專(zhuān)利名稱(chēng)：一種反滲透阻垢性能的評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)室反滲透阻垢技術(shù)如添加阻垢劑、電磁處理技術(shù)等的阻垢性 能的快速評(píng)價(jià)方法，屬水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
反滲透技術(shù)是利用壓力差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，源于美國(guó)二十世紀(jì)六十年代 宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，目前已廣泛應(yīng)用于海水淡化、工業(yè)給水預(yù)處理、廢水 處理以及醫(yī)藥、食品、飲料等領(lǐng)域。相對(duì)于傳統(tǒng)的脫鹽技術(shù)，反滲透水處理技術(shù)具有系統(tǒng)簡(jiǎn) 單、操作方便、占地面積小、能耗低、產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，脫鹽效率高、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此， 反滲透技術(shù)在工業(yè)水處理中的應(yīng)用得到了快速發(fā)展。然而，在反滲透系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，反滲透膜污染問(wèn)題始終是該技術(shù)得到大規(guī)模 應(yīng)用和降低成本的一大瓶頸。膜污染導(dǎo)致系統(tǒng)供水壓力升高和清洗頻率增加，出水量和脫 鹽率下降，甚至使膜元件提前報(bào)廢。其中最主要、最普遍的膜污染問(wèn)題是反滲透膜表面的結(jié) 垢問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)是由于水體中的成垢鹽類(lèi)如CaC03、CaSO4等隨著制水過(guò)程的進(jìn)行 在膜表面濃縮而沉積。防止反滲透膜的結(jié)垢，目前一般采用加阻垢劑的化學(xué)處理方法，即在 進(jìn)水中加入一定濃度的反滲透專(zhuān)用阻垢劑，抑制反滲透膜表面的結(jié)垢。阻垢劑的使用可以 在一定程度上減緩垢的沉積速度，但不同的阻垢劑阻垢性能差別較大，對(duì)不同水體的阻垢 效果也不一樣，同時(shí)其它新型的反滲透膜阻垢技術(shù)如電磁阻垢技術(shù)等在得到不斷地開(kāi)發(fā)。高效阻垢劑和其它新型阻垢技術(shù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是如何快速準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)阻 垢性能。目前評(píng)價(jià)阻垢劑的常用方法有靜態(tài)阻垢法、動(dòng)態(tài)模擬法、臨界PH法、鼓泡法、極限 碳酸鹽硬度法、濁度測(cè)定法、鈣離子選擇電極電位分析法、玻璃電極法、恒定組分技術(shù)等，以 及專(zhuān)門(mén)用于評(píng)定反滲透阻垢劑性能的“反滲透阻垢劑性能的動(dòng)態(tài)測(cè)試方法”等。上述方法除 動(dòng)態(tài)阻垢法外，測(cè)定的均為阻垢劑抑制成垢鹽類(lèi)在溶液中的析出程度，具有一定的局限性， 特別不適合于非增溶型的阻垢技術(shù)的評(píng)價(jià)。本發(fā)明利用
圖1的反滲透阻垢性能實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)系統(tǒng)回收率的變化評(píng)價(jià)阻垢技 術(shù)的阻垢效果，具有較好的可靠性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有反滲透阻垢技術(shù)評(píng)價(jià)方法的不足，提出一種可靠、快速 的實(shí)驗(yàn)室反滲透阻垢技術(shù)性能的評(píng)價(jià)方法，可在較短時(shí)間內(nèi)有效地評(píng)價(jià)出針對(duì)某一特定水 質(zhì)的阻垢劑或其它阻垢技術(shù)的阻垢效果，確定阻垢工藝條件，為新型高效阻垢技術(shù)的開(kāi)發(fā) 及應(yīng)用提供了一種可靠有效地評(píng)價(jià)手段。本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明的一種反滲透阻垢性能的評(píng)價(jià)方法所用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。