反滲透膜是一種模擬生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反滲透技術(shù)的核心構(gòu)件。反滲透技術(shù)原理是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過(guò)半透膜 而將這些物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái)。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等。系統(tǒng)具有水質(zhì)好、耗能低、無(wú)污染、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

　　中文名

　　反滲透膜

　　外文名

　　reverse osmosis membrane

　　原 理

　　反滲透技術(shù)原理

　　優(yōu) 點(diǎn)

　　耗能低、無(wú)污染、工藝簡(jiǎn)單

　　目錄

　　00001. 1 簡(jiǎn)介

　　00002. 2 反滲透膜選型

　　00003. 3 材料:醋酸纖維素 聚酰胺 復(fù)合膜

　　00001. 4 工作原理

　　00002. 5 性能指標(biāo):脫鹽率 透過(guò)速度 回收率

　　6 影響因素

　　7 研究歷史

　　8 保養(yǎng)

　　9 反滲透膜保存條件

　　10 清洗步驟

　　11 延長(zhǎng)膜的壽命

　　12 反滲透膜壽命

　　13 應(yīng)用范圍

　　14 脫鹽率

　　15 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

　　簡(jiǎn)介

　　反滲透膜是實(shí)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一定特性的人工半透膜。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(guò)性的大小與膜本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。有的高分子材料對(duì)鹽的排斥性好，而水的透過(guò)速度并不好。有的高分子材料化學(xué)結(jié)構(gòu)具有較多親水基團(tuán)，因而水的透過(guò)速度相對(duì)較快。因此一種滿意的反滲透膜應(yīng)具有適當(dāng)?shù)臐B透量或脫鹽率。

　　反滲透膜應(yīng)具有以下特征：(1)在高流速下應(yīng)具有高效脫鹽率;(2)具有較高機(jī)械強(qiáng)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(xué)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(lái)源容易，加工簡(jiǎn)便，成本低廉。

　　反滲透膜的結(jié)構(gòu)，有非對(duì)稱膜和均相膜兩類。當(dāng)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。

　　原理：反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對(duì)膜一側(cè)的料液施加壓力，當(dāng)壓力超過(guò)它的滲透壓時(shí)，溶劑會(huì)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(guò)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(shí)，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為絕對(duì)溫度?！》礉B透通常使用非對(duì)稱膜和復(fù)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?！》礉B透膜能截留水中的各種無(wú)機(jī)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(jī)物溶液的預(yù)濃縮。由于反滲透過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗低，近20年來(lái)得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)已大規(guī)模應(yīng)用于海水和苦咸水(見(jiàn)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(yīng)用范圍正在擴(kuò)大，已開(kāi)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。

　　反滲透膜過(guò)濾精度

　　反滲透膜能截留大于0.0001微米的物質(zhì)，是最精細(xì)的一種膜分離產(chǎn)品，其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大于100的有機(jī)物，同時(shí)允許水分子通過(guò)。

　　反滲透膜選型

　　經(jīng)常有客戶問(wèn)到在我們選擇反滲透RO膜需要考慮哪些性能指標(biāo)。通常分為三個(gè)：脫鹽率、產(chǎn)水量、回收率。

　　一、RO反滲透膜的脫鹽率和透鹽率

　　RO反滲透膜元件的脫鹽率在其制造成形時(shí)就已確定，脫鹽率的高低取決于反滲透RO膜元件表面超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時(shí)產(chǎn)水量越低。反滲透膜對(duì)不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定，對(duì)高價(jià)離子及復(fù)雜單價(jià)離子的脫鹽率可以超過(guò)99%，對(duì)單價(jià)離子如：鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低，但也可超過(guò)了98%(反滲透膜使用時(shí)間越長(zhǎng)，化學(xué)清洗次數(shù)越多，反滲透膜脫鹽率越低)對(duì)分子量大于100的有機(jī)物脫除率也可過(guò)到98%，但對(duì)分子量小于100的有機(jī)物脫除率較低。

　　反滲透膜的脫鹽率和透鹽率計(jì)算方法：

　　RO膜的鹽透過(guò)率=RO膜產(chǎn)水濃度/進(jìn)水濃度×100%

　　RO膜的脫鹽率=(1–RO膜的產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量)×100%

　　RO膜的透鹽率=100%–脫鹽率

　　二、RO反滲透膜的產(chǎn)水量和滲透流率

　　RO膜的產(chǎn)水量——指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水能力，即單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)RO膜的水量，通常用噸/小時(shí)或加侖/天來(lái)表示。

