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由于我国分离膜行业发展较晚,出台的国家规范和行业规范较少,其中膜与膜组件规范有21项,与膜产品相关的装置规范有24项,全部为推荐性标准,除5项为国家规范外,其他均为行业标准,主要是海洋行业规范,为27项。
规范作为行业发展的一个重要步骤,起着肯定已有成果、纯水设备引导行业发展方向的重要作用,具有很强的指导性。因此相关规范的制定对促进膜产业科学化、规范化管理,引导膜产业朝着健康有序的方向发展,推动膜技术广泛应用起到重要的技术支撑作用。
膜产品技术指标
膜产品的相关性能指标繁多,主要有分离透过性能、物理性能和化学性能三大类,其中分离透过性能包括:产水量、水通量、纯水透过率、截留分子质量(切割分子质量)截留率、脱盐率、回收率、最大孔径、平均孔径、孔径分布、孔隙率、气密性及完整性等;膜物理性能有:结构性能(外观、膜面积、膜厚、膜丝内外径)机械性能(拉伸强度、 实验室纯水设备爆破强度、弯曲强度、柔润指数、断裂伸长率)电性能(荷电性、Zeta电位)亲水性(接触角)及耐热性(最高操作温度)等;膜化学性能有:化学稳定性(化学相容性)耐氧化性(短时余氯耐受限度、过氧化氢耐受限度)耐酸碱性(运行及清洗pH范围)及耐污染性能等。
膜分离透过性能反映了滤膜的适用范围,物理性能和化学性能反映了滤膜的使用条件。膜分离透过性能是膜产品最重要的技术指标,相关研究和测试方法较多,也是现有膜产品标准的主要技术内容,膜物理和化学性能指标除结构性能外,相关规范还是空白。
膜与膜组件规范分析
膜产品按膜分离过程分类为微滤(MF膜、超滤(UF膜、纳滤(NF膜、超纯水设备反渗透(RO膜及离子交换膜等;按膜组件型式分类可分为平板膜、卷式膜、中空纤维膜(柱式、帘式)及管式膜、碟管式膜等。
通用规范
通用规范包括《膜分离技术术语》GB/T201032006和《膜组件及装置型号命名》GB/T205022006其中GB/T201032006规范界定了膜分离领域包括电渗析、反渗透、纳滤、超滤、微滤、气体分离膜及离子交换膜的常用术语,对膜分离技术领域的221条术语进行了定义,适用于膜与膜材料、膜组件、液体分离、气体分离及其他膜分离过程。GB/T205022006规范规定了膜组件及装置型号的命名规则,适用于反渗透、纳滤、超滤、微滤、气体分离膜、电渗析及电去离子装置。
反渗透(RO膜标准
反渗透膜标准有4项:中空纤维反渗透膜测试方法》HY/T0491999中空纤维反渗透技术中空纤维反渗透组件》HY/T054.12001中空纤维反渗透技术中空纤维反渗透组件测试方法》HY/T054.22001和《卷式反渗透膜组件测试方法》HY/T1072008
HY/T0491999规范规定了中空纤维反渗透膜除盐率和水通量的测试条件和测试方法,水处理设备适用于进水为自来水、苦咸水及海水的中空纤维反渗透膜的测试。测试前要进行试样制备,将膜丝用环氧树脂粘结于尼龙管或橡皮塞上,然后将固化的膜样装入测试管中在测试装置上进行测试,但对样品的制备及测试管的要求没有做出具体详细的规定或说明。水通量的测定用量筒和秒表测量,不要求恒温,测得的数据查表换算成25℃时的数值。
HY/T1072008规范规定了卷式反渗透膜元件脱盐率、回收率、产水量、水通量、密封泄漏点及气密性6个参数的测试方法。脱盐率可按氯化钠浓度法或电导率法计算。
目前,中空纤维反渗透膜已很少见,工程中应用的几乎全为卷式反渗透膜,但是缺乏对卷式反渗透膜元件性能技术要求做出规定的规范,质检机构只能根据厂家的标称值进行质量检验,评判尺度不统一。由时代沃顿公司承担起草的海洋行业规范《卷式聚酰胺复合反渗透膜元件》发布实施后将解决这一问题。
纳滤(NF膜标准
纳滤膜标准有1项,即《纳滤膜及其元件》HY/T1132008该标准规定了纳滤膜及其元件的分类与型号、要求、检测、检验规则等。技术要求规定了规范条件下纳滤膜对于一价离子及二价离子的水通量和脱除率,脱盐率可按重量法或电导率法测量。一价离子以500mg/LNaCl为测试液,脱除率应不小于30%二价离子以2000mg/LMgSO4为测试液,脱除率应不小于90%
超滤(UF膜标准
超滤膜标准有3项:中空纤维超滤膜测试方法》HY/T0501999中空纤维超滤膜组件》HY/T0622002和《超滤膜及其组件》HY/T1122008
HY/T0501999规定了纯水透过率、截留分子质量及截留率的测定方法。所用规范物质聚乙二醇测试液浓度定为5000mg/L操作上不易实现,应该给出一个允许误差范围;所用规范物质牛血清蛋白测试液浓度为10003000mg/L范围太宽,不科学。关于纯水透过率的测试条件,对测试结果有重要影响的测试液温度及回收率,规范中未做出规定,缺乏严格性。
HY/T0622002规定了中空纤维超滤膜组件的分类与型号、要求、试验方法等。工业水处理设备其中试验方法均要求按HY/T0501999规定操作,但这两项规范有不对应的地方,例如在HY/T0501999中找不到外观检测”和“渗漏检测”规定;另外所用术语也存在不统一,例如HY/T0622002中“纯水通量”指标在HY/T0501999中以“纯水透过率”表述。
HY/T1122008规定了对超滤膜的技术要求,专门规定了用于海水预处理的超滤膜组件的技术要求。纯水通量及截留性能试验方法要求按HY/T0501999规定执行。另外,规定了完整性检测、渗漏检验及耐压性能试验的方法,但后两者按厂家标称的最大工作压力测试,无统一确定的测试压力规定。耐压性能试验要求在标称的最大跨膜压差下运行1224h测试周期过长。
微滤(MF膜标准
微滤膜标准有6项:微孔滤膜孔性能测定方法》HY/T0391995中空纤维微孔滤膜测试方法》HY/T0511999微孔滤膜》HY/T0532001中空纤维微滤膜组件》HY/T0612017聚偏氟乙烯微孔滤膜》HY/T0652002及《聚丙烯中空纤维微孔膜》HY/T1102008
HY/T0391995规范规定了最大孔径、平均孔径、孔径分布及孔隙率等性能指标及其检测方法。
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