膜處理技(jì)術(shù)标準彙總。

由于我國(guó)分離膜行業(yè)發展較晚，出台的國(guó)家标準和行業(yè)标準較少，其中膜與膜組件(jiàn)标準有21項，與膜産品相(xiàng)關的裝置标準有24項，全部為(wèi)推薦性标準，除5項為(wèi)國(guó)家标準外，其他均為(wèi)行業(yè)标準，主要是海洋行業(yè)标準，為(wèi)27項。
标準作為(wèi)行業(yè)發展的一(yī)個(gè)重要步驟，起著(zhe)肯定已有成果、引導行業(yè)發展方向的重要作用，具有很強的指導性。因此相(xiàng)關标準的制定對促進膜産業(yè)科學化、規範化管理，引導膜産業(yè)朝著(zhe)健康有序的方向發展，推動膜技(jì)術(shù)廣泛應用起到(dào)了重要的技(jì)術(shù)支撐作用。
膜産品技(jì)術(shù)指标
膜産品的相(xiàng)關性能(néng)指标繁多(duō)，主要有分離透過性能(néng)、物(wù)理性能(néng)和化學性能(néng)三大類，其中分離透過性能(néng)包括:産水(shuǐ)量、水(shuǐ)通(tōng)量、純水(shuǐ)透過率、截留分子質量(切割分子質量)、截留率、脫鹽率、回收率、最大孔徑、平均孔徑、孔徑分布、孔隙率、氣密性及完整性等；膜物(wù)理性能(néng)有:結構性能(néng)(外觀、膜面積、膜厚、膜絲内外徑)、機(jī)械性能(néng)(拉伸強度、爆破強度、彎曲強度、柔潤指數、斷裂伸長(cháng)率)、電(diàn)性能(néng)(荷電(diàn)性、Zeta電(diàn)位)、親水(shuǐ)性(接觸角)及耐熱性(最高(gāo)操作溫度)等；膜化學性能(néng)有:化學穩定性(化學相(xiàng)容性)、耐氧化性(短時餘氯耐受限度、過氧化氫耐受限度)、耐酸堿性(運行及清洗pH範圍)及耐污染性能(néng)等。
膜分離透過性能(néng)反映了濾膜的适用範圍，物(wù)理性能(néng)和化學性能(néng)反映了濾膜的使用條件(jiàn)。膜分離透過性能(néng)是膜産品最重要的技(jì)術(shù)指标，相(xiàng)關研究和測試方法較多(duō)，也是現有膜産品标準的主要技(jì)術(shù)内容，膜物(wù)理和化學性能(néng)指标除結構性能(néng)外，相(xiàng)關标準還(hái)是空白(bái)。
膜與膜組件(jiàn)标準分析
膜産品按膜分離過程分類為(wèi)微濾（MF）膜、超濾(UF)膜、納濾(NF)膜、反滲透(RO)膜及離子交換膜等；按膜組件(jiàn)型式分類可分為(wèi)平闆膜、卷式膜、中空纖維膜(柱式、簾式)及管式膜、碟管式膜等。
通(tōng)用标準
通(tōng)用标準包括《膜分離技(jì)術(shù)術(shù)語》(GB/T20103—2006)和《膜組件(jiàn)及裝置型号命名》(GB/T20502—2006)。其中GB/T20103—2006标準界定了膜分離領域包括電(diàn)滲析、反滲透、納濾、超濾、微濾、氣體分離膜及離子交換膜的常用術(shù)語，對膜分離技(jì)術(shù)領域的221條術(shù)語進行了定義，适用于膜與膜材料、膜組件(jiàn)、液體分離、氣體分離及其他膜分離過程。GB/T20502—2006标準規定了膜組件(jiàn)及裝置型号的命名規則，适用于反滲透、納濾、超濾、微濾、氣體分離膜、電(diàn)滲析及電(diàn)去離子裝置。
反滲透(RO)膜标準
反滲透膜标準有4項:
《中空纖維反滲透膜測試方法》(HY/T049—1999)、
《中空纖維反滲透技(jì)術(shù)中空纖維反滲透組件(jiàn)》(HY/T054.1—2001)、
《中空纖維反滲透技(jì)術(shù)中空纖維反滲透組件(jiàn)測試方法》(HY/T054.2—2001)、
《卷式反滲透膜組件(jiàn)測試方法》(HY/T107—2008)。
HY/T049—1999标準規定了中空纖維反滲透膜除鹽率和水(shuǐ)通(tōng)量的測試條件(jiàn)和測試方法，适用于進水(shuǐ)為(wèi)自(zì)來水(shuǐ)、苦鹹水(shuǐ)及海水(shuǐ)的中空纖維反滲透膜的測試。在測試前要進行試樣制備，将膜絲用環氧樹脂粘結于尼龍管或橡皮塞上(shàng)，然後将固化的膜樣裝入測試管中在測試裝置上(shàng)進行測試，但對樣品的制備及測試管的要求沒有做出具體詳細的規定或說明。水(shuǐ)通(tōng)量的測定用量筒和秒(miǎo)表測量，不要求恒溫，測得的數據查表換算(suàn)成25℃時的數值。