　　RO膜的滲透流率——也是表示反滲透膜元件產(chǎn)水量的重要指標(biāo)。指單位膜面積上透過(guò)液的流率，通常用加侖每平方英尺每天(GFD)表示。過(guò)高的滲透流率將導(dǎo)致垂直于RO膜表面的水流速加快，加劇膜污染。

　　三、RO反滲透膜的回收率

　　RO膜的回收率——指反滲透膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過(guò)液的百分比。依據(jù)反滲透系統(tǒng)中預(yù)處理的進(jìn)水水質(zhì)及用水要求而定的。RO膜系統(tǒng)的回收率在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)確定。

　　(1)RO膜的回收率=(RO膜的產(chǎn)水流量/進(jìn)水流量)×100%

　　(2)反滲透(納濾)膜組件的回收率、鹽透過(guò)率、脫鹽率計(jì)算公式如下：

　　反滲透膜組件的回收率= RO膜組件產(chǎn)水量/進(jìn)水量×100%

　　反滲透膜組件的鹽分透過(guò)率=RO膜組件產(chǎn)水濃度/進(jìn)水濃度×100%

　　材料

　　根據(jù)脫鹽的需要，經(jīng)過(guò)大量的研究試驗(yàn)，從大量的高分子材料中篩選出了醋酸纖維素(CA)和芳香聚酰胺兩大類膜材料。

　　此外，復(fù)合膜的表皮層還用到了其他一些特殊材料。

　　醋酸纖維素

　　醋酸纖維素又稱乙酰纖維素或纖維素醋酸酯。常以含纖維素的棉花、木材等為原料，經(jīng)過(guò)酯化和水解反應(yīng)制成醋酸纖維素，再加工成反滲透膜。

　　聚酰胺

　　聚酰胺包括脂肪族聚酰胺和芳香族聚酰胺兩大類。20世紀(jì)70年代應(yīng)用的主要是脂肪族聚酰胺，如尼龍—4、尼龍—6和尼龍—66膜;目前使用最多的是芳香族聚酰胺膜。膜材料為芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺—酰肼以及一些含氮芳香聚合物。

　　芳香族聚酰胺膜適應(yīng)的pH范圍可以寬到2~11，但對(duì)水中的游離氯很敏感。

　　復(fù)合膜

　　復(fù)合膜的特征是主要由以上兩種材料制成，它是以很薄的致密層和多孔支撐層復(fù)合而成。多孔支撐層又稱基膜，起增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度的作用;致密層也稱表皮層，起脫鹽作用，故又稱脫鹽層。脫鹽層厚度一般為50nm，最薄的為30nm。

　　由單一材料制成的非對(duì)稱膜有下列不足之處：

　　1、致密層和支持層之間存在被壓密的過(guò)渡層。

　　2、表皮層厚度最薄極限為100nm，很難通過(guò)減小膜厚度降低推動(dòng)壓力。

　　3、脫鹽率與透水速度相互制約，因?yàn)橥N材料很難兼具脫鹽和支撐兩者均優(yōu)。

　　復(fù)合膜很好地解決了上述問(wèn)題，它可以分別針對(duì)致密層和支持層的要求選擇脫鹽性能好的材料和機(jī)械強(qiáng)度高的材料。從而復(fù)合膜的致密層可以做得很薄，有利于降低拖動(dòng)壓力;同時(shí)消除了過(guò)渡區(qū)，抗壓密性能好。

　　基膜的材料以聚砜最為普遍，其次為聚丙烯和聚丙烯腈。因?yàn)榫垌績(jī)r(jià)廉易得，制膜簡(jiǎn)單，機(jī)械強(qiáng)度好，抗壓密性能好，化學(xué)性能穩(wěn)定，無(wú)毒，能抗生物降解。

　　為進(jìn)一步增強(qiáng)多孔支撐層的強(qiáng)度，常用聚酯無(wú)紡布。

　　脫鹽層的材料主要為芳香聚酰胺。此外還有哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺與縮合尿素、糠醇與三羥乙基異氰酸酯、間苯二胺與均苯三甲酰氯等。

