2025-05-01 06:21:57
有機(jī)污染物容易在反滲透膜表面和膜孔內(nèi)吸附、沉積,導(dǎo)致膜污染。例如,水中的天然有機(jī)物(如腐殖酸、富里酸)、微生物及其分泌物等有機(jī)成分會(huì)在膜表面形成凝膠層或生物膜。膜污染會(huì)使膜通量下降,即單位時(shí)間內(nèi)通過膜的水量減少。這就需要更高的壓力來維持相同的水通量,增加了能耗。同時(shí),膜污染還會(huì)影響膜的截留性能,導(dǎo)致有機(jī)污染物和其他雜質(zhì)的去除率降低。而且,膜污染后需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗,清洗過程較為復(fù)雜,頻繁清洗還可能會(huì)縮短膜的使用壽命。反滲透過程需要較高的壓力來驅(qū)動(dòng)水通過半透膜,一般壓力在 1 - 10MPa 之間。這就導(dǎo)致了較高的能耗,特別是在處理大量水或者進(jìn)水水質(zhì)較差(有機(jī)污染物和溶解性固體含量高)的情況下,能耗問題更加突出。在超純水制備的整個(gè)成本中,反滲透過程的能耗成本占比較大。例如,在一些大型的超純水生產(chǎn)工廠,如果沒有合理的能量回收系統(tǒng),反滲透環(huán)節(jié)的能耗可能占總生產(chǎn)成本的 30% - 50%。超純水在船舶制造中用于特殊工藝與設(shè)備清洗。北京超純水技術(shù)指導(dǎo)
反滲透系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水的預(yù)處理要求嚴(yán)格。如果進(jìn)水中含有大量的大顆粒雜質(zhì)、余氯、鐵、錳等物質(zhì),會(huì)對(duì)反滲透膜造成損害。例如,余氯會(huì)氧化反滲透膜的材料,使其性能下降;大顆粒雜質(zhì)會(huì)堵塞膜孔,影響膜的正常運(yùn)行。因此,在反滲透之前需要進(jìn)行一系列的預(yù)處理,如機(jī)械過濾、活性炭吸附等,這增加了設(shè)備投資和運(yùn)行成本。反滲透膜的成本較高,特別是高性能、高質(zhì)量的反滲透膜。而且,由于膜的使用壽命有限,在頻繁處理含有高濃度有機(jī)污染物的水或者在膜受到污染、化學(xué)清洗后性能難以完全恢復(fù)的情況下,膜需要定期更換。這使得反滲透法的長期運(yùn)行成本增加,對(duì)于一些小型的超純水制備設(shè)施或者對(duì)成本敏感的應(yīng)用場(chǎng)景來說,可能會(huì)受到一定的限制。去除各類有機(jī)物:反滲透膜的孔徑極小,能有效截留多種有機(jī)污染物,無論是大分子的蛋白質(zhì)、多糖、微生物產(chǎn)生的胞外聚合物,還是小分子的農(nóng)藥、染料、石油類有機(jī)物、有機(jī)鹵化物等,都可大量去除。比如在工業(yè)廢水回用制備超純水時(shí),對(duì)復(fù)雜有機(jī)污染物的去除率可達(dá) 90% 以上18.北京超純水技術(shù)指導(dǎo)超純水在金融行業(yè)用于高精度數(shù)據(jù)中心設(shè)備冷卻。
雜質(zhì)含量:原水(如自來水、地表水或地下水)中的雜質(zhì)種類和含量是影響超純水質(zhì)量的首要因素。如果原水中含有大量的溶解性固體,包括鈣、鎂、鈉等陽離子和氯、硫酸根等陰離子,會(huì)增加后續(xù)處理的難度。例如,原水中高濃度的鈣、鎂離子可能導(dǎo)致在管道和設(shè)備中形成水垢,影響設(shè)備的運(yùn)行效率和超純水的質(zhì)量。此外,原水中的有機(jī)物含量也很關(guān)鍵,像腐殖酸、富里酸等天然有機(jī)物,會(huì)在后續(xù)的處理過程中與消毒劑或其他化學(xué)藥劑發(fā)生反應(yīng),生成副產(chǎn)物,影響超純水的純度。微生物污染:原水中的微生物,如細(xì)菌、病毒、藻類等,也是重要的影響因素。微生物的存在可能會(huì)在超純水制備系統(tǒng)中繁殖,堵塞過濾器和膜組件,并且其代謝產(chǎn)物還會(huì)增加水中的有機(jī)物和營養(yǎng)物質(zhì)含量。例如,細(xì)菌在水中生長繁殖會(huì)分泌胞外聚合物,這些物質(zhì)可能會(huì)附著在反滲透膜或離子交換樹脂上,降低它們的性能。
