内容页头部

反渗透膜表面结垢污染试验

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:本文针对反渗透膜表面结垢污染问题,开展结垢成分鉴定、污染层形态分析、膜性能衰减评估等关键项目检测,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、膜通量测试等技术手段,揭示结垢污染的物相组成、形貌特征及对膜性能的影响,为膜清洗方案制定、运行参数优化及污染预防提供技术支撑。

检测项目

结垢成分分析:

  • X射线衍射(XRD):物相鉴定(如CaCO3、CaSO4、SiO2等)、结晶度计算(%,参照ASTM D5373)
  • 傅里叶变换红外光谱(FTIR):官能团分析(如羟基、碳酸根、硫酸根等)、有机污染物特征峰识别(如酯基、羰基等)
  • 离子色谱(IC):阴离子浓度(Cl⁻、SO4²⁻、NO3⁻,单位mg/L,参照GB/T 14642)
污染层物理形态检测:
  • 扫描电子显微镜(SEM):表面形貌观察(如颗粒状、片状、絮状垢)、孔隙率分析(%,采用Image J软件)
  • 原子力显微镜(AFM):表面粗糙度(Ra/nm)、三维形貌重构(分辨率0.1 nm)
  • 激光共聚焦显微镜(CLSM):污染层厚度分布(μm)、荧光标记微生物定位(采用SYBR Green I染色)
膜性能衰减评估:
  • 膜通量测试:初始通量(LMH)、污染后通量(LMH)、通量衰减率(%,参照ASTM D4808)
  • 脱盐率测试:NaCl脱盐率(%,初始值与污染后值对比)、离子截留率(如Ca²⁺、Mg²⁺,单位%)
  • 压力降测试:进水侧与浓水侧压力差(MPa,运行压力1.0-1.5 MPa)
微生物污染检测:
  • 总菌落数(TC):平板计数法(CFU/mL,参照GB/T 5750.12)
  • 生物膜厚度:荧光显微镜(FM)观察(μm,采用 Calcofluor White染色)
  • ATP含量测定:生物发光法(RLU,反映微生物活性,检测限10⁻¹⁸ mol)
有机污染物分析:
  • 总有机碳(TOC):燃烧氧化法(mg/L,参照GB/T 13193)
  • 液相色谱-质谱联用(LC-MS):有机污染物鉴定(如腐殖酸、富里酸等)、分子量分布(Da)
  • 紫外吸光度(UV254):芳香族有机物含量(cm⁻¹,单位吸光度)
无机离子浓度测定:
  • 电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES):阳离子浓度(Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺,单位mg/L,参照GB/T 14635)
  • 原子吸收光谱(AAS):重金属离子浓度(Pb²⁺、Cd²⁺,单位μg/L,检测限0.01 μg/L)
  • 电位滴定法:硬度(CaCO3,单位mg/L,参照GB/T 6909)
膜表面zeta电位检测:
  • 电泳光散射(ELS):zeta电位(mV,pH范围2-10)、等电点(IEP)
  • streaming potential法:膜表面电荷密度(C/m²,参照ISO 13099-2)
污染层厚度测量:
  • 截面SEM:垂直截面厚度(μm,采用金刚石切割制备样品)
  • 超声波测厚仪:污染层平均厚度(μm,精度±0.01 μm)
垢样热稳定性分析:
  • 热重分析(TGA):失重率(%,温度范围室温-1000℃,升温速率10℃/min)
  • 差示扫描量热(DSC):相变温度(℃,如CaCO3分解温度)、热焓变化(J/g)
膜通量恢复率测试:
  • 化学清洗后通量:采用柠檬酸(2%)+EDTA(0.5%)清洗,测量恢复通量(LMH)
  • 物理清洗后通量:采用反冲洗(压力0.3 MPa),测量恢复通量(LMH)
  • 通量恢复率(%):(清洗后通量/初始通量)×100,参照GB/T 32373

检测范围

1. 苦咸水反渗透膜: 涵盖陶氏BW30、海德能CPA3、东丽TM710等型号,重点检测钙镁垢(如CaCO3、Mg(OH)2)及硫酸盐垢(如CaSO4)的形成机制

2. 海水淡化反渗透膜: 包括世韩RE8040、汇通HYDRANAUTICS SW30、GE AG8040等型号,侧重海水浓缩过程中二氧化硅垢(SiO2)及生物膜的污染特性

3. 市政污水回用反渗透膜: 涵盖超滤-反渗透双膜系统用膜,重点检测腐殖酸、蛋白质等有机污染物及微生物污染

4. 工业废水处理反渗透膜: 包括电镀废水、印染废水、化工废水用膜,侧重重金属离子(如Pb²⁺、Cr⁶⁺)及有机污染物(如染料、苯酚)的污染

5. 食品饮料行业反渗透膜: 涵盖矿泉水、果汁浓缩用膜,重点检测糖分、蛋白质等有机垢及微生物(如酵母菌、细菌)污染

6. 制药行业纯化水反渗透膜: 包括注射用水、药用纯化水用膜,侧重内毒素(ET)污染(参照USP <85>)及有机残留物(如醇类、酯类)

