ro反渗透膜

        对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜，一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜。当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动，这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质，即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程称为反渗透。 反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。^[1]

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：^[2]

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。

SC系列专利三层复合反渗透膜元件具有氯化钠脱盐率高、膜表面平滑、抗污染能力强的特点。主要运用：有机物分离和浓缩，垃圾渗滤液处理，废水处理 SC标准型膜元件用于苦咸水脱盐及工艺物料浓缩。 SC4040F、 SC8040F采用玻璃钢外壳， SC4040C采用Dursan卫生级外壳。根据需要可选用其他结构材质及特殊流道设计。^[3]

反渗透设备的操作

1.1　反渗透设备中有残余气体在高压下运行,形成气锤会损坏陶氏反渗透膜

常有两种情况发生:

A、设备排空后,重新运行时,气体没有排尽就快速升压运行。应在2～4bar的压力下将余下的空气排尽后,再逐步升压运行。

B、在预处理设备与高压泵之间的接头密封不好或漏水时(尤其是微滤器及其后的管路漏水)当预处理供水不很足时,如微滤发生堵塞,在密封不好的地方由于真空会吸进部分空气。应清洗或更换微滤器,保证管路不漏。总之,应在流量计中没有气泡的情况下逐步升压运行,运行中发现气泡应逐渐降压检查原因。

1.2　反渗透设备关机时的方法不正确

A、关机时快速降压没有进行彻底冲洗。由于膜浓水侧的无机盐的浓度高于原水,易结垢而污染膜。

B、用投加化学试剂的预处理水冲洗。因含化学试剂的水在设备停运期间可能引起膜污染。

反渗透设备在准备关机时,应停止投加化学试剂,逐步降压至3bar左右用预处理好的水冲洗10min,直至浓缩水的TDS与原水的TDS很接近为止。

1.3　反渗透设备消毒和保养不力导致微生物的污染

这是复合聚酰胺膜使用中普遍存在的问题,因为聚酰胺膜耐余氯性差,在使用中没有正确投加氯等消毒剂,加上用户对微生物的预防重视不够,容易导致微生物的污染。目前许多厂家生产的纯水微生物超标,就是消毒、保养不力造成的。

主要表现为:出厂时,RO设备没有采用消毒液保养;设备安装好后没有对整个管路和预处理设备消毒;间断运行不采取消毒和保养措施;没有定期对预处理设备和反渗透设备消毒;保养液失效或浓度不够。

1.4　反渗透设备余氯监测不力

如投加NaHSO3的泵失灵或药液失效,或活性炭饱和时因余氯损坏膜。

清洗不正确

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。

(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HNO3),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。^[4]

反渗透原水种类：预处理的目的是为了保证和提高反渗透系统的运行效率。由于原水的种类繁多，如地表水，地下水，市镇水和工业废水等，其水成分也非常复杂。通过针对原水水质情况和系统回收率等主要涉及参数要求的原水预处理，可预防膜表面发生污染，防止膜承受物理和化学损伤，从而大幅度提高系统效能，实现系统产水量、脱盐率、回收率和运行费用的最优化。

如无预处理反渗透系统里的原水，污堵，结垢和膜降解等问题通常比较容易发生。

污堵：指的是，有机物和胶体在膜表面上的沉淀。

结垢：当难溶性的盐类超过饱和界限在膜表面析出固体沉淀的现象，例如碳酸钙，硫酸钡，硫酸钙、硫酸锶、氟化钙和磷酸钙等。

膜降解：膜元件性能的衰减。

当选择适当的预处理时，必须谨慎考虑全系统连续可靠运行的需要，例如，若混凝澄清池设计或操作不合理时，这将会对砂滤器或多介质滤器产生超过其极限的负荷。不合理预处理常常会造成膜的频繁清洗，结果使清洗费用、停机时间增加和系统性能明显的衰减。

预处理的方案取决于原水水源的原水组成和应用条件，所以井水，地表水和市政废水要区别对待。井水水质通常较为稳定，污染可能性低，预处理方法简单，如设置加酸或阻加阻垢剂和5up保安滤器即可，而地表水则是一种直接受季节影响的水源，有发生微生物和胶体两方面高度污染的可能性。所需的预处理应比井水复杂，需要其他的预处理步骤保罗氯消毒、絮凝、助凝、多介质过滤、脱氯、加酸或加阻垢剂等。工业和市政废水含有更加复杂的有机和无机称份，某些有机物可能会严重影响RO膜并引起产水量严重下降或膜的降解，因而必须有设计更加周全的预处理。以确保进水水源