水处理过滤膜反渗透膜元件脱盐率规范

水处理过滤膜反渗透膜元件脱盐率规范
水处理过滤膜反渗透膜元件脱盐率规范

水处理过滤膜反渗透膜元件脱盐率规范

　　最近针对苦咸水反渗透膜元件脱盐率指标,出现了大量的讨论.某些膜元件供应商根据标准测试条件下单元件的性能规
范,证明他们的产品有更高的脱盐率,这些膜元件供应商仅凭其初始单元件脱盐率指标,与包括陶氏 FILMTEC™元件在内的
竞争品牌作比较,表明其最主要的产品性能区别.

　　这些膜元件制造商仅仅让人们关注产品样本上脱盐率性能参数却忽略了影响反渗透元件性能的其它重要因素.更有甚
者,他们未考虑更为重要的事实：在用户系统条件下反渗透元件实际长期脱盐率要比膜元件制造商出厂试验时的单支元件的性能重要得多,因为膜元件的长期稳定性是影响膜系统运行成本、运行管理和维护保养最为重要的因素.

　　现在,你可能感到困惑,难道膜元件制造商公布的脱盐率指标不能成为实际系统中的性能预期值吗?这取决于出厂检验的标准条件与用户系统实际条件的接近程度如何.假定实际系统条件中反渗透系统进水组成出现巨大的变化,包括温度、压力和 pH
值在内的其它系统条件与出厂测试条件出现明显差异,膜元件出厂时获得的测试结果就根本无法与用户实际系统的结果较好的吻合.

　　此外,膜元件供应商制造膜元件的方法、测试的准备条件和采用的测试条件均对测试结果有很大的影响,仅根据产品样
本上的脱盐率,进行有意义和完全对等的比较是很困难的.

　　当选择膜元件时,是否意味着应该忽略脱盐率指标呢?完全不是这个意思.我们强调的是在考虑脱盐率指标时应该综合
考虑表征系统性能的其它重要指标,就是说用户应该理解各个膜元件制造商是怎样建立它们的产品性能规范的,以及他们提供的产品性能参数与已有用户实际系统所表现的实际性能将会有多少差异.让我们从论述脱盐率定义和如何测量
RO 元件性 能入手进行讨论.

　　脱盐率的定义

　　反渗透膜用于从水中脱除可溶性的盐份,当水分子快速透过反渗透膜时,溶解性的盐份透过膜的速度十分缓慢.在自然
渗透条件下,水分子经扩散透过半透性膜进入高浓度含盐量侧,以便膜两侧溶质强度达到平衡.为了克服或逆转这一自然渗透的趋势,对高浓度进水施加压力,就会产生纯净的透过液.

　　脱盐率是膜元件排斥可溶解性离子程度的一种量度,反渗透元件能够脱除许多种不同的离子,除了个别特殊情况外,反

　　渗透对二价离子比一价离子的脱除率要高,因此,如果膜对 NaCl 表出现优异的脱除率的话,可以预见,膜将会对二价离子

　　如铁、钙、镁和硫酸根有更好的脱除率.因此,NaCl 被广泛地用于作为评价反渗透膜元件离子脱除率性能的标准物质.

　　在此,我们需要重点记住的是,以上仅说明了膜对离子态杂质的脱除性能,膜也能除去或至少承受进水中其它的杂质,
例如有机物、二氧化碳和气体,当用户评估反渗透元件时,也应该包括其脱除或承受这些非离子类杂质的能力.

　　正确考虑脱盐率

　　记住在评价反渗透长期综合性能时,还应包括除脱盐率之外的其它重要性能指标这一点很关键.在选择反渗透元件时,

　　膜的通量值、膜元件的流量、系统所需压力、膜污染的速率、膜的可清洗性和对化学清洗过程的耐受能力以及膜元件的长期

　　坚固性等等都应是重要的考虑因素.上述每一个影响因素都将影响用户水处理系统的故障率、总产水量以及与其相关的投资

　　及运行费用.

　　仔细分析膜元件制造商所采取的测试条件表明,测试结果就会不一样,使其无法用样本上的脱盐率进行直接比较,并因此对结果产生了误导.表 1
说明了这一点,这是目前三家主要膜元件供应商所采用的评价条件的比较.

　　显然这里没有统一规定的“标准”测试条件,同时,脱盐率(包括产水量)采用含盐份的进水进行测试计算时,它是测
试条件的函数.如果测试采用低浓度的条件(如品牌“Y”)或低回收率(如品牌“X”),获得的数据就无法与更高条件
下的数值进行比较.陶氏水处理事业部执行的测试条件是目前反渗透工业界最严格的.

　　此外,测定脱盐率的时间长短对数据结果有十分明显的影响,这是因为反渗透膜元件的性能仅当达到稳定操作条件时,才能达到最高脱盐率.测定时间越长,膜元件就越接近这种稳定化的结果与状态.

　　正因为制造商测定条件不同,按照一一对应单独比较样本中的技术条件,即使不是行不通的话,那也是十分困难的.

　　膜元件制造工艺的不同如何影响脱盐率的测定结果

　　膜元件制造工艺的不同将严重影响膜脱盐率数据,某些反渗透元件制造商采用直接干燥方法制造膜元件,在生产过程
中,未反应的成膜化学品也被干燥了,使得膜元件在投入使用前必须将这些化学品冲洗掉,这种膜元件必须冲洗 24 小时以
上,以除去残留化学品,然后对这些元件进行测定.

