反滲透膜壽命與汙染類型鑒別

反滲透膜是實現反滲透的核心元件，是一種模擬生物半透膜製成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料製成。如醋酸纖維素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表麵微孔的直徑一般在0.5～10nm之間，透過性的大小與膜本身的化學結構有關。有的高分子材料對鹽的排斥性好，而水的透過速度並不好。有的高分子材料化學結構具有較多親水基團，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的滲透量或脫鹽率。

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、製膜原料來源容易，加工簡便，成本低廉。

反滲透膜的結構，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。可用於分離、濃縮、純化等化工單元操作，主要用於純水製備和水處理行業中。

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。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側得到淡水，在高壓側得到鹵水。　

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為水力滲透係數，它隨溫度升高稍有增大；Δp為膜兩側的靜壓差；Δπ為膜兩側溶液的滲透壓差。

稀溶液的滲透壓π為：　

π=iCRT　

式中i為溶質分子電離生成的離子數；C為溶質的摩爾濃度；R為摩爾氣體常數；T為絕對溫度。　反滲透通常使用非對稱膜和複合膜。反滲透所用的設備，主要是中空纖維式或卷式的膜分離設備。　

反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質，從而取得淨製的水。也可用於大分子有機物溶液的預濃縮。由於反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發展。現已大規模應用於海水和苦鹹水（見鹵水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，並與離子交換結合製取高純水，其應用範圍正在擴大，已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物製劑的分離和濃縮方麵。

三、反滲透膜的反滲透膜壽命

設備在使用過程中，除了性能的正常衰減外，由於汙染而引起設備性能的衰減更為嚴重。通常的汙染主要有化學垢，有機物及膠體汙染，微生物汙染等。不同的汙染表現出的症狀是不同的。不同的膜公司所提出的膜汙染的症狀也是有一定的差異。在工程中我們發現，汙染時間的長短不一樣，其症狀也不一樣。

如：膜發生碳酸鈣垢汙染，汙染時間為一個星期時，主要表現為脫鹽率的迅速下降，壓差緩慢增大，而產水量變化不明顯，用檸檬酸清洗能完全恢複性能。汙染時間為一年（某純水機），鹽通量由最初的2mg/L上升為37mg/L（原水為140mg/L～160mg/L），產水量由230L/h下降為50L/h，用檸檬酸清洗後，鹽通量降為7mg/L，產水量上升至210L/h。再者汙染往往不是單一的，其表現的症狀也有一定的差別，使得汙染的鑒別更困難。

四、反滲透膜的鑒別汙染類型

鑒別汙染類型要綜合原水水質，設計參數，汙染指數，運行記錄，設備性能變化及微生物指標等加以判斷：

1、膠體汙染

發生膠體汙染時，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、微生物汙染

發生微生物汙染時，RO設備的透過水和濃縮水中的細菌總數都比較高，平時一定沒有按要求進行保養和消毒。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%的甘油水溶液後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。當塑料袋開口後，應盡快使用，以免因NaHSO3在空氣中氧化，對元件產生不良影響。因此膜應盡量在使用前開封。設備試機完後，我們采用過兩種方法保護膜。設備試機運行兩天（15～24h），然後采用2%的甲醛溶液保養;或運行2～6h後，用1%的NaHSO3的水溶液進行保養（應排盡設備管路中的空氣，保證設備不漏，關閉所有的進出口閥）。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

可依據原水水質及設計參數進行判斷。對碳酸鹽型水而言，如果回收率為75%時，設計時投加了阻垢劑，濃縮液的LSI應小於1;不投加阻垢劑時濃縮液的LSI應小於零，一般不會產生鈣垢。

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、根據設備性能的變化判斷汙染的類型。

6、可用酸洗（如檸檬酸、稀HCl），根據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。在確定了汙染的類型後，可按1中的方法清洗，然後消毒使用。在不能確定汙染的類型時，通常采用清洗+消毒+0.1%HCl（pH為3）的步驟清洗。