[發明專利]一種反滲透單位面積膜片產水量與膜元件產水量換算關系的計算方法

有效

• 申請號: 201410591284.6
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104258736A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 李澤東;魏忠武;許家昌;殷苗苗
• 申請（專利權）人: 山東九章膜技術有限公司
• 主分類號: B01D65/10
• 分類號: B01D65/10
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯玉山

技術領域

本發明屬于反滲透設計基礎及應用技術領域，具體涉及一種反滲透膜片單位面積產水量與膜元件產水量換算關系的計算方法。

背景技術

作為水處理的核心元件，反滲透膜是實現水處理領域深度過濾的關鍵，它是一種模擬生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，一般都是采用的高分子材料制成的。例如醋酸纖維素膜以及芳香族聚酰肼膜和芳香族聚酰胺膜等。其表面的微孔的直徑一般是在0.5～10nm之間，透過性的大小是與膜的本身的化學的結構有一定的關系的。隨著我國的膜分離技術的不斷的應用，反滲透技術以成為我國的應用的最成功的發展最快的技術之一，我國的反滲透膜的工業的應用的最大的領域依然是為大型的鍋爐補給水以及各種的工業純水，飲用水的市場的規模次之。環保以及電子和醫療，食品飲料以及化工行業的應用也在逐漸的形成一定的規模。

目前，反滲透膜元件一般是由以下不同功能的材料組成：進水流道布、產水流道布、反滲透膜片、集水管、Y型圈等；通過對反滲透膜片進行測試，選擇合適的膜片性能來卷制反滲透膜元件，產水流道布與集水管連接，并用膠水沿垂直于集水管的兩邊及平行于集水管的底邊與反滲透膜片背面密封，起到透過液的收集導流作用，進水流道布與反滲透膜片正面接觸，起到進水導流作用，最后將涂膠密封后的膜元件卷制成型，烘干后裝配密封圈使用。

不同型號反滲透膜元件，其性能表征的標準測試條件，通常是根據不同進水鹽濃度選擇膜元件的合適運行壓力，達到膜元件標稱性能，衡量反滲透膜元件的主要兩個指標為脫鹽率及產水量，本發明主要討論膜片及膜元件產水量的影響因素、對應關系等。影響膜元件性能中產水量的因素有很多：溫度、產水流道布材質及結構、集水管內集水孔的數量及排布、有效膜面積、膜片單位面積產水量等等，前幾方面的影響因素更依賴于卷制過程中工藝設計、原料的選擇等，而膜片單位面積產水量則成為影響膜元件產水量的決定性因素，就目前而言，在膜元件和膜片在不同測試條件下所得到的膜片單位面積產水量，與膜元件產水量之間對應關系尚未被確定。

發明內容

為了更好的控制膜元件的性能，必須確切的知道單位面積膜片產水量與卷制成膜元件后產水量對應關系，本發明提供一種反滲透單位面積膜片產水量與膜元件產水量換算關系的計算方法，通過該計算方法可直接通過單位面積膜片產水量Y直接得到其相應的膜元件產水量X：

1）????膜片測試與組件測試為同樣壓力、進水鹽濃度下：膜元件產水量與單位膜片產水量的對應關系為：理論膜元件產水量X=理論膜片產水量Y*理論有效膜面積S。

2）????但在很多實際情況中，膜片測試與組件測試是在不同壓力、不同進水鹽濃度的的情況下進行，此種情況我們可通過本發明提供的算法將膜片產水量的測試條件換算成與組件等同的測試條件下的膜片產水量，即：實際膜元件產水量X^/=與組件等同測試條件下的膜片產水量Y^/*實際有效膜面積S^/。

?上述可以看出，在膜片測試與組件測試條件不同的情況下，將膜片測試的壓力跟濃度轉換成與組件測試等同的壓力跟濃度下所得到的單位面積膜片產水量Y^/，就可得出實際膜元件產水量?X^/，為了便于理解，首先給出本發明技術方案的理論說明：

1、確定影響膜片單位面積產水量的因素:

?????影響膜片單位面積產水量的因素有：溫度、壓力、原水濃度、原水PH值以及膜片進水方式等。

a、溫度。

????溫度對膜片、膜元件產水量影響較大，膜元件通常以25℃為標準測試溫度，在該溫度下測的產水量作為膜元件或膜片的基準產水量，在其他溫度下，均可以通過溫度校正系數矯正到標準溫度下單位面積膜片的產水量或者膜元件的產水量，故溫度不會對該種計算方法產生較大影響。

b、進水鹽濃度。

滲透壓是水中所含鹽分或者有機物濃度和種類的函數，鹽濃度增加，滲透壓也會增加，進水驅動壓力的大小主要取決于進水中的含鹽量。如果壓力保持恒定，含鹽量越高，通量就會越低。通過做膜片通量-濃度實驗進行數據分析，可以看出膜片通量隨著原水濃度的增加而緩緩降低，如圖1所示。

c、壓力。

?????進水壓力主要用于克服自然滲透壓，經過多次做膜片通量-進水壓力實驗得到：膜片的產水量（gpd）與進水壓力（mpa）成正比關系，如圖2所示。

d、進水方式: