膜组件

美国陶氏膜 美国海德能膜

英文名称：

reverse osmosis membrane

定义：

反渗透过程所用的半透膜，只能透过水分子而不能透过盐分子。

应用学科：

海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海水资源开发技术（三级学科）

reverse osmosis film 反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。

反渗透膜是实现反渗透的核心元件，是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜。一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5～10nm之间，透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好，而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团，因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。

　　反渗透膜应具有以下特征：(1)在高流速下应具有高效脱盐率；(2)具有较高机械强度和使用寿命；(3)能在较低操作压力下发挥功能；(4)能耐受化学或生化作用的影响；(5)受pH值、温度等因素影响较小；(6)制膜原料来源容易，加工简便，成本低廉。

　　反渗透膜的结构，有非对称膜和均相膜两类。当前使用的膜材料主要为醋酸酸纤维素和芳香聚酰胺类。其组件有中空纤维式、卷式、板框式和管式。可用于分离、浓缩、纯化等化工单元操作，主要用于纯水制备和水处理行业中。

　　原理：反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。反渗透时，溶剂的渗透速率即液流能量N为： N=Kh(Δp－Δπ) 式中Kh为水力渗透系数，它随温度升高稍有增大；Δp为膜两侧的静压差；Δπ为膜两侧溶液的渗透压差。稀溶液的渗透压π为： π=iCRT 式中i为溶质分子电离生成的离子数；C为溶质的摩尔浓度；R为摩尔气体常数；T为****温度。 反渗透通常使用非对称膜和复合膜。反渗透所用的设备，主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。由于反渗透过程简单，能耗低，近20年来得到迅速发展。现已大规模应用于海水和苦咸水（见卤水）淡化、锅炉用水软化和废水处理，并与离子交换结合制取高纯水，目前其应用范围正在扩大，已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。

　　反渗透膜能截留大于0.0001微米的物质，是**精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过。

反渗透膜的保养　　随着净水设备在水处理行业的广泛应用，反渗透膜也渐渐的被人重视。反渗透膜的成本是消费者**关心的问题之一，良好的保养，有助于延长反渗透膜的使用寿命。

　　新的反渗透膜元件通常浸润1%NaHSO3和18%的甘油水溶液后贮存在密封的塑料袋中。在塑料袋不破的情况下，贮存1年左右，也不会影响反渗透膜寿命和性能。当塑料袋开口后，应尽快使用，以免因NaHSO3在空气中氧化,对元件产生不良影响。因此膜应尽量在使用前开封。

　　设备试机完后，我们两种方法保护反渗透膜。设备试机运行两天(15～24h)，然后采用2%的保养；或运行2～6h后,用1%的NaHSO3的水溶液进行保养反渗透膜(应排尽设备管路中的空气，****设备不漏，关闭所有的进出口阀)。两种方法均可得到满意的效果，****种方法成本高些，在闲置时间长时使用，****种保养反渗透膜的方法在闲置时间较短时使用。

　　反渗透系统**终是需要进行清洗的，在你的RO系统表现出污染的倾向、长时间停运之前、或按计划进行常规保养时，建议你清洗RO系统。当出现下列污染特征(标准化后产水量下降10~15%，标准化后产水水质下降10~15%，或者给水与浓水间的压降增加10~15%)时，表明你的RO系统需要清洗了。

　　由于RO系统出现污垢而需要清洗的频率随地点的不同而不同，一般习惯上可接受的清洗频率是3~12个月一次。如果每个月你不得不清洗一次以上，你**应该改善RO的预处理系统，调整RO系统的运行参数，如果每1~3个月需要清洗一次，则需要在提高当前设备的运行水平上做工作，但是否需要改进预处理系统较难判断。

　　在RO设计中通常会忽视使用RO产品水冲洗系统中的污垢，采用该法可减少RO的清洗次数。在设备停运期间用产品水浸泡RO膜组件有助于溶解垢和松散沉积物，因此降低化学清洗频度。

　　污垢地点不同所需要清洗掉的污垢物也不同，但往往存在的污染物不止一种，因此使问题复杂化，常见的污染物种类有：

　　· 碳酸钙垢

　　· 硫酸钙、 、硫酸锶垢

　　· 铁、锰、铝等的金属氧化物

· 二氧化硅

　　· 胶体沉积物(无机或无机/有机混合物)

　　· 自然或合成有机物

　　· 生物质(生物污泥、霉菌或真菌)

　　有许多因素与选择合适的清洗化学药品和正确的清洗方法有关。在你头一次进行清洗时，建议与设备制造商、RO膜组件制造商、RO系统专用药品供应商联系。一旦辨明污染种类后，建议采用一种或多种清洗药品。这些药品可能是常规的，可以从许多供应商那里买到，也可能是专用清洗液，这种专用清洗液可能更贵一些，但是使用时会更简便，并且这些公司还具有提供技术支持优点。还有一些公司可能提供更有价值的服务；他们把从你的系统中取出的膜组件带回进行试验，从而选择正确的清洗药品和方法。

　　通常需按特定的次序使用各种不同的清洗药品进行清洗，以获得****的清洗效果。比如首先使用低pH值的清洗除去水垢一类的物质，然后使用一种高pH值的清洗液除去有机物。但是有时也会首先使用高pH值的清洗液除去油类污垢，然后再使用一种低pH值的清洗液。有一些清洗液中还添加有洗涤剂，这将有助于清除污染严重的生物和有机杂质。其它的清洗添加有象EDTA之类的螯合剂，这些螯合剂有助于清除胶体、有机物、生物杂质和硫酸盐垢。必须记住的是选用不正确的清洗药品或清洗步骤不正确时可能会使污堵更严重。

　　在选择清洗药品和使用复合聚酰胺膜时有一些注意事项：

　　· 遵守制造商建议的药品选择清单、剂量、pH值、温度和接触时间。

　　· 使用侵蚀性**小的药品完成清洗工作。这些做会延长膜的使用寿命。

　　· 在调节pH值时，一定要审慎以延长膜的使用寿命。药品侵蚀性较小的pH值范围是4~10，允许的****pH值范围是2~12。

　　· 酸和碱不要混合。在加入下一种溶液之前，****冲洗系统以排尽上一次的清洗液。

　　· 用高pH值的产水冲洗出洗涤剂。

　　· 确认遵守正确的清洗液处理要求。