反渗透膜的污染机理及危害

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第10卷第4期膜科学与技术V01．10N0．41990年12月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYDec．I990反渗透膜的污染机理及危害郑鸿叶永安郑鸾I]肃省膜科学装术研究所)(兰州助弃I厂)摘要在反渗透分离过程中，膜的污染是一个十分辣手的问题，它的出现连成了反渗透装置去徐率和产水量的大幅度下降，严重影响着膜的使用寿命。为了防止污垢对腱性能的危害，使其保持稳定的淡亿能力，本文从膜污染产生的原因八手，通过几种不同状况下污柒形成的机

2、理进行分析，提出了减轻污染的可行方法，同时也针对不同污垢提出了清洗配方。反渗透技术已在逐渐被人们认识，在许多领域中日益广泛地得到应用。在应用过程中膜的污染是一个必然出现的问题。对待“污染”采用正确的方法解决，将会大夫延长装置的使用寿命，使反渗遥挂术太大发挥其效力。反之，则会使装置出现故障，造成不应有的损失。根据反渗透的基本原理：“扎先吸附——毛细孔流动”的理论，膜的性能会固溶质的化学性质(或溶荆的化学性质)和膜表面材料化学性的改变而改变(1]，因而腱的污染是一种正常现象。只要很好地了解了污染机理，

3、就能减轻这种污染。噗一、膜污染机理膜的污染与溶液和膜的相互作用有很大(水)关系，可归纳为以下几种：●1．浓差极化引起的“衰降”：在反渗透分离时，承携带的溶质是朝向C————『膜的，由于膜的作用溶剂透过了膜，因而膜Ch表面与主体溶液之间形成浓度梯度，如图1。C，一膜表面的盐浓度：盐jC一料液主体流盐浓度C。一透过液的浓度图l膜面状况J一水通量Jz一盐通量当这种现象出现后会引起怎样的后果此时C>C，这就是浓差极化现象，呢?首先影响膜的水通量J，，其次影响膜曲它可用极化度表示，极化度可由下式计算出：脱盐

4、率R；。M=C／cb>1(1)(1)对水通■的影晌维普资讯http://www.cqvip.com郑鸿等：反渗透膜的污染机理致危害第4期根据反渗透基本方程[2)，J：B．[△P一](2)R=1一T两j一水通量，B一膜常数，(8)△P一有效踏膜压差，由(8)可看出：在极化存在的情况下一有效渗透压差。观测到的脱盐率，是随着极化度的增加而降当c>)C。时，方程可变为：底的。J，=B，(△P—M×△)(3)小结：由以上计算证明，发生浓差极化B一纯水渗透系数，n一渗透压，时，膜的水通量减小，盐的透过量增加而

5、使-、P一外施压力膜的脱盐率大大下降。由方程(3)可看出：水通量J是随2．膜表面的电性厦吸附引起的污染着极化度的增大而减小的。换句话，也可以固体表面可以对气体和液体进行吸附，说是因为膜面的孰渗透压变大，故而水通景这是常见的自然现象。吸附作用可分为两种々减小。类型，一种为物理吸附，即固液之间的色散(2)对盐透过量和去除率的孵晌：力和静电作用力所组成的范德华(varider由反渗基本方程(2)，盐通量可表示Waals)力。另一种为化学吸附，即固为：液之间形成表面化学键[。用反渗透膜处j=B!(C一C)

6、：B(M×C一C)理溶液时，膜在溶液中也会发生吸附，(两(4)种吸附作用都有)当溶液中的溶质分子碰撞B一盐透过系数到膜表面，膜与溶质之间或产生范蓥华力由方程(4)可以看出；盐的透过率随或形成表面化学键，使膜吸附了溶质，造成极化度的增加而增加。膜表面上溶液浓度高于主体溶液的浓度，这那么在发生浓差极化时去除率将会受到就是吸附现象引起的又一种污染，属“不町怎样的影响呢?下面让我们通过计算来揭示逆污染”。这种污染使膜的纯水渗透性不这一影响：逆地下降，因此必须引起足够的重视。R。=1一C／Cb(5)吸附量的

7、大小(或污染的程度)可通过溶质的通量；透过渡浓度×溶剂流量，弗仑德利希吸附等温式来表示；以数学式表示：一公式：÷=K·C文献[t(9)j=C。xjI(6)C。一透过液浓度J一溶剂通量式中，—一单位重量膜对溶质的吸附量，同时，根据膜两端的浓度差，溶质的通量叉应为：毫克／毫克J．：B2(M×Cb—C，)(7)K一下限吸附量，即吸附等温线B一盐透过系数、的截距，mg／mg。由(6)和(7)：÷1一吸附容量指数，即吸附等温C×Bl(△P—M△)=B2(MCb—Cp)整理：M×Cb／C一i=Bl／B。(△P

8、—M△)线的斜率。．，、，一—±旦垒=垒)C一水溶液中溶质吸附平衡浓度，mg／I．代入(5)那点用试验可得到的数据，可分别绘制出各维普资讯http://www.cqvip.com199o年膜科学与技术种吸附的吸附等温线。等温线受K和I／n的控制。K值与膜结构(即膜的吸附特性)有二、减轻膜污染的方法关，K值越大，吸附容量越大。1／n与溶液的性质有关，它表示膜的吸附容量随吸附质了解各种污染发生的机理，是为了更好残余浓度变化的程度。的防止它或减轻它。不同的污染解决的方法当反渗透膜表面带有