ICS07.060;23.100.60 J77 中华人民共和国国家标准 GB/T32373—2015 反渗透膜测试方法 Testmethodsforreverseosmosismembranes 2015-12-31发布 2016-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国分离膜标准化技术委员会(SAC/TC382)提出并归口。 本标准起草单位:贵阳时代沃顿科技有限公司、天津工业大学、国家海洋局天津海水淡化与综合利 用研究所、杭州水处理技术研究开发中心、中国海洋大学、贵阳市质量技术监督局、贵阳市乌当区质量技 术监督局。 本标准主要起草人:金焱、王思亮、王薇、祝敏、潘献辉、潘巧明、杨峰、高学理、张宇峰、张强、罗敏、 易仙明。 ⅠGB/T32373—2015 反渗透膜测试方法 1 范围 本标准规定了平板反渗透膜厚度均匀性、脱盐率、水通量、脱盐层完整性和耐压性能的测试方法。 本标准适用于平板反渗透膜的测试,其他形式的反渗透膜可参考执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T5750.4 生活饮用水标准检验方法 感官性状和物理指标 GB/T6672 塑料薄膜和薄片厚度测定 机械测量法 GB/T6908 锅炉用水和冷却水分析方法 电导率的测定 GB/T20103—2006 膜分离技术 术语 3 术语和定义 GB/T20103—2006界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用,以下重复列出了 GB/T20103—2006中的相关术语和定义。 3.1 平板膜 flatmembrane 外型为平板或纸片状的膜。 注:平板膜通常具有支撑层(如无纺布),用于制备板框式、折叠式和螺旋卷式膜元件。 [GB/T20103—2006,定义2.1.27] 3.2 脱盐率 saltrejection 表示脱除给料液盐量的能力,用百分比表示。 注:改写GB/T20103—2006,定义2.2.11。 3.3 水通量 waterflux 在一定操作条件下,单位膜面积单位时间透过水的量。 3.4 溶解性总固体 totaldissolvedsolids;TDS 经过过滤的水样,在规定条件下蒸干水分后留下的物质(即水中的溶盐、有机物和胶体物质的总量)。 注:当水中有机物含量较少时可近似表示总含盐量,单位为mg/L。 [GB/T20103—2006,定义2.3.7] 3.5 反渗透膜 reverseosmosismembrane 用于反渗透过程使溶剂与溶质分离的半透膜。 [GB/T20103—2006,定义4.1.1] 1GB/T32373—2015 3.6 脱盐层 desaltinglayer 膜表面对离子起截留作用的超薄皮层。 3.7 有效膜面积 effectivemembranearea 与给料液直接接触起到分离作用的膜面积。 4 厚度均匀性测试 4.1 仪器 薄膜厚度测量仪:精度为1μm,测定压力应小于2.5N/cm2。 圆盘取样器:取样面积为100cm2。 4.2 测试步骤 测试步骤如下: a) 用圆盘取样器在同一样品(面积不小于500cm2)上等距离切取3个圆片状试样作为一组试 样,试样应无折皱、破损等明显缺陷。 b) 将试样在温度为25℃±2℃,相对湿度为(50±5)%的环境条件下放置12h后进行测试。 c) 按照GB/T6672的方法进行测量,每组测试3个试样。测量时应将薄膜厚度测量仪的测量头 缓慢、平稳放下,避免试样变形。 d) 每个试样的测试点为8个,且均匀分布,测试点与试样边缘之间的距离在10mm~20mm,试 样测试点分布示意图见图1。 e) 计算样品的平均厚度、厚度最大偏差和厚度相对偏差。 图1 试样厚度测试点分布示意图 4.3 数据处理 4.3.1 膜的厚度均匀性 膜的厚度均匀性以3个试样上所有测试点中的厚度最大偏差以及厚度相对偏差表示。 4.3.2 平均厚度 样品的平均厚度按式(1)计算: 􀭺d=∑n i=1di/n ……………………………(1) 2GB/T32373—2015 式中: 􀭺d———样品的平均厚度,单位为微米(μm); di———3个试样上第i个测试点的厚度测量值,单位为微米(μm); n———3个试样测试点总数。 4.3.3 厚度最大偏差 样品的厚度最大偏差(Δd)按式(2)计算: Δd=dmax-dmin ………………………………(2) 式中: Δd———样品的厚度最大偏差,单位为微米(μm); dmax———3个试样中厚度最大值,单位为微米(μm); dmin———3个试样中厚度最小值,单位为微米(μm)。 