台湾亨莱克反渗透及纳滤产品技术手册

公司理念：客户至上 / 技术争先 / 团结协作 / 求真务实

前言

亨莱克公司是全球少数能生产卷式反渗透复合膜元件的制造商之一，其生产的 THC 系列反渗透分离膜性能卓越，广泛应用于国内外水处理行业。本手册旨在向用户介绍 THC 反渗透膜元件，涵盖产品性能、预处理工艺、系统设计、与同类产品对比等内容，适用于水处理工程公司、设计单位及膜用户，后续将根据应用需求持续更新完善。

第一章 反渗透膜的介绍

第一节 反渗透应用技术概述

传统纯水制备方法：蒸馏法、离子交换法、电渗析法（1950 年起用）。

反渗透膜优势：经济的脱盐技术，可脱除重金属、杀虫剂等污染物，还可用于废水回用（如染料回收）、食品饮料工艺、生物医药领域（节能且避免产品热降解）。

应用场景：生活饮用水净化、电子超纯水生产、化工 / 电力 / 纺织 / 冶金等行业工艺用水。

第二节 反渗透膜原理

渗透现象：半透膜分隔稀盐溶液与浓盐溶液，水分子从稀溶液侧进入浓溶液侧，使浓溶液侧液位上升，直至液柱压力与化学势能平衡，此时压力为渗透压。

反渗透现象：向浓溶液侧施加超过渗透压的外界压力，水分子反向从浓溶液进入稀溶液，盐份无法透过膜层。

膜结构：支撑层厚 50μm，表面分离层仅 0.2μm。

第三节 反渗透膜的种类

3.1 非对称膜 —— 醋酸纤维素膜（CA 膜）

历史：1962 年首次商业化，用于 RO、NF、UF。

结构：表面分离层（0.1-0.2μm，脱盐功能）+ 支撑层（100-200μm，海绵状多孔结构，高透水性）。

性能控制：通过成膜时间和温度调节脱盐率与产水通量。

3.2 复合薄膜 —— 芳香聚酰胺膜（TFC 膜）

优势：高盐截留率、耐高温、耐 pH（但不耐氧化性环境）。

结构：多孔聚碸底层 + 交联结构 PA 涂层（表面分离层由苯三甲酰氯与间苯二胺聚合而成）。

对比 CA 膜：产水通量更大、脱盐率更高。

3.3 复合膜与醋酸纤维素膜的比较

第四节 亨莱克 THC 反渗透膜的基本分离特性

4.1 反渗透膜的基本分离规律

无机物脱除率＞有机物（有机物分子量＞100 时脱除率较高）。

离子态溶质脱除率＞非离子态溶质。

高价离子脱除率＞低价离子（如 Al³⁺＞Mg²⁺＞Na⁺）。

无机物脱除率与离子 / 水合离子半径正相关（半径越大，脱除率越高）。

非离子态溶质脱除率与分子量正相关。

分子量＜100 的气体分子（如 NH₃、Cl₂、CO₂、O₂、H₂S）易透过膜。

弱酸脱除率低且与分子量负相关（柠檬酸＞酒石酸＞乙酸）。

4.2 亨莱克反渗透膜的特性

高水通量、高脱盐率；

化学稳定性好（pH 2-12）；

使用寿命长、抗生物污染；

可使用压力范围广（20-1000psi）；

可使用温度范围广（4℃-45℃）；

经济性好。

