[發明專利]一種卷式海水反滲透膜元件脫硼率測試方法

在審

• 申請號: 201810841606.6
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108927011A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 李強;于慧;張夢;潘獻輝
• 申請（專利權）人: 國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所
• 主分類號: B01D69/00
• 分類號: B01D69/00;B01D65/10;C02F1/44;C02F103/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

本發明屬于反滲透膜分離性能測試技術領域，公開了一種卷式海水反滲透膜元件脫硼率測試方法，在室溫下將海水反滲透膜元件用去離子水或蒸餾水沖洗，再在反滲透膜元件滲透性能測試裝置水箱中配制含有氯化鈉的硼酸測試液，并調節pH值；將反滲透膜元件裝入膜殼后，調節進水壓力、溫度、回收率，再在該條件下預壓一定時間，分別收集測試裝置進水和產水多次并分析硼元素濃度，平均值作為最終的進水和產水硼濃度，進而計算獲得卷式海水反滲透膜元件脫硼率。本發明明確了進行脫硼率測試時反滲透膜元件應滿足的要求、預處理方法，提出對測試液濃度、pH值、進水溫度、壓力和回收率進行控制和界定，提高了測試方法的可靠性和檢測結果的可比性和可重復性。

技術領域

本發明屬于反滲透膜分離性能測試技術領域，具體來說，是涉及用于測試卷式海水反滲透膜元件脫硼率的方法。

技術背景

海水反滲透膜元件廣泛應用于海水淡化、工業廢水處理等領域。當前的海水反滲透膜元件以卷式芳香聚酰胺膜元件為主，它是由反滲透膜經過卷制而成，通常由反滲透膜、中心管、進水隔網、濃水隔網和端板組成。反滲透膜是卷式膜元件的主要功能部分，對脫除水中的陰陽離子、中性分子起主要作用。

硼是人類、動植物生長生存必不可少的微量元素，但是攝入過高的硼元素則會對生命體產生毒性和一系列不利影響。例如，對小麥生長來說，土壤中硼元素應保持在0.75-1.0mg/L之間，過高的硼含量將阻止根細胞分裂和木質素沉積，造成葉子變黃、落葉等現象；另外，動物實驗表明長期攝入硼過高的食物將引起人類和動物在心血管、神經系統和消化系統發生疾病。因此從保障生命健康的角度，控制水質中硼含量至關重要。世界衛生組織(WHO)規定水質中硼含量應不超過2.4mg/L；世界各國和相關組織也根據自身國情限定了水質中的硼含量，如歐盟和英國規定水質中硼含量不應超過1mg/L；美國各州對硼含量均有不同的要求(明尼蘇達州0.6mg/L，弗洛里達州0.63mg/L，加州1mg/L)，我國飲用水標準中規定硼含量應不超過0.5mg/L。

海水中硼含量通常在5mg/L左右，膜法海水淡化行業中反滲透膜元件脫硼率是膜材料研發機構、生產企業以及膜用戶非常關注的重要指標之一。準確測試反滲透膜元件脫硼率對于全面了解膜元件脫硼性能發展水平、促進制膜生產工藝革新、保障海水淡化工程質量和飲用水安全具有重要意義。當前脫硼率主要通過反滲透膜元件滲透性能測試裝置進行檢測，過濾方式為錯流，裝置流程圖1所示。測試時首先將海水反滲透膜元件裝入壓力容器9內，在循環水箱1中配制一定濃度的含硼測試液，依次開啟供水泵3、高壓泵7和恒溫裝置2，恒溫裝置2用于恒定測試液進水溫度，利用濃水調節閥10和高壓泵7調節進水壓力表8的壓力，產水流量計12和濃水流量計11用于監測產水和濃水流量，進水、濃水和產水可分別在進水取樣閥5、濃水取樣閥14和產水取樣閥13進行取樣監測，精密過濾器4用于裝置運行時濾除進水中的潛在污染物，防止污染物進入高壓泵7，回流閥6在配制測試液時使用，待達到測試條件后進行脫硼率測試。

科學準確的脫硼率測定和全面理解測試條件對海水反滲透膜元件脫硼性能的影響是非常重要的，這有利用于提高測試結果的科學性和可靠性，同時也為準確比較不同反滲透膜元件的脫硼率提供了重要依據。另外，準確測試單支反滲透膜元件脫硼率有助于海水淡化工程設計人員根據設計需求選擇合適的膜元件，提高工程質量。然而，目前為止盡管研究者對海水反滲透膜元件脫硼率測試方法具有一定的了解，但很少關注測試條件對檢測結果的影響，甚至于一些現有測試方法的制定嚴重偏離了海水反滲透膜元件的實際應用工況，引起測試結果與實際應用性能不符。鮮有報道涉及到海水反滲透膜元件脫硼率與測試條件的相關性，并且當前也沒有關于測試條件對海水反滲透膜元件脫硼率影響的系統研究和報道。這造成了目前的海水反滲透膜元件脫硼率測試方法缺乏一定的可靠性和科學性，以及不同反滲透膜元件之間缺乏可比性。

發明內容