一種評(píng)價(jià)反滲透膜受有機(jī)物污染的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種評(píng)價(jià)反滲透膜受有機(jī)物污染的方法。首先通過配置標(biāo)準(zhǔn)污染溶液，獲取當(dāng)Pn值為0.5時(shí)的測(cè)試天數(shù)n；采用實(shí)際水源重復(fù)污染試驗(yàn)獲取測(cè)試天數(shù)n時(shí)的Pn′值，通過判斷Pn′與0.5值的大小來判定反滲透膜的受污染趨勢(shì)。該方法投資小，操作流程簡(jiǎn)單，判定準(zhǔn)確，能評(píng)價(jià)不同水源有機(jī)物對(duì)反滲透膜的污染潛力。
【專利說明】一種評(píng)價(jià)反滲透膜受有機(jī)物污染的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于膜【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種評(píng)價(jià)反滲透膜受有機(jī)物污染的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源的可持續(xù)利用是關(guān)系社會(huì)和諧長(zhǎng)久發(fā)展的重要戰(zhàn)略問題。地球總水量為138.6億億噸，其中淡水儲(chǔ)量?jī)H占道總水量的2.53%，為3.5億億噸。隨著世界人口的急劇增加，可飲用淡水資源的短缺會(huì)造成嚴(yán)重的社會(huì)問題，制約人類文明的發(fā)展。中國(guó)也同樣存在淡水資源緊張的問題。目前，我國(guó)的淡水資源總量28，124億噸，為世界第6位，但人均淡水資源量只有2220噸，僅為世界人均占有量的1/4，是世界13個(gè)最貧水國(guó)家之一，缺水的城市已占到60%。因此通過反滲透膜(R0膜)進(jìn)行海水淡化以及廢水回收獲取可用淡水的技術(shù)正在國(guó)內(nèi)得到蓬勃發(fā)展。
[0003]在膜技術(shù)發(fā)展利用中，反滲透膜的污染問題一直是制約反滲透膜工藝設(shè)計(jì)的重要因素。目前所采用的反滲透膜污染評(píng)估一般都依賴于在現(xiàn)場(chǎng)建立中試試驗(yàn)設(shè)備，通過在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行長(zhǎng)期模擬運(yùn)行來考察膜污染現(xiàn)象。然而，這樣的考察方法存在投入高，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，以及維護(hù)成本高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明的目的是針對(duì)反滲透膜有機(jī)物污染現(xiàn)象，提供一種可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的反滲透膜有機(jī)物污染判定方法，該方法投資小，判定準(zhǔn)確，能判斷不同反滲透工程現(xiàn)場(chǎng)反滲透進(jìn)水水源對(duì)反滲透膜的有機(jī)物污染。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到:
[0006]一種評(píng)價(jià)反滲透膜受有機(jī)物污染的方法，包含以下步驟:
[0007](I)將腐殖酸、胡里酸、蛋白質(zhì)，多糖及氯化鈉配置成污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液；將待測(cè)反滲透膜片放置于膜片評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，用所配置的污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液作為測(cè)試液，獲取第η天污染物質(zhì)所占膜片整體面積的比例Sn% ;通過Zeta電位測(cè)試獲取第η天受污染膜片的zeta電位值與新膜片初始值間的差值A(chǔ)Zn;
[0008](2)污染指數(shù)Fn為污染前后膜表面zeta電位之差Λ Zn和污染面積Sn%的乘積，即 Fn=IOO* ΔZn*Sn% ；