第二章 亨莱克反渗透膜产品选用指南

第一节 亨莱克 THC 膜元件简介

结构：卷式结构，独特端盖设计、宽流道格网（抗冲击、抗污染）。

优势：脱盐性能卓越、产水量高、运行压力低、使用寿命长，适用于大中小型水处理系统（苦咸水 / 海水处理）。

质量控制：严格管理体系、自主知识产权检验系统，保证稳定性。

第二节 亨莱克反渗透膜产品命名及编号规则

可供产品系列规格表

第三节 亨莱克反渗透膜产品一览表

3.1 低压反渗透膜元件（TW 系列）

材质：架桥芳香族聚酰胺复合膜。

优势：运行压力低（10Bar，为常规低压膜的 2/3）、产水量高、脱盐性能好（节能）。

适用水源：含盐量≤5000ppm 的自来水、地表淡水。

应用场景：食品工业、饮用水、电力给水、电子 / 生物 / 医药工业用水。

3.2 高压反渗透膜元件（BW 系列）

材质：架桥芳香族聚酰胺复合膜。

优势：产水量高、脱盐率高、运行压力 16Bar，对 TOC、SiO₂等难溶盐脱除效果好。

适用水源：含盐量≤10000ppm 的地下水、苦咸水、近海高盐地表水。

应用场景：同低压膜，还可用于食品 / 电镀行业有价物质浓缩回收。

第四节 亨莱克反渗透膜产品选用指南（按水源特征选型）

第三章 亨莱克反渗透膜元件性能特点与规范

（注：以下各系列性能参数均基于特定测试条件，具体以实际使用为准）

第一节 超低压净水反渗透膜 PW 系列

1 应用参数表

2 使用极限条件

第二节 低压节能反渗透膜 TW 系列

1 应用参数表

2 使用极限条件（8040 尺寸系列）

第三节 高压苦咸水淡化膜 BW 系列

（内容结构同前两小节，含应用参数表、使用极限条件，此处略，可参考文档原文补充）

第四节 宽流道抗污染 GT 系列

第五节 海水淡化膜 SW 系列（产品试制中，暂无现货）

第六节 纳滤膜 L/K 系列

第七节 反渗透膜操作重要信息

膜元件出厂配件：浓水密封圈、连接适配器、O 型圈、产水封头（以实物为准）。

出厂处理：通水测试后，用 1% 亚硫酸氢钠溶液储藏，真空包装；短期储存 / 运输 / 待机需用 500-1000ppm、pH 3-6 的亚硫酸氢钠（食品级）保护液浸泡，禁止干燥。

保修说明：未按推荐条件运行，亨莱克不承担保修责任；避免使用有害化学药剂。

运行要求：初期 1 小时产水需排放；禁止产水侧背压；SDI＞3 时需控制产水量；压差达初始值 1.5 倍时需化学清洗。

第四章 反渗透单元设计

第一节 反渗透和纳滤的基本原理和概念

1.1 渗透

定义：水分子从低浓度溶液经半透膜流向高浓度溶液的自然过程，平衡时液柱压力为渗透压。

渗透压公式（van’t Hoff 方程）：Π=RT∑Ci（Π：渗透压 KPa；R：8.314 kPa・L/(K・mol)；∑Ci：离子量浓度总和 mol/L；T：热力学温度 K）。