　　工作原理

　　對(duì)透過(guò)的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過(guò)溶劑而不能透過(guò)溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側(cè)時(shí)，稀溶液中的溶劑將自然穿過(guò)半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動(dòng)，這一現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時(shí)，濃溶液側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一個(gè)壓差，此壓差即為滲透壓。滲透壓的大小取決于溶液的固有性質(zhì)，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無(wú)關(guān)。若在濃溶液一側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，溶劑的流動(dòng)方向?qū)⑴c原來(lái)的滲透方向相反，開(kāi)始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動(dòng)，這一過(guò)程稱為反滲透。 反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動(dòng)，是一種在壓力驅(qū)動(dòng)下，借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開(kāi)的分離方法，它已廣泛應(yīng)用于各種液體的提純與濃縮，其中最普遍的應(yīng)用實(shí)例便是在水處理工藝中，用反滲透技術(shù)將原水中的無(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠體等雜質(zhì)去除，以獲得高質(zhì)量的純凈水。

　　性能指標(biāo)

　　脫鹽率

　　脫鹽率=(1–產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量)×100%

　　膜元件的脫鹽率在其制造成形時(shí)就已確定，脫鹽率的高低取決于膜元件表面超薄脫鹽層的致密度，脫鹽層越致密脫鹽率越高，同時(shí)產(chǎn)水量越低。反滲透對(duì)不同物質(zhì)的脫鹽率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定，對(duì)高價(jià)離子及復(fù)雜單價(jià)離子的脫鹽率可以超過(guò)99%，對(duì)單價(jià)離子如：鈉離子、鉀離子、氯離子的脫鹽率稍低，但也可超過(guò)了98%(膜使用時(shí)間越長(zhǎng)，化學(xué)清洗次數(shù)越多，反滲透膜脫鹽率越低。);對(duì)分子量大于100的有機(jī)物脫除率也可過(guò)到98%，但對(duì)分子量小于100的有機(jī)物脫除率較低。

　　透過(guò)速度

　　水通量——指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水能力，即單位時(shí)間內(nèi)透過(guò)膜水量，通常用噸/小時(shí)或加侖/天來(lái)表示。

　　鹽透過(guò)速度——在單位時(shí)間、單位膜面積上透過(guò)的鹽量，也叫透鹽率、鹽通量。

　　回收率

　　回收率——指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過(guò)液的百分比。依據(jù)預(yù)處理的進(jìn)水水質(zhì)及用水要求而定的。膜系統(tǒng)的回收率在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)確定，

　　回收率=(產(chǎn)水流量/進(jìn)水流量)×100%

　　影響因素

　　1、　進(jìn)水壓力對(duì)反滲透膜的影響

　　進(jìn)水壓力本身并不會(huì)影響鹽透過(guò)量，但是進(jìn)水壓力升高使得驅(qū)動(dòng)反滲透的凈壓力升高，使得產(chǎn)水量加大，同時(shí)鹽透過(guò)量幾乎不變，增加的產(chǎn)水量稀釋了透過(guò)膜的鹽分，降低了透鹽率，提高脫鹽率。當(dāng)進(jìn)水壓力超過(guò)一定值時(shí)，由于過(guò)高的回收率，加大了濃差極化，又會(huì)導(dǎo)致鹽透過(guò)量增加，抵消了增加的產(chǎn)水量，使得脫鹽率不再增加。

　　2、　進(jìn)水溫度對(duì)反滲透膜的影響

　　反滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)對(duì)進(jìn)水水溫的變化十分敏感，隨著水溫的增加水對(duì)通量也線性的增加，進(jìn)水水溫每升高1℃，產(chǎn)水量就增加2.5%-3.0%;(以25℃為標(biāo)準(zhǔn))

　　3、　進(jìn)水PH值對(duì)反滲透膜的影響

　　進(jìn)水PH值對(duì)產(chǎn)水量幾乎沒(méi)有影響，而對(duì)脫鹽率有較大影響。PH值在7.5-8.5之間，脫鹽率達(dá)到最高。

　　4、　進(jìn)水鹽濃度對(duì)反滲透膜的影響

　　滲透壓是水中所含鹽分或有機(jī)物濃度的函數(shù)，進(jìn)水含鹽量越高，濃度差也越大，透鹽率上升，從而導(dǎo)致脫鹽率下降。

　　研究歷史

　　反滲透裝置結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、能耗低，在常溫下操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

