纯水设备

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GMP纯化水设备

纯化水设备反渗透膜产水量与脱盐率的影响因素

2024-04-23 10:32:20

www.ceeturecn.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。水设备实验纯水设备水设备,处理设备用GMP纯化水设理设备


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