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影响反渗透膜性能的因素

发布日期:2020-10-21

水通量和脱盐率是描述反渗透膜性能的主要参数,这两个参数受多种因素的影响,如:进水压力、温度、给水含盐量、pH、流量、回收率等。

 (1)  操作压力 

     进水压力本身并不会影响盐透过量,但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高,使得产水量加大,同时盐透过量几乎不变,增加的产水量稀释了透过膜的盐分,降低了脱盐率,提高脱盐率。当进水压力超过一定值时,由于过高的回收率,加大了浓差极化,又会导致透过量增加,抵消了增加的产水量,使得脱盐率不再增加。水通量的增加与压力成正比,在不增加膜面积的情况下,只需增加进水压力就能获得较大的水通量,但这样会造成能量的大量消耗和对膜元件的破坏,脱盐率与压力一般也成正比,但随着膜元件类型的不同,变化趋势有所差异。

(2)  温度 

  温度对脱盐率和产水量的影响非常大,当温度升高时,由于水粘度的降低,产水量会随之增加,进水温每升高 1℃,产水通量就增加 2.5%~3.0%;其原因在于透过膜的水分子粘度下降、扩散性能增强。进水温的升高同样会导致脱盐率的增加和脱盐率的下降,这主要是因为盐分子透过膜的扩散速度会因温度的提高而加快。温度对脱盐率的影响与膜材质有关,一般来讲温度升高脱盐率降低。针对温度对膜性能的影响,膜生产商都给出相应的温度校正系数,用于将系统运行参数标准化。

(3)  给水含盐量 

     在一定的压力下,当给水中含盐量增高时,由于给水渗透压变高,有效压力随之降低,产水量会减少。渗透压是水中所含盐粉或有机物浓度的函数,含盐量越高渗透压也增加,进水压力不变的情况下,净压力将减小,产水量降低。脱盐率正比于膜正反两侧盐浓度差,进水含盐量越高,浓度差也越大,透盐率上升,从而导致脱盐率下降。给水含盐量对脱盐率的影响随膜类型的不同呈现不同的变化规律。

 (4)  进水 pH 值对反渗透膜的影响 

进水 pH 值对产水几乎没有影响;而对脱盐率有较大影响。由于水中溶解的 CO2在低 pH 值时以气态 CO2形式存在,容易透过返反渗透膜,所以 pH 低时脱盐率也较低,随 pH 升高,气态 CO2转化为 HCO3– 和 CO32- 离子,脱盐率也逐渐上升,在 pH7.5~8.5间,脱盐率达到最高。

(5)  回收率 

在压力一定的情况下,回收率提高,浓水产量减少,浓差极化加重,渗透压升高,有效压力降低,最终导致产水量的下降和脱盐率的降低。如果回收率增加(进水压力恒定),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,这将抵消进水压力的推动作用,减慢或停止反渗透过程,是渗透通量降低或甚至停止。正是因为反渗透膜的运行受多种条件因素的影响,探讨最佳的运行条件对于反渗透膜元件的正常使用有非常重要的作用,而在实际工程中应结合现场情况,调试各个参数,以保证膜长期的使用寿命。通过对进水施加压力当浓溶液和稀溶液间的自然渗透流动方向被逆转时,实现反渗透过程。

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