　　80年代發(fā)明的復(fù)合膜，由超薄反滲透膜、多孔支撐層、織物增強(qiáng)自疊加而成，透水量極大，除鹽率高達(dá)99%，是理想的反滲透膜。反滲透膜在分離小分子有機(jī)化合物時(shí)也特別有效，因此對(duì)有機(jī)化工、釀造工業(yè)、三廢處理等領(lǐng)域也得到了很好的應(yīng)用。

　　在21世紀(jì)以前，反滲透膜技術(shù)都是被國(guó)外所壟斷，而中國(guó)是直到90年代末期才開(kāi)始掌握了反滲透膜的生產(chǎn)技術(shù).這個(gè)歷史要追述到建國(guó)初期，當(dāng)時(shí)我們國(guó)家的領(lǐng)導(dǎo)人已經(jīng)意識(shí)到海水淡化的前景和將來(lái)在社會(huì)中的作用。

　　早在1958年，石松研究員等首先在中國(guó)開(kāi)展離子交換膜電滲析海水淡化研究。而在此前1953年美國(guó)C.E.Reid建議美國(guó)內(nèi)務(wù)部將反滲透研究列入國(guó)家計(jì)劃。

　　隨后1967年，國(guó)家科委組織全國(guó)海水淡化會(huì)戰(zhàn)，組織全國(guó)在水處理和分析化學(xué)、材料化學(xué)、流體力學(xué)等各個(gè)學(xué)科的精英會(huì)戰(zhàn)海水淡化。

　　1970年，會(huì)戰(zhàn)主力匯集中國(guó)浙江省的杭州市，組織了全國(guó)第一個(gè)海水淡化研究室。此期間，他們一直用電滲析技術(shù)進(jìn)行海水淡化，研制成功海洋監(jiān)測(cè)專用微孔濾膜，建成了世界最大的電滲析海水淡化站——西沙永興島海水淡化站。一度在海水淡化方面成為世界領(lǐng)軍人物。

　　1982年，中國(guó)海水淡化與水再利用學(xué)會(huì)經(jīng)中國(guó)科協(xié)學(xué)會(huì)部批準(zhǔn)在杭州成立。但是，因?yàn)榻?jīng)歷了十年浩劫，畢竟還是衰弱下去了，此時(shí)，遠(yuǎn)在大洋彼岸的美國(guó)的全芳香族聚酰胺復(fù)合膜及其卷式元件已經(jīng)赫然問(wèn)世。

　　1984年，國(guó)家海洋局以海水淡化研究室為主體，組建國(guó)家海洋局杭州水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心，中國(guó)開(kāi)始對(duì)膜技術(shù)重視了，但是，美國(guó)海水淡化用復(fù)合膜及其卷式元件已經(jīng)大面積商業(yè)化了，投入到了國(guó)家和民用中去了。

　　1992年，國(guó)家為了追趕膜方面技術(shù)與世界的差距，，國(guó)家科委軍頂，以“中心”為依托，組建國(guó)家液體分離膜工程技術(shù)研究中心，并開(kāi)始悄悄研制國(guó)產(chǎn)反滲透膜。

　　直到2001年，“中心”實(shí)行集團(tuán)化分體管理，所轄三個(gè)控股的中外合資公司，兩個(gè)中資公司和一個(gè)研發(fā)中心。

　　同年，杭州北斗星膜制品有限公司正式公開(kāi)問(wèn)世，從此，中國(guó)有了自己的反滲透膜產(chǎn)品，享有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、由中國(guó)制造、具有民族品牌的高性能復(fù)合膜元件開(kāi)始投放市場(chǎng)，中國(guó)成為世界上第四個(gè)掌握自主反滲透膜技術(shù)的國(guó)家。而杭州水處理下的杭州北斗星膜制品有限公司也成為全球八家自主反滲透膜生產(chǎn)廠家之一..