圖1中采用反滲透濃水和產(chǎn)水全部回流至進(jìn)水箱，在恒定溫度下，固定初始產(chǎn)水 量和濃水排放量，即初始回收率設(shè)為一定值，初始回收率設(shè)定后保證高壓泵回流閥和濃水排放閥在隨后的評(píng)價(jià)過(guò)程中國(guó)定不動(dòng)，每間隔一定時(shí)間記錄濃水排放量及產(chǎn)水量。運(yùn)行時(shí)間根據(jù)系統(tǒng)結(jié)垢狀況確定，一般為lOh。同一批次的空白實(shí)驗(yàn)與采用阻垢技術(shù)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間必 須相同。根據(jù)空白實(shí)驗(yàn)與采用阻垢技術(shù)的實(shí)驗(yàn)所得到的反滲透系統(tǒng)回收率的變化來(lái)判斷該 阻垢技術(shù)的阻垢性能，通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)可確定最佳的阻垢運(yùn)行方案。本發(fā)明的一種反滲透阻垢性能的評(píng)價(jià)方法，其具體實(shí)施步驟如下(1)配制測(cè)試液采用按現(xiàn)場(chǎng)水樣濃縮2 5倍配制模擬水作測(cè)試液，或采用含6mmol/L的CaCl2和 12mmol/L的NaHCO3溶液作為測(cè)試液，配制測(cè)試液300L ；(3)做空白實(shí)驗(yàn)選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度T為10 40°C之間，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)熱交換保持系統(tǒng)溫度恒定， 同時(shí)設(shè)置初始產(chǎn)水流量Pq及初始濃水流量Q。，使進(jìn)水壓力和濃水排放壓力維持在1. 00 1. 25MPa范圍內(nèi)，對(duì)于單支膜使初始回收率yQ (y0 = P0/ (P0+Q0))為25 50%，以促進(jìn)成垢 離子在膜表面的結(jié)垢；每隔一小時(shí)記錄產(chǎn)水流量Pi和濃水流量Qi,計(jì)算這一時(shí)刻的反滲透系統(tǒng)回收率Ii =PiZ(P^Qi)，同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)水壓力和濃水排放壓力；設(shè)實(shí)驗(yàn)總時(shí)間為10h，則實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)得的回收率記為y1(l，得到空白實(shí)驗(yàn)的回收 率變化為Ay = yQ-yi。；當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度發(fā)生波動(dòng)時(shí)，通過(guò)所用反滲透膜的溫度校正系數(shù)將產(chǎn)水流量Pi 和濃水流量Qi校正到實(shí)驗(yàn)所需恒定的溫度，再進(jìn)行計(jì)算。(3)做阻垢實(shí)驗(yàn)在測(cè)試液中加入一定濃度的反滲透專(zhuān)用阻垢劑，或應(yīng)用其它的阻垢技術(shù)，如開(kāi)啟 電磁水處理設(shè)備等，按以上步驟⑵測(cè)定ytl(與空白實(shí)驗(yàn)相同)及y1(1’，得到阻垢實(shí)驗(yàn)的回 收率變化為Ay' = Y0-Y10'；(4)按以上步驟(2)測(cè)得純水中反滲透系統(tǒng)的回收率變化Ay。；(5)計(jì)算阻垢率
權(quán)利要求
一種反滲透阻垢性能的評(píng)價(jià)方法，其特征在于其具體實(shí)施步驟如下(1)配制測(cè)試液采用按現(xiàn)場(chǎng)水樣濃縮2～5倍配制模擬水作測(cè)試液，或采用含6mmol/L的CaCl2和12mmol/L的NaHCO3溶液作為測(cè)試液，配制測(cè)試液300L；(2)做空白實(shí)驗(yàn)選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度T為10～40℃之間，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)熱交換保持系統(tǒng)溫度恒定，同時(shí)設(shè)置初始產(chǎn)水流量P0及初始濃水流量Q0，使進(jìn)水壓力和濃水排放壓力維持在1.00～1.25MPa范圍內(nèi)，對(duì)于單支膜使初始回收率y0(y0＝P0/(P0+Q0))為25～50％，以促進(jìn)成垢離子在膜表面的結(jié)垢；每隔一小時(shí)記錄產(chǎn)水流量Pi和濃水流量Qi，計(jì)算這一時(shí)刻的反滲透系統(tǒng)回收率yi＝Pi/(Pi+Qi)，同時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)水壓力和濃水排放壓力；設(shè)實(shí)