酸性清洗,將配置好的酸性清洗液(如檸檬酸溶液)通過清洗泵打入反滲透膜組件,循環(huán)清洗 30 - 60 分鐘。循環(huán)過程中,監(jiān)測(cè)清洗液的溫度,控制在 25℃ - 35℃,可通過在清洗水箱中設(shè)置加熱或冷卻裝置來調(diào)節(jié)溫度。循環(huán)結(jié)束后,讓膜組件在酸性清洗液中浸泡 15 - 30 分鐘,使清洗液與膜表面的無機(jī)鹽垢充分反應(yīng)。浸泡結(jié)束后,開啟濃水排放閥和產(chǎn)水排放閥,將酸性清洗液排放至專門的廢液收集容器中,排放過程中要注意防止清洗液飛濺和泄漏,按照環(huán)保要求處理廢液。用清水對(duì)膜組件進(jìn)行沖洗,沖洗時(shí)間不少于 30 分鐘,直至沖洗水的 pH 值接近中性(pH 值為 6 - 8),監(jiān)測(cè)沖洗水的電導(dǎo)率,當(dāng)電導(dǎo)率低于 50μS/cm 時(shí)可認(rèn)為沖洗基本合格。脫鹽率:脫鹽率是衡量反滲透膜性能的關(guān)鍵指標(biāo)。清洗后,脫鹽率應(yīng)明顯提高并穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)。一般來說,清洗后的脫鹽率應(yīng)恢復(fù)到初始脫鹽率的 95% 以上。例如,初始脫鹽率為 98%,清洗后脫鹽率應(yīng)至少達(dá)到 93.1%(98%×95%)。可以通過檢測(cè)產(chǎn)水和進(jìn)水的電導(dǎo)率來計(jì)算脫鹽率,計(jì)算公式為:脫鹽率 =(1 - 產(chǎn)水電導(dǎo)率 / 進(jìn)水電導(dǎo)率)×**。超純水在鋼鐵行業(yè)用于高精度鋼材表面處理。
1. 反滲透膜的孔徑極小,一般在 0.1 - 1 納米之間,能夠有效截留大部分有機(jī)污染物。無論是大分子有機(jī)物,如蛋白質(zhì)、多糖、微生物產(chǎn)生的胞外聚合物等,還是小分子有機(jī)物,如農(nóng)藥、染料、石油類有機(jī)物、有機(jī)鹵化物等,都能被大量去除。例如,在工業(yè)廢水處理用于回用制備超純水時(shí),對(duì)于廢水中的復(fù)雜有機(jī)污染物,反滲透法可以去除其中 90% 以上的有機(jī)成分,提高了水的純度。反滲透過程不僅對(duì)有機(jī)污染物有很好的去除效果,還能去除水中的溶解性固體(如鹽類)、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)。這是因?yàn)榘胪改さ奶匦允沟弥挥兴肿幽軌蛲ㄟ^,而幾乎所有其他雜質(zhì)都被截留。在超純水制備過程中,這一特性可以簡化處理流程,減少后續(xù)處理步驟的負(fù)擔(dān)。例如,在電子工業(yè)的超純水制備中,反滲透可以一次性去除水中的重金屬離子、微生物和有機(jī)雜質(zhì),為后續(xù)的離子交換和超濾等步驟提供較好的進(jìn)水水質(zhì)。超純水的儲(chǔ)存罐需定期檢查與維護(hù)防止泄漏。北京超純水技術(shù)指導(dǎo)
膜接觸器在超純水生產(chǎn)中可用于氣體脫除與分離。北京超純水技術(shù)指導(dǎo)
各類科學(xué)實(shí)驗(yàn):在化學(xué)實(shí)驗(yàn)、生物實(shí)驗(yàn)、物理實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)室中,超純水常被用作反應(yīng)物、溶劑或沖洗用水等。例如,在細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,需要使用超純水來配制培養(yǎng)基,以避免水中的有機(jī)污染物和雜質(zhì)對(duì)細(xì)胞生長產(chǎn)生影響;在化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)中,超純水可作為空白對(duì)照或用于配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性機(jī)械過濾:通常采用石英砂過濾器、活性炭過濾器等,去除原水中的懸浮物、泥沙、鐵銹、膠體等大顆粒雜質(zhì)和部分有機(jī)物,保護(hù)后續(xù)的反滲透膜。比如,石英砂過濾器可有效截留 5μm 以上的顆粒物質(zhì)245.軟化處理:若原水硬度較高,還需進(jìn)行軟化處理,一般使用軟化樹脂過濾器,去除水中的鈣、鎂離子,防止其在反滲透膜表面結(jié)垢,影響膜的性能和壽命4.精密過濾:在進(jìn)入反滲透系統(tǒng)前,經(jīng)過保安過濾器進(jìn)行精密過濾,進(jìn)一步去除水中殘留的微小顆粒雜質(zhì),確保進(jìn)水的 SDI 值滿足反滲透膜的要求,通常要求 SDI 值小于 5,保護(hù)反滲透膜不受堵塞23.北京超純水技術(shù)指導(dǎo)