[0009](3)污染潛力Pn為第(n+1)測(cè)試天數(shù)所測(cè)F (n+1)與第η測(cè)試天數(shù)所測(cè)Fn值差值的絕對(duì)值以及第(η-l)測(cè)試天數(shù)所測(cè)F (η-l)與第η測(cè)試天數(shù)所測(cè)Fn值差值的絕對(duì)值的算術(shù)平均數(shù)；進(jìn)行污染潛力Pn值測(cè)定，獲得當(dāng)Pn值為0.5時(shí)的測(cè)試天數(shù)η ；
[0010](4)以待測(cè)反滲透工程現(xiàn)場(chǎng)反滲透膜進(jìn)水水源代替污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照相同測(cè)試流程進(jìn)行污染測(cè)試，獲取第η測(cè)試天數(shù)的Pn'值，判定反滲透膜的受污染程度；
[0011]其中，若Pn' <0.5，則該水源不會(huì)對(duì)反滲透膜片造成顯著的污染；若Pn' =0.5，則該水源對(duì)反滲透膜片造成的污染程度與污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液污染程度相當(dāng)；SPn' >
0.5，則該水源會(huì)對(duì)反滲透膜片造成顯著的污染。[0012]本發(fā)明對(duì)待測(cè)反滲透膜片沒有特別限制，為了使污染物質(zhì)在反滲透膜片表面分布均勻，本發(fā)明中待測(cè)反滲透膜片裁剪成適宜大小的圓形膜片，放置于膜片評(píng)價(jià)系統(tǒng)中。膜片放置前用純水沖洗，確保膜片表面及背面無黏附有污染物質(zhì)。
[0013]本發(fā)明對(duì)膜片評(píng)價(jià)系統(tǒng)沒有特別限定，考慮到測(cè)試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和平行性，膜片評(píng)價(jià)系統(tǒng)優(yōu)選為由兩組并聯(lián)的膜池組成，每一組串聯(lián)有6個(gè)膜池。原水從膜池底部通過高壓管路進(jìn)入膜池中，并以錯(cuò)流模式通過反滲透膜表面，其濃水和產(chǎn)水分別通過各自獨(dú)立的管路回到原水箱中。反滲透膜片通過O型密封圈和燒結(jié)板固定并密封在膜池中，并且膜片和燒結(jié)板中間放置有一層0.1至0.5mm厚的無紡布以保護(hù)膜片不被燒結(jié)板刮傷。
[0014]本發(fā)明對(duì)如何測(cè)得污染面積Sn%沒有特別限制，考慮到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和微觀表征的科學(xué)性，優(yōu)選為用SEM掃描獲取。
[0015]所述的污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液中含有腐殖酸的濃度范圍為2.0-10.0ppm，胡里酸的濃度范圍為1.0-5.0ppm，蛋白質(zhì)的濃度范圍為5.0-30.0ppm,多糖的濃度范圍為
2.0-10.0ppm,氯化鈉的濃度范圍為2000.0-32000.0ppm0污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液與反滲透工程現(xiàn)場(chǎng)反滲透進(jìn)水水源相關(guān)的；其中進(jìn)水水源為海水水質(zhì)，其蛋白質(zhì)的含量為10.0ppm，多糖含量為4.0ppm,腐殖酸含量為2.0ppm,胡里酸含量為1.0ppm,氯化鈉含量為32000.0ppm ；進(jìn)水水源為污水水質(zhì)，其蛋白質(zhì)含量為30.0ppm,多糖含量為10.0ppm,腐殖酸含量為10.0ppm，胡里酸含量為5.0ppm，氯化鈉含量為2000.0ppm ;進(jìn)水水源為地表水水質(zhì)，其蛋白質(zhì)的含量為5.0ppm,多糖含量為2.0ppm,腐殖酸含量為2.0ppm,胡里酸含量為1.0ppm,氯化鈉含量為2000.0ppm。
[0016]污染運(yùn)行試驗(yàn)開始前，若反滲透工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)水水源水質(zhì)為海水水質(zhì)，則將所配置的污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液的pH調(diào)節(jié)至8.0 ;若反滲透工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)水水源水質(zhì)為污水水質(zhì)及地表水水質(zhì)，則將所配置的污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液的PH調(diào)節(jié)至7.0。試驗(yàn)運(yùn)行過程中，通過加熱器和冷卻機(jī)保持原水箱水溫始終在25 C。