4.3.4 厚度相对偏差 样品的厚度相对偏差(σ)按式(3)计算: σ=∑n i=1|di-􀭺d|/􀭺d n×100% ………………………(3) 式中: σ———样品的厚度相对偏差; di———3个试样上第i个测试点的厚度测量值,单位为微米(μm); 􀭺d———样品的平均厚度,单位为微米(μm); n———3个试样测试点总数。 5 脱盐率及水通量测试 5.1 仪器、器材及装置 反渗透膜测试装置:其示意图见附录A; 电子天平:精度0.01g; 电导率仪:精度±1%; 温度计:量程0℃~50℃,精度0.1℃; pH计:精度±1%; 秒表:精度1/100s; 压力表:精度等级2.5; 量筒:精度为1mL。 5.2 测试药品 氯化钠:分析纯; 盐酸:分析纯; 氢氧化钠:分析纯; 去离子水或蒸馏水:电导率小于10μS/cm。 3GB/T32373—2015 5.3 测试条件 反渗透膜水通量及脱盐率的测试条件见附录B。 5.4 测试步骤 测试步骤如下: a) 截取若干个试样(不少于4个),试样应无折皱、破损等明显缺陷,试样的尺寸应满足完全覆盖 反渗透膜评价池的密封圈的要求。反渗透膜评价池示意图见附录A,评价池内膜片的有效膜 面积不低于2.5×10-3m2。 b) 将试样放入去离子水或蒸馏水中浸泡30min。 c) 按照膜的种类配制对应浓度的氯化钠(NaCl)水溶液作为测试溶液,溶液浓度见表B.1,并用盐 酸或氢氧化钠调节pH至7.5±0.5。 d) 将反渗透膜试样安装入反渗透膜评价池,脱盐层应朝向评价池的进水侧。 e) 开启增压泵,缓慢调节截止阀,按照膜的种类将运行压力调至表B.1对应的测试压力。 f) 在恒温、恒压下稳定运行30min后,用烧杯收集一定量的测试液原液,水样量不低于150mL; 用秒表和量筒测量一定时间内透过液的体积(单个试样不少于30mL)。 g) 按照GB/T6908的规定分别测量原液和透过液的电导率;或按照GB/T5750.4的规定分别测 定原液和透过液溶解性总固体含量(TDS)。 h) 缓慢调节截止阀,将运行压力降至0.05MPa以下,关闭增压泵。 i) 计算脱盐率(R)和水通量(F)。 5.5 数据处理 5.5.1 脱盐率 脱盐率(R)按电导率法或溶解性总固体法计算,具体如下: a) 电导率法 按式(4)计算: R=1-kp kfæ èçö ø÷×100%………………………………(4) 式中: R———脱盐率; kp———透过液电导率,单位为微西门子每厘米(μS/cm); kf———测试液电导率,单位为微西门子每厘米(μS/cm)。 b) 溶解性总固体法 按式(5)计算: R=1-Cp Cfæ èçö ø÷×100%………………………………(5) 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)。 5.5.2 平均脱盐率 样品的平均脱盐率(􀭺R)按式(6)计算: 4GB/T32373—2015 􀭺R=∑n i=1Ri/n ……………………………(6) 式中: 􀭺R———样品的平均脱盐率,%; Ri———样品中第i个试样的脱盐率,%; n———样品的试样总数。 5.5.3 水通量 水通量(F)按式(7)计算: F=V At…………………………………(7) 式中: F———水通量,单位为升每平方米小时[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)。 5.5.4 平均水通量 样品的平均水通量(􀭺F)按式(8)计算: 􀭺F=∑n i=1Fi/n ……………………………(8) 式中: 􀭺F———样品的平均水通量,单位为升每平方米小时[L/(m2·h)]; Fi———样品第i个试样的水通量,单位为升每平方米小时[L/(m2·h)]; n———样品中测试的试样总数。 6 脱盐层完整性测试 6.1 仪器、器材及装置 反渗透膜测试装置:其示意图见附录A; 电子天平:精度0.01g; 电导率仪:精度±1%; 温度计:量程0℃~50℃,精度0.1℃; pH计:精度±1%; 相机:具有微距拍摄功能。 6.2 测试药品 氯化钠:分析纯; 罗丹明B:分析纯; 盐酸:分析纯; 氢氧化钠:分析纯; 去离子水或蒸馏水:电导率小于10μS/cm。 5GB/T32373—2015 6.3 测试步骤 测试步骤如下: a) 截取若干个试样(不少于4个),试样应无折皱、破损等明显缺陷,试样的尺寸应满足完全覆盖 反渗透膜评价池的密封圈的要求。反