驗(yàn)總時(shí)間為10h，則實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)測(cè)得的回收率記為y10，得到空白實(shí)驗(yàn)的回收率變化為Δy＝y(tǒng)0～y10；當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度發(fā)生波動(dòng)時(shí)，通過(guò)所用反滲透膜的溫度校正系數(shù)將產(chǎn)水流量Pi和濃水流量Qi校正到實(shí)驗(yàn)所需恒定的溫度，再進(jìn)行計(jì)算；(3)做阻垢實(shí)驗(yàn)在測(cè)試液中加入一定濃度的反滲透專(zhuān)用阻垢劑，或應(yīng)用其他具有阻垢性能的阻垢技術(shù)，如開(kāi)啟電磁水處理設(shè)備等，按以上步驟(2)測(cè)定y0(與空白實(shí)驗(yàn)相同)及y10’，得到阻垢實(shí)驗(yàn)的回收率變化為Δy’＝y(tǒng)0 y10’；(4)按以上步驟(2)測(cè)得純水中反滲透系統(tǒng)的回收率變化Δy0；(5)計(jì)算阻垢率η(％) <mrow><mi>η</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>Δy</mi><mo>-</mo><mi>Δ</mi><msup> <mi>y</mi> <mo>′</mo></msup> </mrow> <mrow><mi>Δy</mi><mo>-</mo><mi>Δ</mi><msub> <mi>y</mi> <mn>0</mn></msub> </mrow></mfrac> </mrow>式中η為阻垢率(％)Δy為空白實(shí)驗(yàn)的回收率變化Δy’為采用某種阻垢技術(shù)實(shí)驗(yàn)的回收率變化Δy0為純水中反滲透系統(tǒng)的回收率變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透阻垢性能的評(píng)價(jià)方法，其特征在于步驟(2)實(shí)驗(yàn)溫度 優(yōu)選25 35°C，對(duì)于單支膜使初始回收率％ (y0 = P0/ (P0+Q0))為25 50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反滲透阻垢性能的評(píng)價(jià)方法所用的裝置，其特征在于采 用如圖1的所示的反滲透阻垢性能的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，反滲透濃水和產(chǎn)水全部回流 至進(jìn)水箱，該實(shí)驗(yàn)裝置高壓泵處有一回流閥，通過(guò)回流閥控制進(jìn)水量。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種反滲透阻垢性能的評(píng)價(jià)方法用于評(píng)價(jià)反滲透系統(tǒng)的專(zhuān) 用阻垢劑、電磁水處理器或其它具有阻垢作用的阻垢技術(shù)的阻垢性能。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種反滲透阻垢性能的評(píng)價(jià)方法用于評(píng)價(jià)反滲透系統(tǒng)的專(zhuān) 用阻垢劑或電磁水處理器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)室快速評(píng)價(jià)反滲透阻垢技術(shù)如添加阻垢劑、電磁處理技術(shù)等的阻垢性能的評(píng)價(jià)方法。采用反滲透濃水和產(chǎn)水全部回流至進(jìn)水箱，如圖1示。評(píng)價(jià)過(guò)程中，保持系統(tǒng)溫度不變，固定初始產(chǎn)水量和濃水排放量，每間隔一定時(shí)間記錄濃水排放量及產(chǎn)水量。根據(jù)空白實(shí)驗(yàn)與采用阻垢技術(shù)的實(shí)驗(yàn)所得到的反滲透系統(tǒng)回收率的變化來(lái)判斷該阻垢技術(shù)的阻垢性能，通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)可確定最佳的阻垢運(yùn)行方案。本發(fā)明的評(píng)價(jià)方法適用于反滲透系統(tǒng)的所有類(lèi)型的阻垢技術(shù)，包括各種類(lèi)型的阻垢劑及電磁阻垢技術(shù)等。
文檔編號(hào)G01N15/08GK101936874SQ20101023926
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者孟新靜, 宋飛, 申晶, 葛紅花, 趙玉增, 趙莉 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院