反滲透膜的背壓損壞分析及相關(guān)安全性研究

時間：2020-01-05作者：唐山凈泉環(huán)保設(shè)備有限公司瀏覽：352

反滲透膜的背壓損壞分析及相關(guān)安全性研究

［摘要］ 背壓損壞是反滲透膜元件使用中常見的故障之一，一旦發(fā)生則會對反滲透膜造成*性損壞，無法修復(fù)。對反滲透膜元件背壓損傷的位置以及背壓對膜片造成的損傷進(jìn)行深入分析，同時歸納了導(dǎo)致反滲透系統(tǒng)背壓產(chǎn)生的設(shè)計(jì)和運(yùn)行因素，提出現(xiàn)場判別背壓損傷的方法。依托工業(yè)**裝置對帶背壓運(yùn)行的反滲透系統(tǒng)開關(guān)機(jī)過程進(jìn)行了模擬，并通過實(shí)時數(shù)據(jù)采集對全過程進(jìn)行監(jiān)控分析，對其安全性進(jìn)行論證。 

反滲透技術(shù)因設(shè)計(jì)簡單、運(yùn)行維護(hù)方便等特點(diǎn)，在苦咸水脫礦、海水淡化、**純水以及廢水回用甚至特殊料液濃縮領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。相較于初期的醋酸纖維素薄膜，以聚酰胺為脫鹽層的反滲透復(fù)合膜具有脫鹽率高、產(chǎn)水量大、耐化學(xué)清洗pH范圍寬等諸多優(yōu)勢^〔1〕。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，反滲透復(fù)合膜結(jié)構(gòu)一般分為3層，自下而上分別為無紡布（厚度約120μm）、聚砜支撐層（厚度約40μm）以及聚酰胺脫鹽層（厚度約0.2μm），如圖1所示^〔2〕。

其中只有聚酰胺層是真正的功能層，決定了反滲透膜的脫鹽性能，而聚砜和無紡布層具有較大的孔徑，主要起到支撐聚酰胺分離層的作用。然而工程經(jīng)驗(yàn)顯示，任何時刻只要產(chǎn)水壓力**進(jìn)水或濃水壓力0.03MPa，復(fù)合膜就有可能發(fā)生復(fù)合層之間的剝離，這就是反滲透膜的背壓損壞現(xiàn)象^〔3-4〕。這種剝離會使膜表面脫鹽層受到強(qiáng)烈拉伸，進(jìn)而導(dǎo)致膜元件產(chǎn)水水質(zhì)急劇降低，在某些較端情況下甚至不再具備脫鹽能力。

隨著反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的不斷提升，帶背壓運(yùn)行的系統(tǒng)不斷出現(xiàn)，如多段式系統(tǒng)（系統(tǒng)段數(shù)≥3）或單泵推雙級系統(tǒng)等，前者常常使用一段背壓、三/四段增壓的設(shè)計(jì)方式提高系統(tǒng)回收率以及平衡段間通量^〔5〕，后者則以一級系統(tǒng)的背壓直接驅(qū)動反滲透產(chǎn)水進(jìn)入二級系統(tǒng)或經(jīng)能量回收進(jìn)入二級系統(tǒng)^〔6〕。同時，由于反滲透系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)過程會導(dǎo)致系統(tǒng)各部位壓力的劇烈波動，因而反滲透系統(tǒng)開關(guān)機(jī)導(dǎo)致的背壓損壞在反滲透系統(tǒng)故障中出現(xiàn)頻率較高^〔7〕。筆者擬對反滲透元件的背壓損壞現(xiàn)象、發(fā)生原因以及帶背壓系統(tǒng)的開關(guān)機(jī)安全性進(jìn)行探討。





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