實驗室純水機(jī)反滲透膜的水通量和脫鹽率是反滲透過程中關(guān)鍵的運行參數(shù),這兩個參數(shù)將受到壓力、溫度、回收率、給水含鹽量、給水PH值因素的影響。
1、脫鹽率和透鹽率的計算和區(qū)別:
脫鹽率――通過反滲透膜從系統(tǒng)進(jìn)水中去除可溶性雜質(zhì)濃度的百分比。
透鹽率――進(jìn)水中可溶性雜質(zhì)透過膜的百分比。
脫鹽率=(1-產(chǎn)水含鹽量/進(jìn)水含鹽量)×100%
透鹽率=100%-脫鹽率
反滲透 膜元件的脫鹽率在其制造成形時就已確定,脫鹽率的高低取決于 反滲透 膜元件表面超薄脫鹽層的致密度,脫鹽層越致密脫鹽率越高,同時產(chǎn)水量越低。反滲透對不同物質(zhì)的脫除率主要由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和分子量決定,海德能反滲透膜元件對高價離子及復(fù)雜單價離子的脫除率可以超過99%,對單價離子如:鈉離子、鉀離子、氯離子的脫除率稍低,但也超過了98%;對分子量大于100的有機(jī)物脫除率也可達(dá)到98%。
2、 產(chǎn)水量(水通量):
產(chǎn)水量(水通量)――指反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)能,即單位時間內(nèi)透過膜水量,通常用噸/小時或加侖/天來表示。
滲透流率――滲透流率也是表示反滲透膜元件產(chǎn)水量的重要指標(biāo)。指單位膜面積上透過液的流率,通常用加侖每平方英尺每天(GFD)表示。過高的滲透流率將導(dǎo)致垂直于膜表面的水流速加快,加劇膜污染。
3、 回收率:
回收率--指膜系統(tǒng)中給水轉(zhuǎn)化成為產(chǎn)水或透過液的百分比。膜系統(tǒng)的回收率在設(shè)計時就已經(jīng)確定,是基于預(yù)設(shè)的進(jìn)水水質(zhì)而定的?;厥章释ǔOM鹺大化以便提高經(jīng)濟(jì)效益,但是應(yīng)該以膜系統(tǒng)內(nèi)不會因鹽類等雜質(zhì)的過飽和發(fā)生沉淀為它的極限值。
回收率=(產(chǎn)水流量/進(jìn)水流量)×100%
4、進(jìn)水壓力:
進(jìn)水壓力本身并不會影響鹽透過量,但是進(jìn)水壓力升高使得驅(qū)動反滲透的凈壓力升高,使得產(chǎn)水量加大,同時鹽透過量幾乎不變,增加的產(chǎn)水量稀釋了透過膜的鹽分,降低了透鹽率,提高脫鹽率。當(dāng)進(jìn)水壓力超過一定值時,由于過高的回收率,加大了濃差極化,又會導(dǎo)致鹽透過量增加,抵消了增加的產(chǎn)水量,使得脫鹽率不再增加。
5、進(jìn)水溫度:
溫度對反滲透的運行壓力、脫鹽率、壓降影響z為明顯。溫度上升,滲透性能增加,在一定水通量下要求的凈推動力減少,因此實際運行壓力降低。同時溶質(zhì)透過速率也隨溫度的升高而增加,鹽透過量增加,直接表現(xiàn)為產(chǎn)品水電導(dǎo)率升高。
溫度對反滲透各段的壓降也有一定的影響,溫度升高,水的粘度降低,壓降減少,對于 反滲透 膜的通道由于污堵而使湍流程度增強(qiáng)的裝置,粘度對壓降的影響更為明顯。
反滲透膜產(chǎn)水電導(dǎo)對進(jìn)水水溫的變化十分敏感,隨著水溫的增加,水通量也線性的增加,進(jìn)水水溫每升高1℃,產(chǎn)水通量就增加2.5%~3.0%;其原因在于透過膜的水分子粘度下降、擴(kuò)散性能增強(qiáng)。進(jìn)水水溫的升高同樣會導(dǎo)致透鹽率的增加和脫鹽率的下降,這主要是因為鹽分透過膜的擴(kuò)散速度會因溫度的提高而加快。
6、 進(jìn)水pH值:
各種膜組件都有一個允許的pH值范圍,進(jìn)水pH值對產(chǎn)水量幾乎沒有影響;但是即使在允許范圍內(nèi),PH值 對脫鹽率 也 有較大影響,一方面pH值對產(chǎn)品水的電導(dǎo)率也有一定的影響,這是因為反滲透膜本身大都帶有一些活性基團(tuán),pH值可以影響膜表面的電場進(jìn)而影響到離子的遷移,pH值對進(jìn)水中雜質(zhì)的形態(tài)有直接影響,如對可離解的有機(jī)物,其截留率隨pH值的降低而下降;另一方面由于水中溶解的CO2受pH值影響較大,pH值低時以氣態(tài)CO 2形式存在,容易透過反滲透膜,所以pH低時脫鹽率也較低,隨pH升高,氣態(tài)CO 2轉(zhuǎn)化為HCO 3- 和CO 3 2- 離子,脫鹽率也逐漸上升,pH在7.5~8.5之 間 時 ,脫鹽率達(dá)到z高。
7、 進(jìn)水鹽濃度:
滲透壓是水中所含鹽分或有機(jī)物濃度的函數(shù),含鹽量越高滲透壓也增加,進(jìn)水壓力不變的情況下,凈壓力將減小,產(chǎn)水量降低。透鹽率正比于反滲透膜正反兩側(cè)鹽濃度差,進(jìn)水含鹽量越高,濃度差也越大,透鹽率上升,從而導(dǎo)致脫鹽率下降。對同一系統(tǒng)來說,給水含鹽量不同,其運行壓力和產(chǎn)品水電導(dǎo)率也有差別,給水含鹽量每增加l00ppm,進(jìn)水壓力需 增加 約0 .007MPa,同時由于濃度的增加,產(chǎn)品水電導(dǎo)率也相應(yīng)的增加。
8、 懸浮物:
水中的懸浮物就是指在水濾過的同時,在過濾材料表面殘留下的物質(zhì),以粒子成分為主體。懸浮物含量高會導(dǎo)致反滲透和納濾系統(tǒng)很快發(fā)生嚴(yán)重堵塞,影響系統(tǒng)的產(chǎn)水量和產(chǎn)水水質(zhì)。
9、回收率:
回收率對各段壓降有很大的影響,在進(jìn)水總流量保持一定的條件下,回收率增加,由于流經(jīng)反滲透高壓側(cè)的濃水流量減少,總壓降降低,回收率減少,總壓降增大,實際運行表明,回收率即使變化很小,如1%,也會使總壓差產(chǎn)生0.02MPa左右的變化?;厥章蕦Ξa(chǎn)品水電導(dǎo)率的影響取決于鹽透過量和產(chǎn)品水量,一般說來,系統(tǒng)回收率增大,會增加濃水中的含鹽量,并相應(yīng)增加產(chǎn)品水的電導(dǎo)率。