[0017]對(duì)于反滲透工程現(xiàn)場(chǎng)的膜污染主要通過膜元件的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水量下降是否達(dá)到膜元件化學(xué)清洗條件進(jìn)行判定，即膜元件的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)水量降低超過10%為膜污染嚴(yán)重發(fā)生時(shí)的判定依據(jù)。
[0018]本發(fā)明解決了反滲透膜有機(jī)物污染評(píng)估需要依賴于現(xiàn)場(chǎng)中試，且必須通過在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)行才能獲取結(jié)果的難題?？朔爽F(xiàn)場(chǎng)反滲透膜有機(jī)物污染評(píng)估考察方法存在投入高，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，以及維護(hù)成本高的缺點(diǎn)，是一種可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的反滲透膜有機(jī)物污染判定方法，具有成本低，投資小，結(jié)果準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明在反滲透膜有機(jī)物污染評(píng)估時(shí)的裝置圖。
[0020]如圖所示，①為恒溫水箱、②為高壓泵、③為回流調(diào)節(jié)閥、④和⑤為保安過濾器、⑥和⑦為濃水回流閥、f 12為膜池。
【具體實(shí)施方式】
[0021]結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]以下各實(shí)施例均采用如下步驟:[0023]1.如圖1所示，將腐殖酸、胡里酸、蛋白質(zhì)，多糖及氯化鈉配置成污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液并置于恒溫水箱中。其中如實(shí)際中試現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)水水源為海水水質(zhì)，其蛋白質(zhì)的含量為10.0ppm,多糖含量為4.0ppm,腐殖酸含量為2.0ppm,胡里酸含量為1.0ppm,氯化鈉含量為32000.0ppm ;進(jìn)水水源為污水水質(zhì)，其蛋白質(zhì)含量為30.0ppm,多糖含量為10.0ppm,腐殖酸含量為10.0ppm,胡里酸含量為5.0ppm，氯化鈉含量為2000.0ppm ;進(jìn)水水源為地表水水質(zhì)，其蛋白質(zhì)的含量為5.0ppm，多糖含量為2.0ppm，腐殖酸含量為2.0ppm，胡里酸含量為
1.0ppm,氯化鈉含量為2000.0ppm ；
[0024]2.將裁剪成合適大小的反滲透膜片放置于f 12號(hào)膜池中；
[0025]3.進(jìn)行污染物質(zhì)連續(xù)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，通過SEM掃描獲取第η天污染物質(zhì)所占污染膜片整體面積的比例Sn%,通過Zeta電位測(cè)試獲取第η天受污染膜片的zeta電位值與新膜片初始值間的差值ΔΖη。污染指數(shù)Fn為污染前后膜表面zeta電位之差Δ Zn和污染面積Sn%的乘積，即 Fn=IOO* Δ Zn*Sn%;
[0026]4.污染潛力Pn為第(n+1)測(cè)試天數(shù)所測(cè)F (n+1)與第η測(cè)試天數(shù)所測(cè)Fn值差值的絕對(duì)值以及第(η-l)測(cè)試天數(shù)所測(cè)F (η-l)與第η測(cè)試天數(shù)所測(cè)Fn值差值的絕對(duì)值的算術(shù)平均數(shù)；進(jìn)行污染潛力Pn值測(cè)定，獲得當(dāng)Pn值為0.5時(shí)的測(cè)試天數(shù)η;
[0027]5.以待測(cè)反滲透工程現(xiàn)場(chǎng)反滲透進(jìn)水水源代替污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照相同測(cè)試流程進(jìn)行污染測(cè)試，獲取第η測(cè)試天數(shù)的Pn'值，判定反滲透膜的受污染程度；