　　保養(yǎng)

　　隨著凈水設(shè)備在水處理行業(yè)的廣泛應(yīng)用，反滲透膜也漸漸的被人重視。反滲透膜的成本是消費(fèi)者最關(guān)心的問(wèn)題之一，良好的保養(yǎng)，有助于延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命。

　　設(shè)備試機(jī)完后，我們兩種方法保護(hù)反滲透膜。設(shè)備試機(jī)運(yùn)行兩天(15～24h)，然后采用2%的甲醛溶液保養(yǎng);或運(yùn)行2～6h后，用1%的NaHSO3的水溶液進(jìn)行保養(yǎng)反滲透膜(應(yīng)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(jìn)出口閥)。兩種方法均可得到滿意的效果，第一種方法成本高些，在閑置時(shí)間長(zhǎng)時(shí)使用，第二種保養(yǎng)反滲透膜的方法在閑置時(shí)間較短時(shí)使用。

　　反滲透膜保存條件

　　反滲透膜元件的保管條件

　　(1)新膜(使用前)

　?、倌ぴ仨氁恢北３衷跐駶?rùn)狀態(tài)。即使是在為了確認(rèn)同一包裝的數(shù)量而需暫時(shí)打開(kāi)時(shí)，也必須是在不捅破塑料袋的狀態(tài)下，此狀態(tài)應(yīng)保存到使用時(shí)為止。

　?、谠诔^(guò)10℃的氛圍中保存時(shí)也要避免直射陽(yáng)光，選擇通風(fēng)良好的場(chǎng)所。這時(shí)，保存溫度勿超過(guò)35℃。

　　③如果發(fā)生凍結(jié)就會(huì)發(fā)生物理破損，所以要采取保溫措施，勿使之凍結(jié)。

　　(2)通水后膜元件

　?、倌ぴ仨氁恢北３衷陉幇档膱?chǎng)所，保存溫度勿超過(guò)35℃，并要避免直射陽(yáng)光。

　?、跍囟葹?℃以下時(shí)有凍結(jié)的可能，要采取防凍結(jié)措施。

　?、蹚?fù)合系列膜元件要用含有存用藥品(重亞硫酸鈉，500～1000mg/L，pH值3～6)的純水或反滲透過(guò)濾水進(jìn)行浸泡。

　?、軣o(wú)論在何種情況下進(jìn)行保存時(shí)，都不能使膜處于干燥狀態(tài)。

　?、荼４嬉旱臐舛燃皃H值都要保持在上述范圍，需定期檢查。如果可能發(fā)生偏離上述范圍時(shí)，要再次調(diào)制保存液。

　　清洗步驟

　　供水、工藝水的處理(分離、濃縮、分級(jí)和純化)

　　在各工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，往往有分離、濃縮、分級(jí)和純化某種水溶液的需求。傳統(tǒng)用的方法是沉淀、過(guò)濾、加熱、冷凍、蒸餾、萃取和結(jié)晶等過(guò)程。這些方法表現(xiàn)出流程長(zhǎng)、耗能多、物料損失多、設(shè)備龐大、效率低、操作繁瑣等缺點(diǎn)，以超濾膜技術(shù)取代某種傳統(tǒng)技術(shù)可以獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

　　反滲透系統(tǒng)最終是需要進(jìn)行清洗的，在你的RO系統(tǒng)表現(xiàn)出污染的傾向、長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)之前、或按計(jì)劃進(jìn)行常規(guī)保養(yǎng)時(shí)，建議你清洗RO系統(tǒng)。當(dāng)出現(xiàn)下列污染特征(標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)水量下降10~15%，標(biāo)準(zhǔn)化后產(chǎn)水水質(zhì)下降10~15%，或者給水與濃水間的壓降增加10~15%)時(shí)，表明你的RO系統(tǒng)需要清洗了。

　　由于RO系統(tǒng)出現(xiàn)污垢而需要清洗的頻率隨地點(diǎn)的不同而不同，一般習(xí)慣上可接受的清洗頻率是3~12個(gè)月一次。如果每個(gè)月你不得不清洗一次以上，你就應(yīng)該改善RO的預(yù)處理系統(tǒng)，調(diào)整RO系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，如果每1~3個(gè)月需要清洗一次，則需要在提高當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行水平上做工作，但是否需要改進(jìn)預(yù)處理系統(tǒng)較難判斷。

