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反渗透膜产水量与脱盐率的影响因素

2024-04-23 10:22:21      点击:

纯水设备www.xqccs.com大家对于“压力越高,产水量越大”、“温度每上升1℃,产水量变化3%”耳熟能详,但深究其原因,未必知晓。

压力是影响产水量的直接因素,产水量与膜的工作压力基本成正比,因为压力的增大直接提高了水过膜的直接动力,使得产水量直线上升,这点好理解。但是压力对于脱盐率的影响不一样,随着压力增大脱盐率的变化相对平缓,为什么?这里我们提一个有意思的问题:脱盐率到底为什么会随着压力上升?

有更多的盐被截留了吗?实际上并没有,在一定压力范围内,进水压力基本不影响盐透过量。但压力增大,产水量上升,稀释了反渗透水的含盐量,被动引起脱盐率上升。

但随着压力继续增大,膜两侧的盐浓度差加大,达到一定压力时,透过膜的盐分在浓差极化作用下必然增加,一定程度上抵消了产水量上升带来的稀释作用,产水含盐量不再降低,脱盐率趋于稳定。

什么是浓差极化?

纯水设备反渗透分离过程中,水分子透过后,膜表面的含盐量增大,从而形成高浓度的浓水层,此层会与水流形成较高的浓度梯度,这种现象称为膜的浓差极化。浓差极化增大了膜两侧的渗透压, 在同等压力下,系统的净驱动力减小,水通量下降。同时,由于浓差极化现象增大了膜两侧的盐浓度差,盐通量将上升,系统性能持续下降。

②温度

温度与反渗透可谓是相爱相杀,一到冬天多么能打的RO膜都要蔫下来。实际上进水温度没有直接影响反渗透膜的性能,而是影响了水的粘度:水温升高,水的粘度降低,膜的渗透流率上升,产水量也会随之升高。

著名的3%理论从何而来?小编找到了公式:膜的渗透流率受温度校正系数TFC影响,温度每增加1℃,TFC*1.03倍,膜渗透流率上升3%

P2=P1×TFC

TFC = (1.03)(t1-t2)

在图中大家同样看到,温度上升,膜的脱盐率下降了。这是因为随着温度的升高,溶质的传质系数变大,通俗来讲就是盐扩散得更快了,此时必然会引起脱盐率下降。

温度对膜产水量的影响非常大,一般来RO膜的出厂标称产水量是针对25℃而言的,在购买水处理时,这就变成了“文字游戏”。例如:同样是2400L/h的水处理设备,25℃的2400产水与10℃的2400产水那可完全不是一个概念哦。

③进水浓度

进水含盐量越大,进水侧渗透压越高,这会减少膜两侧水的压力差,直接驱动力减小导致产水量下降。同时进水浓度越大,膜两侧的浓度差加大,透过膜进入产水侧的盐会增多,导致了脱盐率下降。

④进水pH

进水的pH值不影响纯水设备反渗透膜的产水量,但会对脱盐率有较大的影响。PH是如何影响RO膜脱盐率的呢?自然界中CO2可部分溶解于水,这是一个可逆化学反应。

酸性条件下,水中的CO2以气体的形式存在,碱性条件下,以碳酸根、碳酸氢根离子的形式存在。

反渗透膜对于一价/二价离子清除率较高,即碱性条件下形成的离子更容易被清除。但偏酸的时下,CO2气体却能够直接穿过膜。所以进水pH值越高,反渗透膜的脱盐率越高。pH值特别高的时候,RO膜容易结垢,脱盐率反而会下降。GB5749-2022《生活饮用水卫生标准》中规定自来水的pH6.58.5之间。

⑤回收率

增加系统回收率时,膜压力升高,产水量升高,同时会导致反渗透膜表面溶质浓缩,即盐浓度增加,透过膜的盐更多,脱盐率下降,同时一旦盐浓度过高,超过其溶解度,RO膜就会结垢,严重影响膜的性能与使用寿命。苏州皙全皙全纯水设备公司可根据客户要求制作各种流量的纯水设备,去离子水设备,超纯水设备及软水处理设备。工业纯水设备实验室纯水设备