书 书 书犐犆犛 １９ ． ０２０ 犙 ８１ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３８５１１ — ２０２０ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G28 /G29 /G2A /G2B /G2C /G2D 犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱狅犳狊犲狉狏犻犮犲犾犻犳犲犳狅狉犺狅犾犾狅狑犳犻犫犲狉犿犲犿犫狉犪狀犲 ２０２０  ０３  ０６ /G2E /G2F ２０２１  ０２  ０１ /G30 /G31 /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G27 /G28 /G29 /G2A /G33 /G2F /G30 /G34 /G35 /G36 /G2E /G2F书 书 书前 　　 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 ： 天津膜天膜科技股份有限公司 、 广州中国科学院先进技术研究所 、 北京科泰兴达高新技术有限公司 、 山东招金膜天股份有限公司 、 三达膜科技 （ 厦门 ） 有限公司 、 哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司 、 烟台金正环保科技有限公司 、 北京碧水源膜科技有限公司 、 海南立 癉 净水科技实业有限公司 、 杭州求是膜技术有限公司 、 宁波水艺膜科技发展有限公司 、 天津膜天膜工程技术有限公司 。 本标准主要起草人 ： 胡晓宇 、 王希 、 郭庆贺 、 梁恒 、 王乐译 、 洪昱斌 、 李越彪 、 李天玉 、 陈忱 、 谢柏明 、 计根良 、 梁义 、 陈顺权 、 韩爱龙 、 孙文挺 、 张卿 、 刘洋 、 冯磊 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３８５１１ — ２０２０ 中空纤维膜使用寿命评价方法 １ 　 范围 本标准规定了水处理用中空纤维膜使用寿命的评价方法 。 本标准适用于水处理用中空纤维超滤膜和中空纤维微滤膜使用寿命的评价 。 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 ／ Ｔ６６８２ 　 分析实验室用水规格和试验方法 ＧＢ ／ Ｔ２０１０３ 　 膜分离技术 　 术语 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ２０１０３ 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 中的某些术语和定义 。 ３ ． １ 　 中空纤维膜 　 犺狅犾犾狅狑犳犻犫犲狉犿犲犿犫狉犪狀犲 外型为纤维状 、 空心的具有自支撑作用的膜 。 注 ： 对于反渗透膜 ， 皮层在外表面 ； 对于超滤膜和微滤膜 ， 皮层在内表面 、 外表面或内 、 外表面 。 ［ ＧＢ ／ Ｔ２０１０３ — ２００６ ， 定义 ２．１．２８ ］ ３ ． ２ 　 微滤膜 　 犿犻犮狉狅犳犻犾狋狉犪狋犻狅狀犿犲犿犫狉犪狀犲 膜平均孔径大于或等于 ０．０１ μ ｍ 的分离膜 。 ［ ＧＢ ／ Ｔ２０１０３ — ２００６ ， 定义 ５．１．２ ］ ３ ． ３ 　 超滤膜 　 狌犾狋狉犪犳犻犾狋狉犪狋犻狅狀犿犲犿犫狉犪狀犲 由起分离作用的一层极薄表皮层和较厚的起支撑作用的海绵状或指状多孔层组成 ， 切割分子量在几百至几百万的膜 。 注 １ ： 表皮层厚度通常仅 ０．１ μ ｍ ～ １ μ ｍ ， 多孔层厚度通常 １２５ μ ｍ 。 注 ２ ： 超滤膜多数为非对称膜 。 ［ ＧＢ ／ Ｔ２０１０３ — ２００６ ， 定义 ５．１．１ ］ ３ ． ４ 　 通量 　 犳犾狌狓 单位时间内单位膜面积透过组分的量 。 ［ ＧＢ ／ Ｔ２０１０３ — ２００６ ， 定义 ２．１．３３ ］ ３ ． ５ 　 跨膜压差 　 狋狉犪狀狊犿犲犿犫狉犪狀犲狆狉犲狊狊狌狉犲犱犻犳犳犲狉犲狀犮犲 膜进水侧与产水侧的压力之差 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３８５１１ — ２０２０ 注 ： 改写 ＨＹ ／ Ｔ１１２ — ２００８ ， 定义 ３．６ 。 ３ ． ６ 　 比通量 　 狊狆犲犮犻犳犻犮犳犾狌狓 通量与跨膜压差的比值 。 ３ ． ７ 　 化学清洗 　 犮犺犲犿犻犮犪犾犮犾犲犪狀犻狀犵 利用化学药剂去除膜的污染物的过程 。 ［ ＧＢ ／ Ｔ２０１０３ — ２００６ ， 定义 ７．２．８ ］ ３ ． ８ 　 产水量 　 狆狉狅犱狌犮狋犻狏犻狋狔 在规定的运行条件下 ， 膜元件 、 组件或装置单位时间内所生产的产品水的量 。 ［ ＧＢ ／ Ｔ２０１０３ — ２００６ ， 定义 ２．２．１０ ］ ３ ． ９ 　 使用寿命评价预期参数 　 犲狓狆犲犮狋犲犱狆犪狉犪犿犲狋犲狉犳狅狉狊犲狉狏犻犮犲犾犻犳犲犲狏犪犾狌犪狋犻狅狀 在规定的跨膜压差 、 水温和污染物浓度条件下 ， 中空纤维膜经多次连续产水和化学清洗 ， 根据膜因 受污染导致比通量衰减至无法恢复下限值时的单位膜面积总产水量和拟设计平均运行通量的值 ， 计算膜的可使用时间 ， 表征膜在该特定条件下使用寿命的参考数值 。 ４ 　 评价方法 ４ ． １ 　 原理 在一定的跨膜压差 、 水温和污染物浓度条件下 ， 对中空纤维膜进行多次连续运行产水和化学清洗试 验 ， 计算试验过程中膜的比通量 ， 在确保截留性能的情况下 ， 根据膜因受污染导致比通量衰减至无法恢复下限值时的单位膜面积总产水量和拟设计平均运行通量的值 ， 计算中空纤维膜在此条件下的可使用时间 ， 以该可使用时间表征中空纤维膜在一定的跨膜压差 、 水温和污染物浓度条件下的使用寿命 。 ４ ． ２ 　 试验条件 水温 ： ２５℃±１℃ ； 跨膜压差 ： ０．１０ＭＰａ 。 ４ ． ３ 　 试剂 除非另有规定 ， 仅使用分析纯试剂 。 ４ ． ３ ． １ 　 水 ， ＧＢ ／ Ｔ６６８２ ， 三级 。 ４ ． ３ ． ２ 　 腐殖酸 ， ＣＡＳ ： １４１５９３６ 。 ４ ． ３ ． ３ 　 氢氧化钠 ， ＣＡＳ ： １３１０７３２ 。 ４ ． ３ ． ４ 　 次氯酸钠溶液 ， ＣＡＳ ： ７６８１５２９ 。 ４ ． ４ 　 样品 截取外观完好的待测中空纤维膜中间段约 ２２０ｍｍ ， 用水浸泡 １ｈ 后漂洗 ， 多次浸泡和漂洗至清洗 水 ｐＨ 降为 ７．５ 以下 ， 备用 。 ４ ． ５ 　 试验方案和试验装置 中空纤维膜使用寿命评价试验方案见附录 Ａ 中 Ａ．１ ， 试验装置见 Ａ．２ 。 ２ 犌犅 ／ 犜 ３８５１１ — ２０２０ ４ ． ６ 　 试验步骤 中空纤维膜使用寿命评价预期参数试验步骤如下 ： ａ ） 　 取已制备的膜样品 ， 根据膜使用条件下污染物浓度水平的高低 ， 选定 Ａ．１ 的试验方案 ， 按 Ａ．２ 连接好试验装置 ； ｂ ） 在跨膜压差 ０．１０ＭＰａ 、 水温 ２５℃±１℃ 条件下稳定运行产水 ， 并开始计时 ， 每 １０ｍｉｎ 记录 １ 次时间 狋 狀 及对应的累计产水量 犙 ｔ 狀 ； ｃ ） 根据 犙 ｔ 狀 ， 按式 （ １ ） 计算单位膜面积累计产水量 犙 ｓ 狀 ， 并按式 （ ２ ） 计算比通量 犉 ｓ 狀 ； ｄ ） 当比通量衰减至表 Ａ．１ 中的下限值以下 ８０％ 时 ， 停止运行产水 ， 将膜按表 Ａ．１ 中的清洗方式清洗 ， 记为运行 １ 次 ； ｅ ） 以 犙 ｓ 狀 为横坐标 ， 犉 ｓ 狀 为纵坐标作图 ， 并拟合为相关系数在 ０．９９ 以上的 犙 ｓ 狀  犉 ｓ 狀 回归方程 ， 根据方程计算 犉 ｓ 狀 的值为表 Ａ．１ 中的下限值时的单位膜面积累计产水量 犙 狀 ， 记为本次运行的单位膜面积累计产水量 ； ｆ ） 重复步骤 ｂ ） ～ ｅ ）， 进行多次运行试验 ， 直到比通量 犉 ｓ 狀 衰减至表 Ａ．１ 中的下限值以下 ８０％ ， 且清洗后比通量仍无法恢复至下限值以上时 ， 停止试验 ； ｇ ） 根据每次运行中计算的单位膜面积累计产水量 犙 狀 ， 按式 （ ３ ） 计算整个试验中膜的单位膜面积总产水量 犙 ｚ ； ｈ ） 根据单位膜面积总产水量 犙 ｚ 和膜的拟设计平均运行通量 犉 ｄ ， 按式 （ ４ ） 计算该运行条件下膜的使用寿命评价预期参数 τ ； ｉ ） 以上试验平行进行 ３ 组 ， 取算术平均数 ， 试验示例参见附录 Ｂ 。 ４ ． ７ 　 数据处理 ４ ． ７ ． １ 　 单位膜面积累计产水量 中空纤维膜的单位膜面积累计产水量 犙 ｓ 狀 ， 按式 （ １ ） 计算 ： 犙 ｓ 狀 ＝ １０００ × 犙 ｔ 狀 ３ ． １４ × 犇犔 …………………………（ １ ） 　　 式中 ： 犙 ｓ 狀 ——— 试验记录的第 狀 个运行产水时间内膜的单位膜面积累计产水量 ， 单位为升每平方米 （ Ｌ ／ ｍ ２ ）； 犙 ｔ 狀 ——— 试验记录的第 狀 个运行产水时间内膜的累计产水量 ， 单位为毫升 （ ｍＬ ）； 犇 ——— 膜的外径 ， 单位为毫米 （ ｍｍ ）； 犔 ——— 膜的有效长度 ， 单位为毫米 （ ｍｍ ）。 ４ ． ７ ． ２ 　 比通量 中空纤维膜的比通量 犉 ｓ 狀 ， 按式 （ ２ ） 计算 ： 犉 ｓ 狀 ＝ ６０ × 犙 ｓ 狀 － 犙 ｓ 狀 － １ （ ） 狋 狀 － 狋 狀 － １ （ ）  犘 …………………………（ ２ ） 　　 式中 ： 犉 ｓ 狀 　 ——— 比通量 ， 单位为