　　在RO設(shè)計(jì)中通常會(huì)忽視使用RO產(chǎn)品水沖洗系統(tǒng)中的污垢，采用該法可減少RO的清洗次數(shù)。在設(shè)備停運(yùn)期間用產(chǎn)品水浸泡RO膜組件有助于溶解垢和松散沉積物，因此降低化學(xué)清洗頻度。

　　污垢地點(diǎn)不同所需要清洗掉的污垢物也不同，但往往存在的污染物不止一種，因此使問(wèn)題復(fù)雜化，常見(jiàn)的污染物種類有：

　　· 碳酸鈣垢

　　· 硫酸鈣、 硫酸鋇、硫酸鍶垢

　　· 鐵、錳、鋁等的金屬氧化物

　　· 二氧化硅

　　· 膠體沉積物(無(wú)機(jī)或無(wú)機(jī)/有機(jī)混合物)

　　· 自然或合成有機(jī)物

　　· 生物質(zhì)(生物污泥、霉菌或真菌)

　　有許多因素與選擇合適的清洗化學(xué)藥品和正確的清洗方法有關(guān)。在你頭一次進(jìn)行清洗時(shí)，建議與設(shè)備制造商、RO膜組件制造商、RO系統(tǒng)專用藥品供應(yīng)商聯(lián)系。一旦辨明污染種類后，建議采用一種或多種清洗藥品。這些藥品可能是常規(guī)的，可以從許多供應(yīng)商那里買到，也可能是專用清洗液，這種專用清洗液可能更貴一些，但是使用時(shí)會(huì)更簡(jiǎn)便，并且這些公司還具有提供技術(shù)支持優(yōu)點(diǎn)。還有一些公司可能提供更有價(jià)值的服務(wù);他們把從你的系統(tǒng)中取出的膜組件帶回進(jìn)行試驗(yàn)，從而選擇正確的清洗藥品和方法。

　　通常需按特定的次序使用各種不同的清洗藥品進(jìn)行清洗，以獲得最佳的清洗效果。比如首先使用低pH值的清洗除去水垢一類的物質(zhì)，然后使用一種高pH值的清洗液除去有機(jī)物。但是有時(shí)也會(huì)首先使用高pH值的清洗液除去油類污垢，然后再使用一種低pH值的清洗液。有一些清洗液中還添加有洗滌劑，這將有助于清除污染嚴(yán)重的生物和有機(jī)雜質(zhì)。其它的清洗添加有象EDTA之類的螯合劑，這些螯合劑有助于清除膠體、有機(jī)物、生物雜質(zhì)和硫酸鹽垢。必須記住的是選用不正確的清洗藥品或清洗步驟不正確時(shí)可能會(huì)使污堵更嚴(yán)重。

　　在選擇清洗藥品和使用復(fù)合聚酰胺膜時(shí)有一些注意事項(xiàng)：

　　· 遵守制造商建議的藥品選擇清單、劑量、pH值、溫度和接觸時(shí)間。

　　· 使用侵蝕性最小的藥品完成清洗工作。這些做會(huì)延長(zhǎng)膜的使用壽命。

　　· 在調(diào)節(jié)pH值時(shí)，一定要審慎以延長(zhǎng)膜的使用壽命。藥品侵蝕性較小的pH值范圍是4~10，允許的最大pH值范圍是2~12。

　　· 酸和堿不要混合。在加入下一種溶液之前，徹底沖洗系統(tǒng)以排盡上一次的清洗液。

　　· 用高pH值的產(chǎn)水沖洗出洗滌劑。

　　· 確認(rèn)遵守正確的清洗液處理要求。

　　延長(zhǎng)膜的壽命

　　1　清洗不及時(shí)與清洗方法不正確導(dǎo)致的膜性能的損壞

　　設(shè)備在使用過(guò)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(yán)重。通常的污染主要有化學(xué)垢，有機(jī)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是有一定的差異。

　　在工程中我們發(fā)現(xiàn)，污染時(shí)間的長(zhǎng)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(shí)間為一個(gè)星期時(shí)，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(fù)性能。污染時(shí)間為一年(某純水機(jī))，鹽通量由最初的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)的癥狀也有一定的差別，使得污染的鑒別更困難。

