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反滲透膜為什么會劣化與降解?
2020-07-30
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       反滲透膜的劣化與降解,主要是受物理或化學(xué)作用發(fā)生不可逆的細(xì)微構(gòu)造或分子構(gòu)造變化,導(dǎo)致膜性能下降的現(xiàn)象。
       一、物理劣化
       已知物理劣化的顯著事例是系統(tǒng)啟動過程中發(fā)生水錘造成膜破損,超過允許的壓力或超過上限溫度(45℃)的運(yùn)行,也都會造成膜劣化導(dǎo)致水通量下降。
       1)望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象
       膜元件可能會遭遇稱為望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象的機(jī)械損壞,膜元件的外包皮與膜元件錯(cuò)開并移向下游,甚至套到下一支膜元件上,輕微的望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象不一定會損傷膜元件,但嚴(yán)重時(shí),可能會造成粘接線和膜片的破裂。
       產(chǎn)生望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象的原因是進(jìn)水與濃水間的壓差過大,8 英寸的元件因?yàn)槟そ孛婷娣e更大更容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象,必須確保在膜壓力容器內(nèi)安裝抗應(yīng)力環(huán)以支撐住8 英寸膜元件的外包皮,較小直徑膜元件由其產(chǎn)水管及其抗應(yīng)力器來支持,防止外包皮的滑動。出現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)象后,應(yīng)該用新元件更換被損壞的膜元件,并消除產(chǎn)生的原因。
 
 
高壓差導(dǎo)致膜表面纏繞玻璃鋼破裂
 
 
高壓降導(dǎo)致流道網(wǎng)格被擠出
 
 
水錘導(dǎo)致膜的抗應(yīng)力器損壞
 
        
        2)膜表面磨損
       有時(shí)并非是個(gè)別元件出現(xiàn)這種故障,但前端元件常常最容易受到原水中結(jié)晶體或具有尖銳外緣的金屬懸浮物的磨損。應(yīng)檢查來水中是否有上述物質(zhì),如焊渣等,進(jìn)行膜面顯微鏡觀察可檢查出這類損傷,一旦發(fā)生這類故障就沒有任何的補(bǔ)救方法,唯一的方法是改進(jìn)預(yù)處理,并保證膜前高壓管線內(nèi)沒有類似顆粒掉下來,然后更換所有受損的膜元件。
       3)產(chǎn)水背壓
       任何時(shí)刻,產(chǎn)水壓力高于進(jìn)水或濃水0.3bar,復(fù)合膜就可能發(fā)生復(fù)合層間的剝離,可通過產(chǎn)水探測法來確定這類損壞。當(dāng)打開受到產(chǎn)水背壓嚴(yán)重?fù)p壞的膜葉時(shí),通常還會看到平行于產(chǎn)水管的膜最外邊出現(xiàn)拆痕,常??拷钔鈧?cè)的膜袋粘接線處。膜的破裂最有可能出現(xiàn)在進(jìn)水側(cè)、最外側(cè)和濃水側(cè)這三處粘接密封線附近,其他位置受到進(jìn)水網(wǎng)格的支撐,很多網(wǎng)格的小格內(nèi)就會出現(xiàn)很多氣泡狀剝離,使得膜脫鹽層受到強(qiáng)烈拉伸,元件的脫鹽率降低。
 
 
 膜表面被產(chǎn)水背壓損壞示例        

        二、化學(xué)劣化
       化學(xué)劣化就是指反滲透膜受余氯、高錳酸鉀、過硫酸鹽和六價(jià)鉻等氧化劑影響,芳香聚酰胺的聚合鏈被切斷;或者因過量酸、堿等藥劑清洗,導(dǎo)致膜分離性能的衰減。醋酸纖維素反滲透膜會受到來自細(xì)菌分解影響導(dǎo)致高分子聚合鏈斷裂,進(jìn)而導(dǎo)致脫鹽率下降。醋酸纖維素作為反滲透膜的材料,目前僅有日本東洋紡公司(Toyobo)和美國科氏(KOCH)、美國通用電器(GE)還在采用。當(dāng)使用醋酸纖維膜時(shí),必須在進(jìn)水中加消毒劑,以防止醋酸纖維反滲透膜的退化。
 
 
受到氧化的膜元件解剖圖