一种反渗透膜的耐氧化性能检测方法与流程

本发明涉及一种测试方法，具体是指一种反渗透膜的耐氧化性能检测方法。

背景技术：

海水淡化作为缓解水资源短缺形势的重要措施之一，将从水源净增量上缓解淡水短缺，促进水资源在社会经济发展中合理、持续利用，对保障水资源安全具有重要战略意义。膜法海水淡化技术以其高效无污染的特点，成为最具发展前景的海水淡化技术之一。

反渗透膜是膜法海水淡化系统的核心部件，其性能的优劣直接影响整个淡化系统的脱盐率、产水量及使用寿命等。反渗透膜在运行一段时间后，易受海水中难溶盐、悬浮物和微生物等的污染，造成结垢、膜性能下降等情况，对于微生物(藻类、霉菌、真菌)等的污染，通常采用杀菌剂消毒处理的方式。

目前常用的杀菌剂有次氯酸钠、二氧化氯和过氧化氢溶液等，经过杀菌剂处理后仍有一部分残余杀菌剂会进入反渗透膜，而目前大部分反渗透膜耐氧化能力较差，可引起酰胺键断裂或芳香聚酰胺环上发生取代反应。膜材料的氧化将直接导致膜性能衰竭，严重影响膜的使用寿命。根据ge公司技术手册，膜元件余氯容忍量为1000mg/l·h

对于反渗透膜耐氧化性能的检测方法，目前各个膜厂家没有统一的标准，不能对反渗透膜产品有明确的市场评价指标。本发明为一种普适性的反渗透膜耐氧化性检测方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种反渗透膜的耐氧化性能检测方法，该方法能够有效检测不同氧化性溶液环境下反渗透膜性能的变化情况，依据变化程度对膜片的相关耐氧化性进行分类，划分耐氧化性等级。

本发明的一种反渗透膜的耐氧化性能检测方法，包括如下步骤：

1、纯水洗涤膜片，浸泡待用；

2、将已浸泡的膜片置于浸泡液，进行耐氧化性浸泡实验；

3、在膜片测试台上进行膜片脱盐率与通量的测定；

为保证用于耐氧化性能检测实验的膜片性能良好，且具有较高的稳定性，选用国内外主流膜厂家的海水反渗透膜元件产品型号。通过对这些膜元件产品的解剖，获得所需膜片，所得膜片保存于质量浓度为1.0％wt的亚硫酸氢钠(nahso3)溶液中。

具体的步骤包括：

待检测膜片准备：将膜片从亚硫酸氢钠溶液中取出，用纯水进行多次冲洗；将膜片裁剪成适用于膜片测试台膜池的尺寸，裁剪时注意勿伤及膜面；再次用纯水对膜片进行多次冲洗，然后浸泡，浸泡温度为25-35℃，浸泡时间为2h以上。

反渗透膜耐氧化性测试：将已用纯水清洗的膜片浸入氧化性溶液，分别进行不同浸泡液浓度、不同浸泡时长的耐氧化性浸泡实验；氧化性溶液ph值为5～9；浸泡时长为0～24h；浸泡温度为25～35℃，浸泡液浓度500～5000ppm。

不同浓度氧化性溶液的浸泡：量取一定量的氧化性溶液浓溶液，加入容量瓶，并用纯水定容，配制成相应浓度的氧化性溶液，用盐酸和氢氧化钠的滴定液将ph分别调至5；膜片浸泡时长为60min；浸泡温度为25℃。

不同时长氧化性溶液的浸泡：配制1000ppm的氧化性溶液，膜片浸泡时长分别为0、30min、60min、90min、120min、150min，24h；用盐酸和氢氧化钠的滴定液将ph分别调至5，浸泡温度为25℃。

不同ph值氧化性溶液的浸泡：配制1000ppm的氧化性溶液，膜片浸泡时长分别为60min；用盐酸和氢氧化钠的滴定液将ph分别调至5、6、7、8、9，浸泡温度为25℃。