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

　　防止超濾RO膜性能的損壞

　　新的反滲透膜元件通常浸潤(rùn)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(huì)影響其壽命和性能。當(dāng)塑料袋開(kāi)口后，應(yīng)盡快使用，以免因NaHSO3在空氣中氧化，對(duì)元件產(chǎn)生不良影響。因此膜應(yīng)盡量在使用前開(kāi)封。

　　設(shè)備試機(jī)完后，我們采用過(guò)兩種方法保護(hù)膜。設(shè)備試機(jī)運(yùn)行兩天(15～24h)，然后采用2%的甲醛溶液保養(yǎng);或運(yùn)行2～6h后，用1%的NaHSO3的水溶液進(jìn)行保養(yǎng)(應(yīng)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(jìn)出口閥)。兩種方法均可得到滿意的效果。第一種方法成本高些，在閑置時(shí)間長(zhǎng)時(shí)使用，第二種方法在閑置時(shí)間較短時(shí)使用。

　　在確定了污染的類型后，可按表1中的方法清洗，然后消毒使用。在不能確定污染的類型時(shí)，通常采用清洗(3)+消毒+0.1%HCl(pH為3)的步驟清洗。作者采用清洗液(1)+清洗液(3)+消毒的步驟效果亦很好。

　　2　設(shè)備的操作不當(dāng)引起膜性能的損壞

　　1　設(shè)備中有殘余氣體在高壓下運(yùn)行，形成氣錘會(huì)損壞膜

　　常有兩種情況發(fā)生：A、設(shè)備排空后，重新運(yùn)行時(shí)，氣體沒(méi)有排盡就快速升壓運(yùn)行。應(yīng)在2～4bar的壓力下將余下的空氣排盡后，再逐步升壓運(yùn)行。B、在預(yù)處理設(shè)備與高壓泵之間的接頭密封不好或漏水時(shí)(尤其是微濾器及其后的管路漏水)當(dāng)預(yù)處理供水不很足時(shí)，如微濾發(fā)生堵塞，在密封不好的地方由于真空會(huì)吸進(jìn)部分空氣。應(yīng)清洗或更換微濾器，保證管路不漏。總之，應(yīng)在流量計(jì)中沒(méi)有氣泡的情況下逐步升壓運(yùn)行，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)氣泡應(yīng)逐漸降壓檢查原因。

　　2　關(guān)機(jī)時(shí)的方法不正確

　　A、關(guān)機(jī)時(shí)快速降壓沒(méi)有進(jìn)行徹底沖洗。由于膜濃水側(cè)的無(wú)機(jī)鹽的濃度高于原水，易結(jié)垢而污染膜。B、用投加化學(xué)試劑的預(yù)處理水沖洗。因含化學(xué)試劑的水在設(shè)備停運(yùn)期間可能引起膜污染。

　　在準(zhǔn)備關(guān)機(jī)時(shí)，應(yīng)停止投加化學(xué)試劑，逐步降壓至3bar左右用預(yù)處理好的水沖洗10min，直至濃縮水的TDS與原水的TDS很接近為止。

　　3　消毒和保養(yǎng)不力導(dǎo)致微生物的污染

　　這是復(fù)合聚酰胺膜使用中普遍存在的問(wèn)題，因?yàn)榫埘０纺つ陀嗦刃圆睿谑褂弥袥](méi)有正確投加氯等消毒劑，加上用戶對(duì)微生物的預(yù)防重視不夠，容易導(dǎo)致微生物的污染。許多廠家生產(chǎn)的純水微生物超標(biāo)，就是消毒、保養(yǎng)不力造成的。

　　主要表現(xiàn)為：出廠時(shí)，反滲透設(shè)備沒(méi)有采用消毒液保養(yǎng);設(shè)備安裝好后沒(méi)有對(duì)整個(gè)管路和預(yù)處理設(shè)備消毒;間斷運(yùn)行不采取消毒和保養(yǎng)措施;沒(méi)有定期對(duì)預(yù)處理設(shè)備和反滲透設(shè)備消毒;保養(yǎng)液失效或濃度不夠。

　　反滲透膜壽命

　　設(shè)備在使用過(guò)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(yán)重。通常的污染主要有化學(xué)垢，有機(jī)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是有一定的差異。