1.2 反渗透

定义：向浓溶液侧施加超过渗透压的压力，迫使水分子反向流向稀溶液，实现脱盐 / 浓缩。

实际操作压力：需克服渗透压 + 膜阻力（如苦咸水 1500ppm TDS 时渗透压≈15psi，操作压力需 150-300psi）。

1.3 反渗透和纳滤机理

水通量公式：Jv=Pnet・A（Jv：水通量；Pnet：净驱动压力；A：膜水传递系数）。

盐通量公式：Jsi=△Csi・Bi（Jsi：盐通量；△Csi：膜两侧离子浓度差；Bi：膜离子传递系数）。

第二节 基本术语和定义

死端过滤 / 错流过滤：前者进水垂直过膜（需定期清洗），后者进水切向过膜（有产水 / 浓水双出口，减少污染）。

回收率（R%）：R%=Fp/Ff×100%（Fp：产水流量；Ff：进水流量）；浓缩因子（CF）：CF=1/(1-R)。

脱盐率（SR%）：表观脱盐率（SR=(Cf-Cp)/Cf×100%）、系统脱盐率（基于平均进水含盐量）、标准化脱盐率（校正运行条件影响）。

通量：单位时间单位膜面积产水量（L/m²・h 或 GFD），与净驱动压力正相关。

浓差极化因子：膜表面浓度与主体浓度比值（β 值≤1.2 为宜，可通过控制浓水流量、段间增压降低）。

第三节 系统的组成和配置

单膜组件系统：1 个压力容器（含 1-8 支膜元件），适用于小产水量。

单段系统：多个膜组件并联，苦咸水回收率≤60%，海水≤45%。

多段系统：多个单段串联（如 2:1 排列实现 75% 回收率），适用于高回收率需求。

多级系统：多套 RO 系统串联（如二级 RO 提升产水水质），二级浓水可回流至一级。

第四节 系统的设计步骤

收集基础资料：原水含盐量、产水要求、原水类型、预处理类型、设备出力、设计温度。

初始设计：

选膜元件类型；

算膜元件数量：Qv=Jv×S（Qv：单支产水量；Jv：膜通量；S：膜面积），M=Q/Qv（M：总数量；Q：系统出力）；

定段数 / 压力容器数量：根据回收率确定串联膜数，Mp=M/Md（Mp：压力容器数；Md：单容器膜数）；

膜组件排列：保证水流均匀，控制单膜回收率、最大给水流量、最小浓水流量。

优化确认：用膜设计软件模拟验证（如压力、流量、水质）。

第五章 水化学与预处理

第一节 水源类型

天然水：地表水（江河、湖泊、海洋）、地下水（土壤 / 岩石渗流形成）。

其他：市政二级污水、电厂冷却排水、工业废水。

第二节 水质分析

3.1 水质分析项目

3.2 水质分析资料的选用

选历年平均水质为设计依据，年最差水质校核；

地表水：每月 1 次，收集洪水期 / 枯水期数据；

地下水：每季 1 次，深井水每年≥2 次。

第三节 工业给水处理工艺

软化：化学法降低 Ca²⁺、Mg²⁺（药剂软化 / 离子交换）。

除盐：物理 / 化学法去除无机盐（蒸馏、膜分离、离子交换），产水电导 10-0.1μs/cm。

纯水制取：除盐后进一步处理，电导＜0.1μs/cm（离子交换、灭菌、膜分离）。

水质稳定：加酸 / 阻垢剂 / 缓蚀剂 / 杀菌剂，控制沉积、腐蚀、微生物。

第四节 预处理的重要性

4.1 预处理的目的

防止膜污染：去除悬浮固体、控制微生物、抑制难溶盐沉积。

保护膜性能：调节进水温度 /pH、去除有机物 / 金属氧化物、避免氧化损伤。

4.2 预处理的目标

进水指标要求：浊度＜1 度、SDI＜5、pH 2-11、水温 1-45℃、自由氯＜0.1mg/L、LSI 为负值（防 CaCO₃结垢）。

第五节 常见预处理方法的选择

混凝 - 絮凝：投加 PAC、三氯化铁等，形成絮体去除胶体（控制 pH 和投加量，避免膜污染）。

介质过滤：石英砂 / 无烟煤过滤，去除颗粒（顺流 / 逆流，可气水反冲）。

活性炭过滤：吸附有机物、余氯（需定期更换，防止细菌繁殖）。

精密过滤：保安过滤器（孔径＜10μm），保护高压泵和膜。

微滤 / 超滤（MF/UF）：去除悬浮物、细菌、部分有机物（SDI＜3，需除残余氯）。

MBR：膜生物反应器，适用于废水回用（占地小、污泥产率低）。

化学氧化：氯、次氯酸钠等氧化有机物 / 杀菌（需除残余氧化剂）。

软化：药剂软化（石灰 - 苏打法）、离子交换（Na 型树脂）。