[0028]其中，若Pn' <0.5，則該水源不會(huì)對(duì)反滲透膜片造成顯著的污染；若Pn' =0.5，則該水源對(duì)反滲透膜片造成的污染程度與實(shí)驗(yàn)室所配置的污染溶液污染程度相當(dāng)；若Pn, > 0.5，則該水源會(huì)對(duì)反滲透膜片造成顯著的污染。
[0029]為驗(yàn)證本發(fā)明所述方法的準(zhǔn)確性，在各實(shí)施例中均進(jìn)行了相應(yīng)的中試試驗(yàn)。
[0030]實(shí)施例1
[0031]采用東麗ΤΜ720膜考察某反滲透膜工程項(xiàng)目原水中有機(jī)物對(duì)膜的污染。由于該反滲透工程現(xiàn)場(chǎng)反滲透進(jìn)水水源為污水水質(zhì)，因此配置標(biāo)準(zhǔn)污染測(cè)試溶液中蛋白質(zhì)含量為30.0ppm,多糖含量為10.0ppm,腐殖酸含量為10.0ppm,胡里酸含量為5.0ppm,氯化鈉含量為2000.0ppm。通過附圖所示的裝置進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行污染試驗(yàn)，獲取當(dāng)Pn值達(dá)到0.5時(shí)的污染天數(shù)η為25天。
[0032]表1
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種評(píng)價(jià)反滲透膜受有機(jī)物污染的方法，其特征在于包含以下步驟: (1)將腐殖酸、胡里酸、蛋白質(zhì)、多糖及氯化鈉配置成污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液；將待測(cè)反滲透膜片放置于膜片評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，用所配置的污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液作為測(cè)試液，獲取第η天污染物質(zhì)所占膜片整體面積的比例Sn% ;通過Zeta電位測(cè)試獲取第η天受污染膜片的zeta電位值與新膜片初始值間的差值Λ Zn ； (2)污染指數(shù)Fn為污染前后膜表面zeta電位之差ΛZn和污染面積Sn%的乘積，即Fn=IOO* ΔZn*Sn% ； (3)污染潛力Pn為第(n+1)測(cè)試天數(shù)所測(cè)F(n+1)與第η測(cè)試天數(shù)所測(cè)Fn值差值的絕對(duì)值以及第(η-l)測(cè)試天數(shù)所測(cè)F (η-l)與第η測(cè)試天數(shù)所測(cè)Fn值差值的絕對(duì)值的算術(shù)平均數(shù)；進(jìn)行污染潛力Pn值測(cè)定，獲得當(dāng)Pn值為0.5時(shí)的測(cè)試天數(shù)η ； (4)以待測(cè)反滲透工程現(xiàn)場(chǎng)反滲透膜進(jìn)水水源代替污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照相同測(cè)試流程進(jìn)行污染測(cè)試，獲取第η測(cè)試天數(shù)的Pn'值，判定反滲透膜的受污染程度； 其中，若Pn' <0.5，則該水源不會(huì)對(duì)反滲透膜片造成顯著的污染；若Pn' =0.5，則該水源對(duì)反滲透膜片造成的污染程度與污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液污染程度相當(dāng)；SPn' > 0.5，則該水源會(huì)對(duì)反滲透膜片造成顯著的污染。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)反滲透膜受有機(jī)物污染的方法，其特征在于:所述的污染測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液中含有腐殖酸的濃度范圍為2.0-10.0ppm，胡里酸的濃度范圍為`1.0-5.0ppm,蛋白質(zhì)的濃度范圍為5.0-30.0ppm,多糖的濃度范圍為2.0-10.0ppm,氯化鈉的濃度范圍為2000.0-32000.0ppm0
【文檔編號(hào)】G01N27/00GK103852489SQ201210517285
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月5日
【發(fā)明者】朱飛碟, 王麗華, 楊瑜芳 申請(qǐng)人:東麗先端材料研究開發(fā)（中國(guó)）有限公司