　　在工程中我們發(fā)現(xiàn)，污染時(shí)間的長(zhǎng)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(shí)間為一個(gè)星期時(shí)，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(fù)性能。污染時(shí)間為一年(某純水機(jī))，鹽通量由最初的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)的癥狀也有一定的差別，使得污染的鑒別更困難。

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

　　(1)膠體污染：發(fā)生膠體污染時(shí)，通常伴隨著以下兩個(gè)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(shí)，RO設(shè)備的透過(guò)水和濃縮水中的細(xì)菌總數(shù)都比較高，平時(shí)一定沒(méi)有按要求進(jìn)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(rùn)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(huì)影響其壽命和性能。當(dāng)塑料袋開(kāi)口后，應(yīng)盡快使用，以免因NaHSO3在空氣中氧化，對(duì)元件產(chǎn)生不良影響。因此膜應(yīng)盡量在使用前開(kāi)封。

　　設(shè)備試機(jī)完后，我們采用過(guò)兩種方法保護(hù)膜。設(shè)備試機(jī)運(yùn)行兩天(15～24h)，然后采用2%的甲醛溶液保養(yǎng);或運(yùn)行2～6h后，用1%的NaHSO3的水溶液進(jìn)行保養(yǎng)(應(yīng)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(jìn)出口閥)。兩種方法均可得到滿意的效果。第一種方法成本高些，在閑置時(shí)間長(zhǎng)時(shí)使用，第二種方法在閑置時(shí)間較短時(shí)使用。

　　(3)鈣垢：可依據(jù)原水水質(zhì)及設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行判斷。對(duì)碳酸鹽型水而言，如果回收率為75%時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)投加了阻垢劑，濃縮液的LSI應(yīng)小于1;不投加阻垢劑時(shí)濃縮液的LSI應(yīng)小于零，一般不會(huì)產(chǎn)生鈣垢。

　　(4)可用1/4英寸的PVC塑料管插入組件中測(cè)試組件不同部位的性能變化進(jìn)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(guò)清洗液成分分析進(jìn)一步證實(shí)。

　　(7)對(duì)清洗液進(jìn)行化學(xué)分析：取原水、清洗原液、清洗液，三個(gè)樣分析。

　　在確定了污染的類型后，可按表1中的方法清洗，然后消毒使用。在不能確定污染的類型時(shí)，通常采用清洗(3)+消毒+0.1%HCl(pH為3)的步驟清洗。

　　應(yīng)用范圍

　　反滲透膜廣泛用于電力、石油化工、鋼鐵、電子、醫(yī)藥、食品飲料、市政及環(huán)保等領(lǐng)域，在海水及苦咸水淡化，鍋爐給水、工業(yè)純水及電子級(jí)超純水制備，飲用純凈水生產(chǎn)，廢水處理及特種分離過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。

　　脫鹽率

　　了解反滲透膜元件的標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率、反滲透膜實(shí)際脫鹽率與反滲透系統(tǒng)脫鹽率之間的關(guān)系后，在設(shè)計(jì)反滲透裝置，給用戶提供系統(tǒng)性能擔(dān)保、驗(yàn)收反滲透裝置或者評(píng)定膜元件性能時(shí)，一定要根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際脫鹽率來(lái)進(jìn)行，而不能以膜元件標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率來(lái)進(jìn)行。

　　反滲透系統(tǒng)脫鹽率為整套反滲透裝置所表現(xiàn)出來(lái)的脫鹽率，同樣由于使用條件與標(biāo)準(zhǔn)條件不同，系統(tǒng)脫鹽率有別于標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率，同時(shí)由于反滲透裝置一般均串聯(lián)多根膜元件，而裝置中每根膜元件的實(shí)際使用條件均不同，故系統(tǒng)脫鹽率也有別于膜元件實(shí)際脫鹽率，對(duì)于只有1支膜元件的裝置，系統(tǒng)脫鹽率才等于膜元件實(shí)際脫鹽率。

　　國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

　　《反滲透膜測(cè)試方法》(GB/T 32373-2015)《Test methods for reverse osmosis membranes》于2016年6月1日實(shí)施。[1]

　　《海水淡化反滲透膜裝置測(cè)試評(píng)價(jià)方法》(GB/T 32359-2015)《Test and evaluation methods of reverse osmosis equipment for seawater desalination》于2016年5月1日實(shí)施。 [1]