第六节 几种常见水源的预处理系统

自来水 / 井水：砂滤→（除铁锰：锰砂 / 药剂氧化）→（脱氯：亚硫酸氢钠 / 活性炭）。

苦咸水（地表水）：澄清→砂滤→（预软化：加石灰）。

海水：深井取水→双介质过滤→细砂过滤；敞开取水→澄清→双介质过滤→活性炭过滤。

市政污水 / 工业废水：澄清→双介质过滤 / 超滤。

第七节 常见污染物及其预处理工艺推荐

悬浮物 / 胶体：高速澄清 + 介质过滤、MF/UF（控制混凝剂投加量）。

微生物污染：氯化杀菌（余氯＞1mg/L，接触 20-30min）、臭氧 / 紫外线杀菌（需除残余氧化剂）。

有机物污染：脱气（低分子易挥发）、活性炭吸附（中低分子量）、低污染 RO 膜。

难溶盐沉积：加阻垢剂、加酸（控制 LSI 为负）、离子交换软化、降低回收率。

硅 / 硅酸盐：调节 pH 7-8、提高水温、投加分散剂、石灰软化。

铁 / 锰：密闭系统防氧化、预曝气 + 锰砂过滤、MF/UF 过滤。

余氯：活性炭吸附、投加亚硫酸氢钠（1.34mg SBS 脱 1mg 余氯，实际投 3 倍）。

第六章 反渗透膜元件的安装、操作与维护

第一节 膜元件安装

1.1 安装前准备

清洗管道 / 压力容器，无灰尘、油脂等；

检查进水水质，冲洗系统 30 分钟；

安装产水适配器（8 寸膜需装止推环），用甘油润滑 O 型圈。

1.2 拆开包装与组装

配件准备：每支膜 1 个浓水密封圈、4 个 O 型圈，1 个压力容器 1 套产水适配器；

剪开包装（含 0.5-1.0% 亚硫酸氢钠，需防刺激），按箭头方向装填。

1.3 膜元件装填

2 人操作，润滑压力容器内壁，逐支装入膜元件，连接适配器；

安装端板，计算间隙（用垫片填充），避免产水 / 浓水短路。

1.4 初次启动检查

排气：低压冲洗 1 小时（8 寸容器 40L/min，4 寸 10L/min），产水阀打开防背压；

试运行：调产水流量、回收率、操作压力，运行 1 小时后检测水质；

记录数据：进水压力 / 温度 / TDS/pH/SDI、段间压差、浓水 / 产水流量 / TDS。

第二节 膜元件拆卸

拆管道→拆端板→从进水端推膜元件至浓水端露出→拖出并分离→去除产水连接管。

第三节 RO 系统启动检查

3.1 试运行前检查

确认配件拧紧、仪表正常，进水 SDI＜5、无余氯、絮凝剂无过量；

冲洗排气：低压冲洗 1 小时，控制压差（8 寸 / 4 寸膜元件单支≤0.15MPa，容器≤0.4MPa）。

3.2 日常启动校验

检查进水水质→低压冲洗→缓开高压泵出口阀防冲击→调参数至设计值→产水达标前排放。

3.3 启动过程参数

压力增速＜0.1MPa / 秒，流量增速＜5%/ 秒，产水压力＜浓水压力。

3.4 高压泵启动程序

活塞泵：开浓水阀→开安全循环阀→启泵→开给水阀→关循环阀→调参数。

离心泵（定速）：开浓水阀→开最小流量阀→启泵→开给水阀→关最小流量阀→调参数。

离心泵（变频）：开浓水阀→启泵（最小频率）→提转速至浓水流量达标→调参数。

第四节 RO 系统关机注意事项

4.1 短期停机（1-4 天）

低压冲洗排浓水→关阀→每 24 小时重复冲洗。

4.2 长期停机（＞4 天）

方案 1：每 48 小时冲洗 0.5-1 小时；

方案 2：注 500-1000ppm SBS 溶液循环 0.5-1 小时→关阀保存（＜27℃每 30 天换液，否则 15 天换）。

第五节 反渗透系统冲洗步骤

冲洗用水：预处理产水 / RO 产水（无氧化剂，pH 3-8.5）；

条件：压力 0.1-0.2MPa，流量 8 寸容器 200L/min、4 寸 50L/min，温度＜40℃，时间 0.5-1 小时；

注意：产水阀打开防背压，浓水压力＞产水压力。

第六节 反渗透膜元件停机维护与保存

6.1 维护注意事项

关机后冲洗，膜始终湿润；

保存温度 5-35℃，pH 3-8.5；

保存液：酸性亚硫酸氢钠溶液（无余氯）。

6.2 膜元件保存

新膜：阴干处保存，温度 0-35℃，避免冻结，包装含 0.5-1% 亚硫酸氢钠。

旧膜：500-1000ppm SBS 溶液浸泡 1 小时→真空包装，保存条件同新膜。

