水處理系統(tǒng)膜處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分析(三)
2025-05-13 來自: 衡美水處理公眾平臺 瀏覽次數(shù):61
衡美水處理為您介紹一項水處理專業(yè)知識——水處理系統(tǒng)膜處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分析。
三、膜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容分析
1、超濾膜截留性能
超濾膜的截留性能包括截留分子質(zhì)量和截留率兩項指標(biāo),是超濾膜主要的分離性能指標(biāo)。
截留率是指超濾膜截留特定溶質(zhì)占溶液總特定溶質(zhì)的比率,截留分子質(zhì)量是指膜對某種特定溶質(zhì)截留率達(dá)到90%以上時的分子質(zhì)量下限。它們是反映膜孔徑大小和分布的替代參數(shù),決定了超濾膜的分離性能。
我國超濾膜的3項標(biāo)準(zhǔn)中,關(guān)于截留性能的測試,都采用標(biāo)準(zhǔn)HY/T050—1999的方法。
在該標(biāo)準(zhǔn)中,規(guī)定用于超濾膜截留性能的測量的基準(zhǔn)物質(zhì)為以下幾種:
卵清蛋白(分子質(zhì)量為45000u);
牛血清蛋白(分子質(zhì)量為67000u)。
盡管目前已經(jīng)有較多的基準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)用于超濾膜截留性能的測試,但是這些化合物并不完全具備超濾膜截留性能檢測用基準(zhǔn)物質(zhì)的特性,不能很好地滿足準(zhǔn)確測定超濾膜截留性能的要求。主要存在如下問題:
(1)單一化合物分子質(zhì)量分布不集中,凝膠色譜測試測得重均/數(shù)均分子質(zhì)量比值(Mw/Mn)>1.1,不適合用作基準(zhǔn)物質(zhì);
(2)聚環(huán)氧乙烷及葡聚糖等化合物雖然具備純度高、性質(zhì)穩(wěn)定、分子質(zhì)量分布窄等優(yōu)點,但是這類化合物的分子構(gòu)型為線型且濃度隨環(huán)境變化而變化,不能確切地表征超濾膜的截留性能,測出的截留率不可靠。
(3)牛血清蛋白和卵清蛋白等蛋白質(zhì)雖然具有分子質(zhì)量分布范圍非常小、分子形狀基本呈圓球形等優(yōu)點,但是蛋白質(zhì)的球形是非剛性的,容易受到測試條件(如壓力和溫度變化)的影響。另外,可用的蛋白質(zhì)分子質(zhì)量只有少數(shù)幾種,而且蛋白質(zhì)的價格昂貴。更為嚴(yán)重的是,牛血清蛋白等蛋白質(zhì)類物質(zhì)對膜材料的吸附性強易造成測試結(jié)果誤差大,尤其是對于聚砜超濾膜,且這種吸附甚至是不可逆的。
(4)目前,工程中大量應(yīng)用100000u以上截留分子質(zhì)量的超濾膜,但測試標(biāo)準(zhǔn)中基準(zhǔn)物質(zhì)的分子質(zhì)量上限只有67000u,無法滿足測試需要。另外,隨著技術(shù)的發(fā)展,超濾膜表面改性后可能發(fā)生顯著變化,如吸附了功能性物質(zhì)或者帶有電荷,在此情況下利用傳統(tǒng)的基準(zhǔn)物已經(jīng)不能夠準(zhǔn)確測量超濾膜的截留性能。
基于現(xiàn)有基準(zhǔn)物質(zhì)存在的不足及行業(yè)對超濾膜截留性能測試的需求,亟待開發(fā)性能優(yōu)良的系列基準(zhǔn)物。
2、微濾膜孔徑
微濾膜的孔徑與膜的分離性能和通量密切相關(guān),是微濾膜主要的特性表征參數(shù)。
標(biāo)準(zhǔn)HY/T051—1999根據(jù)泡點法測定濾膜孔徑上限,但是該方法是建立在膜孔為均勻通直圓孔的假設(shè)條件下,所測得的結(jié)果與實際相比往往存在誤差。因為微濾膜孔是很復(fù)雜和不規(guī)則的,對于微濾膜而言,孔徑是指貫通于膜兩表面的孔通道中窄細(xì)處的通道半徑,即貫通孔的孔頸半徑。另外,測定過程中容易受到潤濕效應(yīng)、升壓速率、孔的長度、潤濕液與膜材料的親和性等因素的影響,重現(xiàn)性差。
為真實地測定微濾膜及組件的孔徑,可借鑒超濾膜截留性能測定方法,配制具有粒徑范圍的標(biāo)準(zhǔn)粒子溶液作為原水,通過微濾膜過濾后,用顆粒計數(shù)儀測定原水和透過水中不同粒徑的標(biāo)準(zhǔn)顆粒數(shù)目,根據(jù)微濾膜對標(biāo)準(zhǔn)顆粒的截留情況,可以得到微濾膜組件的孔徑及孔徑分布數(shù)據(jù)。
四、總 結(jié)
一、雖然我國膜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展取得了相當(dāng)?shù)某晒?,但?biāo)準(zhǔn)仍然滯后于行業(yè)發(fā)展,標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)量和質(zhì)量還不能滿足需要。
二、現(xiàn)有膜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中涉及的性能參數(shù)主要為分離透過性能指標(biāo),膜物理性能和化學(xué)性能指標(biāo)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有待建立。
三、一些早期的標(biāo)準(zhǔn)需要盡快進(jìn)行修訂。
四、現(xiàn)有基準(zhǔn)物質(zhì)不能滿足行業(yè)對超濾膜截留性能測試的需要,亟待開發(fā)性能優(yōu)良的系列基準(zhǔn)物。
五、可研究采用標(biāo)準(zhǔn)粒子法真實地測定微濾膜及組件的孔徑和孔徑分布。
六、標(biāo)準(zhǔn)是膜產(chǎn)品的質(zhì)量準(zhǔn)則和進(jìn)行膜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗的依據(jù),對于我國膜技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,建議如下:
一是完善標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。構(gòu)建一個結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容完整、要點突出、層次分明的分離膜標(biāo)準(zhǔn)體系框架,引導(dǎo)分離膜標(biāo)準(zhǔn)化工作科學(xué)發(fā)展;
二是深入開展標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)研究,提高分離膜標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)水平;
三是制定強制標(biāo)準(zhǔn),保證分離膜用于飲用水等方面的健康安全;
四是加強分離膜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管,常態(tài)化進(jìn)行膜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查;
五是推行膜產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證,實行市場準(zhǔn)入;
六是加強分離膜標(biāo)準(zhǔn)的宣貫,促進(jìn)分離膜領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)知識的普及和標(biāo)準(zhǔn)對行業(yè)的規(guī)范作用。
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