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影响反渗透膜性能的主要因素有哪些

来源:/作者:admin/时间:2018-01-31
摘要:在实际使用过程中,反渗透膜元件的性能受诸多外界因素影响,主要有进水温度、压力、PH值等。因此在反渗透系统的设计和运行维护中,合理的利用这些环境因素,能使反渗透系统的运行处于..

在实际使用过程中,反渗透膜元件的性能受诸多外界因素影响,主要有进水温度、压力、PH值等。因此在反渗透系统的设计和运行维护中,合理的利用这些环境因素,能使反渗透系统的运行处于相对稳定,防止性能波动对后续工艺的影响。

影响反渗透膜性能的主要因素

进水温度

随进水温度的升高,水分子的粘度减小,而运动速度增加,反渗透膜的产水量会增大,同时脱盐率会略有下降。通常情况下,反渗透膜的进水温度范围是5~ 45C,过低的温度会使系统结冰冻结的风险增加,而且产水量过低,经济性能比较差,因此不建议在水温低于5C 情况时启动反渗透系统; 而高于459C 时。反渗透膜的产水量过大,而且有污染的风险。

脱盐率受温度影响变化,由于温度上升,分子运动速度增加,会有更多的可溶盐离子渗透到纯水中,造成脱盐率下降。一般情况下,脱盐率的变化-般不会超过2%。

反渗透膜的流量受进水温度影响很大,根据行业惯例,膜元件的流量是按照进水温度25"C时测试得出,而温度每下降IC,膜元件的产水量将下降3~ 3.5%。原因是由于温度升高,水分子的粘度减小而运动速度增加,使得水分子更容易透过反渗透膜。

反渗透系统的进水压力是影响其性能最主要的参数,反渗透膜的产水量和脱盐率均会随压力的升高而升高,尤其是产水量的上升尤其明显。

产水量=有效膜面积×温度校正系数A×净压力×膜片水渗透系数

净压力=泵压-渗透压-跨膜压力损失

通常情况下,反渗透膜生产完成后,有效脱面积和膜片渗透系数就已经确定,因此,在其它进水条件不变的情况下,膜元件的产水量只受净压力的影响,净压力又与泵压有关,因此膜元件产水量与进水压力星线性上升关系。超过一定的压力值,脱盐率不再增加,某些盐分还会与水分子耦合一同透过膜。

脱盐率也受进水压力的影响,一方面是反渗透膜的透盐率是恒定的,其公式如下:

透盐量=膜两侧盐浓度差×温度校正系数B×膜片盐渗透系数×有效膜面积

另一方面,压力的上升造成产水量增大,从而稀释了透过的盐份。使产水含盐量降低,提高了脱盐率。以LP4040 膜元件为例,下表是不同进水压力下的产水量和脱盐率:

进水TDS

进水含盐量也会影响膜元件的性能。由于进水含盐不同。其渗透压也不同,间接影响了系统的净压力,直接导致产水量下降,但相对于压力对产水量的影响,进水含盐量对产水量的影响较小。除海水淡化膜外,通常情况下进水含盐量每上升200mg L,产水量降1%左右,

进水含盐量上升会使得反渗透两侧的盐浓度差增大,而且会进一步增差极化现象,使得盐透过量上升,脱盐率下降。通常情况下,进水含盐量增加一倍。产水含盐量会增到原先浓度的2.5~3 倍,脱盐率下降约0.2~0.5%。

以NaCl 为例:渗透压(psi)= 浓度(mg/L)×0.01

进水PH 值

1)盐浓度的影响

渗透压是水中所含盐分或有机物浓度和种类的函数,盐浓度增加,渗透压也增加,因此需要逆转自然渗透流动方向的进水驱动压力大小主要取决于进水中的含盐量。如果压力保持恒定,含盐量越高,通量就越低,渗透压的增加抵销了进水推动力,水通量降低,增加了透过膜的盐通量(降低了脱盐率)。

2) 回收率的影响

通过对进水施加压力当依溶液和稀容液间的自然渗透流动方向被逆转时,实现反渗透过程。如果回收率增加(进水日力恒定),残留在原水中的含盐量更高,自然渗透压将不断增加直至与施加的压力相同,这将抵销进水形力的推动作用,减慢或停止反渗透过程。使渗透通量降低或县至停止。RO系统最大可能回收率并不一定取决于渗透长的限制,往往取决于原水中的含盐量和它们在膜面上要发生沉淀的倾向。最常见的微溶盐类是碳酸钙、硫酸钙和硅,应该采用原水化学处理方法阻止盐类因膜的浓缩过程引发的结垢,

3) pH值的影响

各种反渗透和的速膜元件适用的H值范围相差很大。象BW 系例超薄复合反渗透与醫敢纤维素反渗透和纳油收相比,在更宽广的DH 值范围内更稳定,因面,具有更宽的操作范用。

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