第七章 反渗透系统的化学清洗

第一节 反渗透化学清洗概述

1.1 清洗时间确定

触发条件：段间压差达初始值 1.5 倍、标准化产水量降 10%、标准化盐透率升 20%；

膜重量判断：4 寸膜＞4kg、8 寸膜（400ft²）＞15kg，可能已污染。

1.2 污垢类型确定

化学分析 SDI 膜片残留物；

外观判断：褐色（铁垢）、白色 / 米色（硅 / 钙垢）、粘稠（生物 / 有机污）。

1.3 清洗程序选择

金属氢氧化物 / 钙垢：柠檬酸清洗；

有机物 / 微生物：碱性清洗（NaOH+Na-SDS）。

1.4 化学清洗药剂条件

第二节 典型清洗与消毒方法

2.1 柠檬酸清洗程序

冲洗→配 2% 柠檬酸溶液→调 pH 3.5（用氨水）→低压循环（排初始 10-15% 废液）→浸泡（溶液变黄绿则更换）→冲洗残留液。

2.2 Na-SDS 清洗程序

冲洗→配 0.025% Na-SDS+0.1% NaOH 溶液（pH≤12，＜30℃）→低压循环→浸泡→冲洗残留液。

2.3 SHMP + 盐酸清洗程序

冲洗→配 1% SHMP 溶液→加盐酸调 pH＞2→低压循环（pH 超 3.5 则补加盐酸）→浸泡→冲洗残留液。

2.4 消毒方法

甲醛消毒：0.2-0.3% 甲醛溶液（pH 6-8），膜需先运行 72 小时。

过氧化氢 / 亚硫酸氢钠：2000-10000ppm 过氧化氢（接触 1 小时）、500-1000ppm 亚硫酸氢钠（无时间限制）。

DBNPA：10-30mg/L，3-5 天投 1 次，接触 30 分钟 - 3 小时。

第三节 反渗透清洗系统的设计

3.1 典型清洗系统流程

清洗水箱→搅拌器→清洗泵→保安过滤器→RO 膜组件→回流至清洗水箱（含冷却 / 加热系统、排气系统）。

3.2 清洗水箱容积计算

V=A+B（A：所有膜元件需药量；B：管路 / 保安过滤器容积）。

3.3 清洗泵确定

流量：8 寸容器 6-9m³/h，4 寸 1.8-2.3m³/h；

扬程：＜45m（含跨膜压差 0.2MPa、管路损失 0.05MPa、保安过滤器压差 0.05MPa）。

第八章 反渗透系统的运行监控与故障分析

第一节 反渗透系统的运行监控及数据记录

1.1 运行监控

日常记录参数：进水压力 / 温度 / TDS/pH/SDI/ 浊度 / 余氯、段间压差、浓水 / 产水流量 / TDS。

定期检测：每月 1 次水质分析（电导率、TDS、Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₂、TOC 等）、仪表校准、保安过滤器滤芯更换。

1.2 系统性能标准化

目的：消除运行条件（温度、压力）影响，对比初始性能；

频率：根据进水水质 / 运行条件变化调整。

1.3 维护记录

仪表校准、滤芯更换（记录压差、尺寸、材质）、化学清洗（药剂类型 / 浓度 / 条件）、停机保护（保护液浓度）、预处理参数（余氯、药剂消耗量）。

第二节 反渗透系统故障诊断与排除

1 故障表现与原因

低脱盐率 + 高水通量：膜氧化（余氯 / 臭氧）、膜泄漏（O 型圈损坏、中心管破裂）。

低脱盐率 + 普通产水量：O 型圈泄漏、望远镜现象（压差过大）、膜表面破损、产水背压、膜口袋破裂。

低脱盐率 + 低产水量：胶体污染、金属氧化物污染、难溶盐结垢。

低产水量 + 正常脱盐率：生物污染、膜长期存放（保护液失效）、膜干化。

低产水量 + 高脱盐率：膜压实（高压力 / 高温 / 水锤）、有机污染。

高压差：保安过滤器故障、预处理泄漏、泵叶轮流屑、结垢、浓水密封损坏、生物污染、阻垢剂污染。

2 故障排除方法

膜氧化 / 破损：更换膜元件。

O 型圈泄漏：更换密封圈，检查安装。

望远镜现象：安装止推环，控制压差，用慢开阀防冲击。

污染 / 结垢：化学清洗（按污染物选药剂）、优化预处理、降低回收率。

生物污染：系统杀菌（氯 / 臭氧）、定期消毒、改善预处理。

膜干化：50% 酒精 + 水浸泡 1-2 小时。

 

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