时间内透过膜水量,通常用吨/小时或加仑/天来表示。
渗透流率――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膜表面的水流速加快,加剧膜污染。
3、回收率
回收率--指膜系统中给水转化成为产水或透过液的百分比。膜系统的回收率在设计时就已经确定,是基于预设的进水水质而定的。回收率通常希望最大化以便提高经济效益,但是应该以膜系统内不会因盐类等杂质的过饱和发生沉淀为它的极限值。
回收率=(产水流量/进水流量)×100%
二、反渗透的影响因素
膜的水通量和脱盐率是反渗透过程中关键的运行参数,这两个参数将受到压力、温度、回收率、给水含盐量、给水PH值因素的影响。
1、进水压力
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
温度对反渗透的运行压力、脱盐率、压降影响最为明显。温度上升,渗透性能增加,在一定水通量下要求的净推动力减少,因此实际运行压力降低。同时溶质透过速率也随温度的升高而增加,盐透过量增加,直接表现为产品水电导率升高。
温度对反渗透各段的压降也有一定的影响,温度升高,水的粘度降低,压降减少,对于膜的通道由于污堵而使湍流程度增强的装置,粘度对压降的影响更为明显。
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,水通量也线性的增加,进水水温每升高1℃,%~%;其原因在于透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强。进水水温的升高同样会导致透盐率的增加和脱盐率的下降,这主要是因为盐分透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。
3、进水pH值
各种膜组件都有一个允许的pH值范围,进水pH值对产水量几乎没有影响