不同温度氧化性溶液的浸泡：配制1000ppm的氧化性溶液，膜片浸泡时长分别为60min；用盐酸和氢氧化钠的滴定液将ph分别调至5，浸泡温度为25、30、35℃。

膜片脱盐率与通量测试：浸泡时间结束后，将膜片取出，用纯水洗涤；使用膜片测试台测定膜片脱盐率与通量；以氯化钠为测试盐，原水电导为32000±1000mg/l；原水水温为25±1℃，测试压力为5.50±0.20mpa，测试液ph范围为7～8，测前稳定时间为30min，每隔30min记录测试条件与测试数据；在恒温、恒压下稳定运行，收集一定量的测试液原液，用秒表和量筒测量一定时间内透过液的体积；运用离子色谱法分别测定原液和透过液中氯化钠含量，或者按照gb/t6908(≥10ms/cm)和gb/t17323(≤10ms/cm)规定的方法测定原液和透过液的电导率；记录数据，计算膜片脱盐率与通量变化。

根据膜片脱盐率与通量变化，划分膜片耐氧化性能等级。海水淡化膜耐氧化性能判断标准如下表所示。

a.定义：

b.定义：

c.定义：

式中：

r─脱盐率，％；

cp─透过液溶解性总固体含量，单位为毫克每升(mg/l)；

cf─测试液溶解性总固体含量，单位为毫克每升(mg/l)。

d.定义：

式中：

f──水通量，单位为升每平方米每小时[l/(m²·h)]；

v──t时间内收集的透过液体积，单位为升(l)；

a──有效膜面积，单位为平方米(m²)；

t──收集v体积的透过液所用时间，单位为小时(h)。

附图说明

图1是本发明中的反渗透膜性能测试装置流程示意图

图2膜片氧化性溶液浸泡30min后脱盐率随运行时间变化图

图3膜片氧化性溶液浸泡30min后通量随运行时间变化图

图4膜片氧化性溶液浸泡60min后脱盐率随运行时间变化图

图5膜片氧化性溶液浸泡60min后通量随运行时间变化图

图6膜片氧化性溶液浸泡30min后脱盐率随运行时间变化图

图7膜片氧化性溶液浸泡30min后通量随运行时间变化图

图8膜片氧化性溶液浸泡60min后脱盐率随运行时间变化图

图9膜片氧化性溶液浸泡60min后通量随运行时间变化图

其中，针阀1，测试座2，球阀3，压力表4，流量计5，旁通流量调节阀6，冷却管7，5micron过滤器8，柱塞泵9

具体实施方式

下面结合实施例进一步详述本发明的技术方案，本发明的保护范围不局限于下述的具体实施方式。

实施例1

膜片厂家a的a-1型海水膜耐氧化性能测试

根据附图1所示结构，制备一反渗透膜性能测试装置，包括针阀1，测试座2，球阀3，压力表4，流量计5，旁通流量调节阀6，冷却管7，5micron过滤器8，柱塞泵9；连接关系如图所示；选取膜片厂家a的a-1型海水膜作为实验用膜，检测其氧化性溶液不同浸泡时长的耐受性能。配制ph值为5的naclo溶液1000mg/l，将已用纯水清洗的膜片浸入浸泡液，在25℃下浸泡30min，60min。

在水温25℃的条件下，配制32000ppm氯化钠溶液(其电导约为46900μs/cm)作为原水，控制测试压力为5.50±0.20mpa，测试液ph范围为7～8，测前稳定时间为30min，每隔30min记录测试条件与测试数据。用烧杯收集一定量的测试液原液，用秒表和量筒测量一定时间内透过液的体积。运用离子色谱法法分别测定原液和透过液中氯化钠含量，或用电导率法测定原液和透过液的电导率。记录数据，计算膜片脱盐率与通量。

膜片氧化性溶液浸泡后脱盐率/通量随运行时间变化如图2、图3、图4、图5所示。

经分析，a-1型海水膜耐氧化性能为ⅱ级。从图可以看出运行2h后膜片脱盐率与通量基本不变。经氧化性溶液浸泡后，与浸泡30min相比，膜片浸泡60min后脱盐率减小0.25％，通量增大15％。

实施例2

膜片厂家b的b-1型海水膜耐氧化性能测试

选取膜片厂家b的b-1型海水膜作为实验用膜，检测其不同浸泡的耐氧化性能。配制ph值为5的naclo溶液1000mg/l，将已用纯水清洗的膜片浸入浸泡液，在25℃下浸泡30min，60min。测试条件同实施例1。

膜片氧化性溶液浸泡后脱盐率/通量随运行时间变化如图6、图7、图8、图9所示。

经分析，b-1型海水膜耐氧化性能为ii级。从图可以看出运行2h后膜片脱盐率与通量基本不变。经氧化性溶液浸泡后，与浸泡30min相比，膜片浸泡60min后脱盐率减小0.26％，通量增大41％。