　　在陶氏水处理事业部公司的膜元件生产过程中,无需额外的冲洗步骤除去成膜化学品,在膜干燥之前,成膜化学品就通过水浴漂洗干净了,无需 24
小时的冲洗步骤,在测试和装运前,仅需简单的元件冲洗即可.

　　陶氏水处理事业部生产过程与其它制膜厂家的明显不同之处表明,它们需要额外长时间冲洗,因其膜元件在经过长时间的湿润后会表现出更高的脱盐率.某些制造商必须进行
24 小时冲洗,以便溶出残留化学品,预整定他们的元件,以便在出 厂前得到更好的脱盐率数据.

　　膜制造商脱盐率规范真正意味着什么?

　　膜制造商出版的脱盐率是基于元件出厂质保检验所获得的数据,或是某些膜元件制造者用于分类它们所制造的产品时,在生产后期检验所获得的数据.

　　【质量保证检验】在膜元件生产过程,需要质保(QA)检验,特别是在精密制造环境中,以确保元件生产过程中的完 整性,膜制造者所用的 QA
或适应性检验是一种盐水测试,在元件出厂前,在规定的测试条件下,测定元件的脱盐率和产水 量.虽然,这些 QA
测定条件并不能在实际使用时重现,也不能成为现场使用时的性能参数,许多年来,某此膜制造商却一 直引导用户朝测定条件下得到的结果来解释今后的现场数据.

　　【元件制成后进行分类检验】第二种方式是某些膜元件制造商用于元件成品后再进行测定性能,然后根据性能范围的不

　　同来细分他们的产品,当这些制造商的生产过程缺少保证产品高度一致性的精确性生产技术和装备时,就不得不采用这种分

　　类检验,膜制造商必须测定所有元件的脱盐率,并分别重新命名产品或标注出用于销售该类产品时的特殊性能值.

　　陶氏水处理事业部的精密制造工艺过程及设备不再需要这种等到元件制成后再进行分类检验的做法,这是因为在我们先进的生产线上制造出的膜元件,性能非常一致,而且它们的综合性能也是可预测的.事实上,陶氏水处理事业部的生产过程
与技术是如此的精密,进行产品质保检验的脱盐率检验项目也可以一起省略掉,这就是为什么只有我们可以提供无需通水检测的干式膜元件.这样产生了非常明显的优势,由于脱盐率检验不再需要,也不需要对所生产的元件进行湿润.这意味着从
我们工厂装运出来的膜元件可以是干式元件,干式元件的优点十分明显：

　　™ 在装运和贮存时,无需针对微生物滋生进行保护

　　™ 膜元件具有更长的贮存期

　　™ 干式元件易于搬运,特别是寒冷地区

　　™ 由于干元件重量轻,运输成本低

　　™ 在装入系统投运时,费时的冲洗膜元件保护液的步骤不再需要

　　陶氏水处理事业部公司自 1985 年起就开始销售干式膜元件,现在我们提供的干元件范围从家用低压元件到特大型市政 和工业应用系统中的 8
英寸苦咸水膜元件,确保全球供应品质的一致性.

　　系统稳定脱盐率比 QA 检验中的脱盐率更重要

　　正如你所看到的,过份注重膜元件制造时所获得的脱盐率数据是不全面的,这些数据对帮助你估计实际系统的性能也不是十分有用.

　　由于膜元件的制造过程不同,膜元件的脱盐率仅能在经过一个星期左右的“湿态”运行之后进行公正的比较,针对某一
进水水质和系统条件,分析对比膜元件在使用现场所表现的实际性能,就可最好的代表该元件在该现场的脱盐率情况,因为它消除了人工设计的测试条件、预冲洗和其它测试前进行元件处理的所有误导因素.

　　大量的现场测定结果表明时,当元件达到稳定运行条件时,陶氏 FILMTECTM 膜元件的脱盐率性能均超过我们的 QA 数
值,通常情况下,要经过几小时运行之后,事实上,许多操作者发现陶氏 FILMTECTM膜元件在刚投运时就表现出远高于样本
规定的最低脱盐率.这也反映了其它品牌膜元件装运过程中或按装前的贮存与浸泡在保护液中的影响结果.

　　基本的现象是在实际水处理系统中,陶氏 FILMTECTM 元件常常表现出 99.5%以上的稳定脱盐率,当然,正如所有膜元件
一样,系统进水水源情况和操作条件将会是影响某一特定水处理系统的实际脱盐率的决定性因素.

　　难道经过初始几小时的运行后,对所有的膜元件的脱盐均会有所提高吗?未必这样.如果膜元件在制造商那儿进行脱盐率检验前已经过 24
小时的冲洗,它的脱盐率就已经达到高峰值,当在系统实际运行条件下随着时间的增加,若脱盐率有增 加的话,其可能性也是很少的.

　　绝大多数情况是,如果膜元件经过了标准测试条件下,经历非常长测定时间的出厂检验,这类膜元件一旦投入运行,它
们会以出厂时的脱盐率水平作为最高起点,开始下降.相反,对大量反渗透膜元件的使用现场观察表明陶氏 FILMTECTM膜元
件对于大量的水源和极宽的操作条件,显示了非常高的脱盐率稳定性.