7. 电子行业超纯水反渗透膜: 涵盖半导体、光伏行业用膜,重点检测离子污染(如Na⁺、K⁺)及微粒(≥0.22 μm)污染

8. 锅炉补给水反渗透膜: 包括火力发电、工业锅炉用膜,侧重硬度离子(Ca²⁺、Mg²⁺)及硅酸盐(SiO3²⁻)的结垢

9. 海水淡化预处理反渗透膜: 涵盖微滤-反渗透预处理系统用膜,重点检测胶体(如粘土、泥沙)及藻类(如硅藻、绿藻)的污染

10. 垃圾渗滤液处理反渗透膜: 包括垃圾填埋场渗滤液用膜,侧重高浓度有机物(如腐殖酸、富里酸)及重金属(如Cd²⁺、Pb²⁺)的污染

检测方法

国际标准:

  • ASTM D4808-20 反渗透膜性能测试方法(动态循环模式,通量测量精度±2%,压力控制范围0-6.9 MPa)
  • ISO 15708-2:2016 反渗透膜污染评估(静态浸泡试验,污染层厚度测量采用SEM,放大倍数500-10000×)
  • APHA 2540C-2017 悬浮固体重量法(用于污染层干重测量,精度±0.1 mg,烘干温度105℃)
  • ISO 10500:2020 饮用水中无机离子测定(离子色谱法,检测限0.01 mg/L)
国家标准:
  • GB/T 32373-2015 反渗透膜测试方法(静态压力法,通量恢复率计算采用清洗后24小时稳定通量,精度±1%)
  • GB/T 14642-2009 工业循环冷却水及锅炉水中氟、氯、磷酸根、亚硝酸根、硝酸根和硫酸根的测定 离子色谱法(淋洗液为碳酸钠-碳酸氢钠溶液,流速1.0 mL/min)
  • GB/T 5750.12-2023 生活饮用水标准检验方法 微生物指标(平板计数法,培养温度36℃,培养时间48小时)
  • GB/T 13193-2017 水质 总有机碳的测定 燃烧氧化-非分散红外吸收法(催化氧化剂为Pt/Al2O3,反应温度680℃)
(方法差异说明:ASTM D4808-20强调动态循环测试下的通量衰减,而GB/T 32373-2015更侧重静态浸泡后的性能恢复率计算;ISO 15708-2:2016采用SEM测量污染层厚度,GB/T 32373-2015则推荐使用激光共聚焦显微镜,分辨率更高)

检测设备

1. X射线衍射仪(XRD): 布鲁克D8 Advance(Cu靶,波长1.5406 Å,扫描范围2θ=5°-90°,步长0.02°,配备Lynxeye XE detectors)

2. 傅里叶变换红外光谱仪(FTIR): 尼高力Nicolet iS50(波数范围4000-400 cm⁻¹,分辨率4 cm⁻¹,配备衰减全反射(ATR)附件)

3. 离子色谱仪(IC): 戴安ICS-2100(检测限0.01 mg/L,淋洗液为20 mmol/L碳酸钠-1 mmol/L碳酸氢钠,流速1.0 mL/min)

4. 扫描电子显微镜(SEM): 蔡司Merlin Compact(二次电子分辨率1.0 nm,加速电压0.02-30 kV,配备EDX能谱仪)

5. 原子力显微镜(AFM): 布鲁克Dimension Icon(扫描范围100 μm×100 μm,分辨率0.1 nm,配备 tapping mode)

6. 激光共聚焦显微镜(CLSM): 徕卡TCS SP8(波长范围405-750 nm,分辨率0.1 μm,配备HyD detectors)

7. 膜性能测试系统: 自制动态模拟装置(压力范围0-1.6 MPa,温度控制±1℃,流量范围0-100 L/h)

8. 总有机碳分析仪(TOC): 岛津TOC-L CPH(检测限4 ppb,精度±2%,配备高温燃烧炉(680℃))

9. 液相色谱-质谱联用仪(LC-MS): 安捷伦1290-6470(电喷雾离子源(ESI),质量范围50-1500 m/z,分辨率10000 FWHM)

10. 热重分析仪(TGA): TA Instruments Q500(温度范围室温-1000℃,升温速率5-50℃/min,精度±0.1 μg)

11. zeta电位分析仪: 马尔文Zetasizer Nano ZS90(测量范围-150 to +150 mV,精度±0.1 mV,配备自动滴定系统)

12. 超声波测厚仪: 奥林巴斯38DL Plus(测量范围0.025-254 mm,精度±0.001 mm,探头频率5 MHz)

13. 生物发光ATP检测仪: 汉密尔顿Microlab FORTUNA(检测限10⁻¹⁸ mol,精度±5%,配备 disposable tips)

14. 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES): 珀金埃尔默Optima 8000(检测限0.001 mg/L,波长范围165-847 nm,配备垂直炬管)

15. 荧光显微镜(FM): 尼康Eclipse Ni-U(波长范围330-600 nm,分辨率0.2 μm,配备CCD相机)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

反渗透膜表面结垢污染试验
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

全站搜索

中析研究所