[发明专利]一种卷式苦咸水反渗透膜元件脱硼率测试方法

说明书

本发明属于反渗透膜分离性能测试技术领域，公开了一种卷式苦咸水反渗透膜元件脱硼率测试方法，将苦咸水反渗透膜元件用去离子水或蒸馏水冲洗，再在反渗透膜元件渗透性能测试装置水箱中配制含有氯化钠的硼酸测试液，并调节pH值；将反渗透膜元件装入膜壳后，调节进水压力、温度、回收率，再在该条件下预压一定时间，分别收集测试装置进水和产水多次并分析硼元素浓度，平均值作为最终的进水和产水硼浓度，进而计算获得卷式苦咸水反渗透膜元件脱硼率。本发明明确了进行脱硼率测试时反渗透膜元件应满足的要求、预处理方法，提出对测试液浓度、pH值、进水温度、压力和回收率进行控制和界定，提高了测试方法的可靠性和检测结果的可比性和可重复性。

技术领域

本发明属于反渗透膜分离性能测试技术领域，具体来说，是涉及用于测试卷式苦咸水反渗透膜元件脱硼率的方法。

技术背景

苦咸水反渗透膜元件广泛应用于苦咸水淡化、工业废水处理等领域。当前的苦咸水反渗透膜元件以卷式芳香聚酰胺膜元件为主，它是由反渗透膜经过卷制而成，通常由反渗透膜、中心管、进水隔网、浓水隔网和端板组成。反渗透膜是卷式膜元件的主要功能部分，对脱除水中的阴阳离子、中性分子起主要作用。

硼是人类、动植物生长生存必不可少的微量元素，但是摄入过高的硼元素则会对生命体产生毒性和一系列不利影响。例如，对小麦生长来说，土壤中硼元素应保持在0.75-1.0mg/L之间，过高的硼含量将阻止根细胞分裂和木质素沉积，造成叶子变黄、落叶等现象；另外，动物实验表明长期摄入硼过高的食物将引起人类和动物在心血管、神经系统和消化系统发生疾病。因此从保障生命健康的角度，控制水质中硼含量至关重要。世界卫生组织(WHO)规定水质中硼含量应不超过2.4mg/L；世界各国和相关组织也根据自身国情限定了水质中的硼含量，如欧盟和英国规定水质中硼含量不应超过1mg/L；美国各州对硼含量均有不同的要求(明尼苏达州0.6mg/L，弗洛里达州0.63mg/L，加州1mg/L)，我国饮用水标准中规定硼含量应不超过0.5mg/L。

苦咸水中硼含量通常在3mg/L左右，膜法苦咸水淡化行业中反渗透膜元件脱硼率是膜材料研发机构、生产企业以及膜用户非常关注的重要指标之一。准确测试反渗透膜元件脱硼率对于全面了解膜元件脱硼性能发展水平、促进制膜生产工艺革新、保障苦咸水淡化工程质量和饮用水安全具有重要意义。当前脱硼率主要通过反渗透膜元件渗透性能测试装置进行检测，过滤方式为错流，装置流程图1所示。测试时首先将海水反渗透膜元件装入压力容器9内，在循环水箱1中配制一定浓度的含硼测试液，依次开启供水泵3、高压泵7和恒温装置2，恒温装置2用于恒定测试液进水温度，利用浓水调节阀10和高压泵7调节进水压力表8的压力，产水流量计12和浓水流量计11用于监测产水和浓水流量，进水、浓水和产水可分别在进水取样阀5、浓水取样阀14和产水取样阀13进行取样监测，精密过滤器4用于装置运行时滤除进水中的潜在污染物，防止污染物进入高压泵7，回流阀6在配制测试液时使用，待达到测试条件后进行脱硼率测试。

科学准确的脱硼率测定和全面理解测试条件对苦咸水反渗透膜元件脱硼性能的影响是非常重要的，这有利用于提高测试结果的科学性和可靠性，同时也为准确比较不同反渗透膜元件的脱硼率提供了重要依据。另外，准确测试单支反渗透膜元件脱硼率有助于苦咸水淡化工程设计人员根据设计需求选择合适的膜元件，提高工程质量。然而，目前为止尽管研究者对苦咸水反渗透膜元件脱硼率测试方法具有一定的了解，但很少关注测试条件对检测结果的影响，甚至于一些现有测试方法的制定严重偏离了苦咸水反渗透膜元件的实际应用工况，引起测试结果与实际应用性能不符。鲜有报道涉及到苦咸水反渗透膜元件脱硼率与测试条件的相关性，并且当前也没有关于测试条件对苦咸水反渗透膜元件脱硼率影响的系统研究和报道。这造成了目前的苦咸水反渗透膜元件脱硼率测试方法缺乏一定的可靠性和科学性，以及不同反渗透膜元件之间缺乏可比性。

发明内容