反滲透膜是實現(xiàn)反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜制成的具有特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。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，透過性的大小與膜本身的化學結(jié)構(gòu)有關(guān)。有的高分子材料對鹽的排斥性好，而水的透過速度并不好。有的高分子材料化學結(jié)構(gòu)具有較多親水基團，因而水的透過速度相對較快。因此一種滿意的反滲透膜應具有適當?shù)臐B透量或脫鹽率。

 

一、反滲透膜應具有以下特征：

      1、在高流速下應具有高效脫鹽率；

      2、具有較高機械強度和使用壽命；

      3、能在較低操作壓力下發(fā)揮功能；

      4、能耐受化學或生化作用的影響；

      5、受pH值、溫度等因素影響較小；

      6、制膜原料來源容易，加工簡便，成本低廉。

      反滲透膜的結(jié)構(gòu)，有非對稱膜和均相膜兩類。當前使用的膜材料主要為醋酸纖維素和芳香聚酰胺類。其組件有中空纖維式、卷式、板框式和管式?？捎糜诜蛛x、濃縮、純化等化工單元操作，主要用于純水制備和水處理行業(yè)中。

 

二、反滲透原理

      反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側(cè)的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側(cè)得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側(cè)得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側(cè)得到淡水，在高壓側(cè)得到鹵水。　

      反滲透時，溶劑的滲透速率即液流能量N為：　

N=Kh（Δp－Δπ） 　

      式中Kh為水力滲透系數(shù)，它隨溫度升高稍有增大；Δp為膜兩側(cè)的靜壓差；Δπ為膜兩側(cè)溶液的滲透壓差。

稀溶液的滲透壓π為：　

π=iCRT　

      式中i為溶質(zhì)分子電離生成的離子數(shù)；C為溶質(zhì)的摩爾濃度；R為摩爾氣體常數(shù)；T為標準溫度。　

      反滲透通常使用非對稱膜和復合膜。反滲透所用的設(shè)備，主要是中空纖維式或卷式的膜分離設(shè)備。　

      反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì)，從而取得凈制的水。也可用于大分子有機物溶液的預濃縮。由于反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)已大規(guī)模應用于海水和苦咸水（見鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，并與離子交換結(jié)合制取高純水，其應用范圍正在擴大，已開始用于乳品、果汁的濃縮以及生化和生物制劑的分離和濃縮方面。

三、反滲透膜的反滲透膜壽命

      設(shè)備在使用過程中，除了性能的正常衰減外，由于污染而引起設(shè)備性能的衰減更為嚴重。通常的污染主要有化學垢，有機物及膠體污染，微生物污染等。不同的污染表現(xiàn)出的癥狀是不同的。不同的膜公司所提出的膜污染的癥狀也存在差異。在工程中我們發(fā)現(xiàn)，污染時間的長短不一樣，其癥狀也不一樣。

      如：膜發(fā)生碳酸鈣垢污染，污染時間為一個星期時，主要表現(xiàn)為脫鹽率的迅速下降，壓差緩慢增大，而產(chǎn)水量變化不明顯，用檸檬酸清洗能完全恢復性能。污染時間為一年（某純水機），鹽通量由開始的2mg/L上升為37mg/L（原水為140mg/L～160mg/L），產(chǎn)水量由230L/h下降為50L/h，用檸檬酸清洗后，鹽通量降為7mg/L，產(chǎn)水量上升至210L/h。再者污染往往不是單一的，其表現(xiàn)的癥狀也存在差別，使得污染的鑒別更困難。

四、反滲透膜的鑒別污染類型

      鑒別污染類型要綜合原水水質(zhì)，設(shè)計參數(shù)，污染指數(shù)，運行記錄，設(shè)備性能變化及微生物指標等加以判斷：

 

      1、膠體污染

      發(fā)生膠體污染時，通常伴隨著以下兩個特性：A、前處理中微濾器堵塞得很快，尤其是壓差增大很快。B、SDI值通常在2.5以上。

 

      2、微生物污染

      發(fā)生微生物污染時，RO設(shè)備的透過水和濃縮水中的細菌總數(shù)都比較高，平時沒有按要求進行保養(yǎng)和消毒。防止超濾RO膜性能的損壞。新的反滲透膜元件通常浸潤1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后貯存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情況下，貯存1年左右，也不會影響其壽命和性能。當塑料袋開口后，應盡快使用，以免因NaHSO3在空氣中氧化，對元件產(chǎn)生不良影響。因此膜應盡量在使用前開封。設(shè)備試機完后，我們采用過兩種方法保護膜。設(shè)備試機運行兩天（15～24h），然后采用2%的甲醛溶液保養(yǎng);或運行2～6h后，用1%的NaHSO3的水溶液進行保養(yǎng)（應排盡設(shè)備管路中的空氣，保證設(shè)備不漏，關(guān)閉所有的進出口閥）。兩種方法均可得到滿意的效果。前一種方法成本高些，在閑置時間長時使用，第二種方法在閑置時間較短時使用。

 

      3、鈣垢

      可依據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計參數(shù)進行判斷。對碳酸鹽型水而言，如果回收率為75%時，設(shè)計時投加了阻垢劑，濃縮液的LSI應小于1;不投加阻垢劑時濃縮液的LSI應小于零，一般不會產(chǎn)生鈣垢。

 

      4、可用1/4英寸的PVC塑料管插入組件中測試組件不同部位的性能變化進行判斷。

 

      5、根據(jù)設(shè)備性能的變化判斷污染的類型。

 

      6、可用酸洗（如檸檬酸、稀HCl），根據(jù)清洗的效果和清洗液判斷鈣垢，通過清洗液成分分析進一步證實。

 

      7、對清洗液進行化學分析

      取原水、清洗原液、清洗液，三個樣分析。在確定了污染的類型后，可按1中的方法清洗，然后消毒使用。在不能確定污染的類型時，通常采用清洗+消毒+0.1%HCl（pH為3）的步驟清洗。

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