溫度降低時反滲透膜的運行與維護天津眾邁環(huán)保廠家介紹

反滲透膜原理

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為溫度。 反滲透通常使用非對稱膜和復合膜。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(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。

反滲透系統(tǒng)制取純水有個特點：反滲透膜的實際產(chǎn)水量受溫度的影響變化較大。大多數(shù)實驗室超純水機或反滲透純水設備產(chǎn)水量是按反滲透膜在25℃進水溫度下的標準產(chǎn)水量來標注的。溫度變低，水的粘度增加，水的擴散性減弱，產(chǎn)水量也隨著溫度下降而降低。

在同一壓力下，溫度下降一攝氏度，產(chǎn)水量可減小3~4％。

一、低溫條件下反滲透膜元件的保存方法

為了防止在存儲期間膜表面生物的生長和在后續(xù)操作中性能的降低，膜元件必須被保存在特制的溶液中。

1、新膜元件

（1） 膜元件通水后必須一直保持在濕潤狀態(tài)。即使是在為了確認同一包裝的數(shù)量而需暫時打開時，也必須是在不損壞塑料袋的狀態(tài)下進行，此狀態(tài)應保存到使用時為止；

（2）膜元件較好保存在5~10℃的低溫下。在溫度超過10℃的環(huán)境中保存時要選擇通風良好的場所，并且避免陽光直射，保存溫度不要超過35℃；

（3） 膜元件如果發(fā)生凍結(jié)就會發(fā)生物理破損，所以要采取保溫措施，不要使之凍結(jié)；

（4）堆放膜元件時，包裝箱不要超過5層，并要確保紙箱保持干燥。

2、使用過的膜元件

（1）膜元件必須一直保持在陰暗的場所，保存溫度不要超過35℃，并且要避免陽光直射；

（2） 溫度在0℃以下時會有凍結(jié)的風險，所以要采取防凍結(jié)措施；

（3） 為了防止膜元件在短期儲藏、運輸以及系統(tǒng)待機時微生物的滋長，需要用純水或反滲透產(chǎn)水配制濃度500~1,000ppm、pH3~6的亞硫酸氫鈉（食品級）保護液浸泡元件。

（4） 將膜元件放在保存溶液中浸泡大約1小時后，將膜元件從溶液中取出，并包裝在氧隔離袋中，將袋子密封并貼上標簽，標明包裝日期；

（5） 需要保存的膜元件進行重新包裝之后，保存條件與新的膜元件的一致；

（6） 保存液的濃度及pH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，要再次調(diào)制保存液；

（7） 無論在何種情況下進行保存時，都不能使膜處于干燥狀態(tài)。

（8） 另外也可以采用濃度（質(zhì)量百分比濃度）為0.2~0.3%作為保存溶液。甲醛是比亞硫酸氫鈉更強的微生物殺傷劑，并且成分中不含有氧。

二、反滲透系統(tǒng)停機維護

1、保存時需要考慮的事項

（1） 關(guān)機之后，使用處理過的反滲透供給水、軟化水或者產(chǎn)品水沖洗系統(tǒng)；

（2） 為了維持系統(tǒng)的性能，膜元件必須一直保持濕潤狀態(tài)；

（3） 為了防止細菌在壓力容器中的滋生，要進行消毒處理；

（4） 如果膜元件被污染，就可能出現(xiàn)系統(tǒng)故障，所以在保存之前要行化學清洗，這樣可以從膜元件上去除污垢，將細菌的生長限制在較小的可能性；

（5） 在壓力容器中保存時允許的溫度和pH值范圍如下：溫度范圍：0~35℃，pH值范圍：3-7。

（6）保存液采用酸性的亞硫酸氫鈉（SBS）溶液。配制保存液的水中必須保證不能含有殘留的游離氯或者其它氧化劑。

2、短期保存（小于48小時）

如果反滲透系統(tǒng)停機時間長于一天但短于兩天時，采取以下措施對系統(tǒng)進行保存：

（1） 以RO進水沖洗系統(tǒng)，同時排去系統(tǒng)內(nèi)的空氣；

（2） 當壓力容器內(nèi)灌滿水時，關(guān)閉進水和濃水閥門。

每十二小時重復上述步驟。

3、保存（大于48小時）

反滲透設備停機時間若大于48小時，可以采取以下程序進行系統(tǒng)的保存：

（1） 在所有的保存之前，系統(tǒng)需要清洗，清除所有沉積在膜表面的污染物和污垢在系統(tǒng)停機之前，使用建議的標準清洗程序。在成功完成清洗和消毒之后，要盡可能快的進行保存，距離較近一次的清洗/消毒時間間隔較大為12小時。

（2） 保存通過使用清洗系統(tǒng)的500-1,000ppm亞硫酸氫鈉溶液的循環(huán)來完成。通過這種方式，膜元件將在保存溶液中濕潤。采用這種方式在整個系統(tǒng)中循環(huán)溶液，在二次循環(huán)完成以后（大約1個小時）就可以使剩余空氣量降低到較小。確保在保存期間系統(tǒng)中不含有空氣進行密封，并且氣密性好。

（3）關(guān)閉供給端和鹽水端所有的閥。亞硫酸氫鈉溶液與外界空氣（氧氣）的任何接觸都將導致亞硫酸氫鈉被氧化成硫酸鹽，而且pH值會持續(xù)下降。在所有的亞硫酸氫鹽被消耗掉以后，剩余的氧氣將不會被吸收，那么生物的狀態(tài)就會變得不穩(wěn)定。

（4）被保存的反滲透系統(tǒng)的pH值需要定期調(diào)節(jié)（至少一個月一次）以保證溶液的pH值不會低于3。如果發(fā)現(xiàn)保存溶液的pH值低于3，那么必須更換保存溶液。保存溶液必須每個月更換一次。

（5）在停機期間，存儲溫度不要超過35℃，但不要低于0℃，以防結(jié)凍。

（6）也可采用質(zhì)量百分比濃度為0.2-0.3%的代替亞硫酸氫鈉作為保存溶液。甲醛是比亞硫酸氫鈉更強的微生物殺傷劑，并且組成中不含有氧。

注意：由于甲醛具有毒性，所以使用甲醛時，要注意甲醛使用的安全規(guī)定；膜元件在用進行保存以前，必須在正常條件使用至少24小時，否則可能會導致產(chǎn)水流量大大降低。