溫度降低時(shí)反滲透膜的運(yùn)行與維護(hù)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(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為溫度。 反滲透通常使用非對(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。 反滲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。現(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。

反滲透系統(tǒng)制取純水有個(gè)特點(diǎn)：反滲透膜的實(shí)際產(chǎn)水量受溫度的影響變化較大。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)或反滲透純水設(shè)備產(chǎn)水量是按反滲透膜在25℃進(jìn)水溫度下的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)水量來(lái)標(biāo)注的。溫度變低，水的粘度增加，水的擴(kuò)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(chǔ)期間膜表面生物的生長(zhǎng)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(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)，也必須是在不損壞塑料袋的狀態(tài)下進(jìn)行，此狀態(tài)應(yīng)保存到使用時(shí)為止；

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

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

（4）堆放膜元件時(shí)，包裝箱不要超過(guò)5層，并要確保紙箱保持干燥。

2、使用過(guò)的膜元件

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

（2） 溫度在0℃以下時(shí)會(huì)有凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，所以要采取防凍結(jié)措施；

（3） 為了防止膜元件在短期儲(chǔ)藏、運(yùn)輸以及系統(tǒng)待機(jī)時(shí)微生物的滋長(zhǎng)，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(jí)）保護(hù)液浸泡元件。

（4） 將膜元件放在保存溶液中浸泡大約1小時(shí)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(biāo)簽，標(biāo)明包裝日期；

（5） 需要保存的膜元件進(jìn)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(shí)，要再次調(diào)制保存液；

（7） 無(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)。

（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(qiáng)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(jī)維護(hù)

1、保存時(shí)需要考慮的事項(xiàng)

（1） 關(guān)機(jī)之后，使用處理過(guò)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(rùn)狀態(tài)；

（3） 為了防止細(xì)菌在壓力容器中的滋生，要進(jìn)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(xué)清洗，這樣可以從膜元件上去除污垢，將細(xì)菌的生長(zhǎng)限制在較小的可能性；

（5） 在壓力容器中保存時(shí)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(shí)）

如果反滲透系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)于一天但短于兩天時(shí)，采取以下措施對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行保存：

（1） 以RO進(jìn)水沖洗系統(tǒng)，同時(shí)排去系統(tǒng)內(nèi)的空氣；

（2） 當(dāng)壓力容器內(nèi)灌滿水時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水和濃水閥門(mén)。

每十二小時(shí)重復(fù)上述步驟。

3、保存（大于48小時(shí)）

反滲透設(shè)備停機(jī)時(shí)間若大于48小時(shí)，可以采取以下程序進(jìn)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(jī)之前，使用建議的標(biāo)準(zhǔn)清洗程序。在成功完成清洗和消毒之后，要盡可能快的進(jìn)行保存，距離較近一次的清洗/消毒時(shí)間間隔較大為12小時(shí)。

（2） 保存通過(guò)使用清洗系統(tǒng)的500-1,000ppm亞硫酸氫鈉溶液的循環(huán)來(lái)完成。通過(guò)這種方式，膜元件將在保存溶液中濕潤(rùn)。采用這種方式在整個(gè)系統(tǒng)中循環(huán)溶液，在二次循環(huán)完成以后（大約1個(gè)小時(shí)）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(jìn)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(dǎo)致亞硫酸氫鈉被氧化成硫酸鹽，而且pH值會(huì)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(huì)被吸收，那么生物的狀態(tài)就會(huì)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(gè)月一次）以保證溶液的pH值不會(huì)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(gè)月更換一次。

（5）在停機(jī)期間，存儲(chǔ)溫度不要超過(guò)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(qiáng)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(shí)，要注意甲醛使用的安全規(guī)定；膜元件在用進(jìn)行保存以前，必須在正常條件使用至少24小時(shí)，否則可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)水流量大大降低。