HY/T107—2008标準規定了卷式反滲透膜元件(jiàn)脫鹽率、回收率、産水(shuǐ)量、水(shuǐ)通(tōng)量、密封洩漏點及氣密性6個(gè)參數的測試方法。脫鹽率可按氯化鈉濃度法或電(diàn)導率法計算(suàn)。
目前，中空纖維反滲透膜已很少見(jiàn)，工(gōng)程中應用的幾乎全為(wèi)卷式反滲透膜，但是缺乏對卷式反滲透膜元件(jiàn)性能(néng)技(jì)術(shù)要求做出規定的标準，質檢機(jī)構隻能(néng)根據廠家的标稱值進行質量檢驗，評判尺度不統一(yī)。由時代沃頓公司承擔起草(cǎo)的海洋行業(yè)标準《卷式聚酰胺複合反滲透膜元件(jiàn)》發布實施後将解決這一(yī)問題。
納濾（NF）膜标準
納濾膜标準有1項，即《納濾膜及其元件(jiàn)》(HY/T113—2008)。
該标準規定了納濾膜及其元件(jiàn)的分類與型号、要求、檢測、檢驗規則等。技(jì)術(shù)要求規定了在标準條件(jiàn)下(xià)納濾膜對于一(yī)價離子及二價離子的水(shuǐ)通(tōng)量和脫除率，脫鹽率可按重量法或電(diàn)導率法測量。一(yī)價離子以500mg/L的NaCl為(wèi)測試液，脫除率應不小(xiǎo)于30%；二價離子以2000mg/L的MgSO4為(wèi)測試液，脫除率應不小(xiǎo)于90%。
超濾（UF）膜标準
超濾膜标準有3項:
《中空纖維超濾膜測試方法》(HY/T050—1999)、
《中空纖維超濾膜組件(jiàn)》(HY/T062—2002)
《超濾膜及其組件(jiàn)》(HY/T112—2008)。
HY/T050—1999規定了純水(shuǐ)透過率、截留分子質量及截留率的測定方法。所用标準物(wù)質聚乙二醇測試液濃度定為(wèi)5000mg/L，操作上(shàng)不易實現，應該給出一(yī)個(gè)允許誤差範圍；所用标準物(wù)質牛血清蛋白(bái)測試液濃度為(wèi)1000——3000mg/L，範圍太寬，不科學。關于純水(shuǐ)透過率的測試條件(jiàn)，對測試結果有重要影響的測試液溫度及回收率，标準中未做出規定，缺乏嚴格性。
HY/T062—2002規定了中空纖維超濾膜組件(jiàn)的分類與型号、要求、試驗方法等。其中試驗方法均要求按HY/T050—1999的規定操作，但這兩項标準有不對應的地方，例如在HY/T050—1999中找不到(dào)“外觀檢測”和“滲漏檢測”的規定；另外所用術(shù)語也存在不統一(yī)，例如HY/T062—2002中“純水(shuǐ)通(tōng)量”指标在HY/T050—1999中以“純水(shuǐ)透過率”表述。
HY/T112—2008規定了對超濾膜的技(jì)術(shù)要求，專門(mén)規定了用于海水(shuǐ)預處理的超濾膜組件(jiàn)的技(jì)術(shù)要求。純水(shuǐ)通(tōng)量及截留性能(néng)試驗方法要求按HY/T050—1999的規定執行。另外，規定了完整性檢測、滲漏檢驗及耐壓性能(néng)試驗的方法，但後兩者按廠家标稱的最大工(gōng)作壓力測試，無統一(yī)确定的測試壓力規定。耐壓性能(néng)試驗要求在标稱的最大跨膜壓差下(xià)運行12——24h，測試周期過長(cháng)。
微濾(MF)膜标準
微濾膜标準有6項:
《微孔濾膜孔性能(néng)測定方法》(HY/T039—1995)、
《中空纖維微孔濾膜測試方法》(HY/T051—1999)、
《微孔濾膜》(HY/T053—2001)、
《中空纖維微濾膜組件(jiàn)》(HY/T061—2017)、
《聚偏氟乙烯微孔濾膜》(HY/T065—2002)
《聚丙烯中空纖維微孔膜》(HY/T110—2008)。
HY/T039—1995标準規定了最大孔徑、平均孔徑、孔徑分布及孔隙率等性能(néng)指标及其檢測方法。該标準适用于測定平均孔徑為(wèi)0.1——20靘多(duō)孔膜的最大孔徑(也可用泡點壓力表示)、平均孔徑、孔徑分布及孔隙率，測試對象為(wèi)膜片。測定裝置采用HY/T038—1995規定的CTL——D型膜孔徑測定儀，該裝置為(wèi)杭州水(shuǐ)處理中心自(zì)制，不具有通(tōng)用性。
HY/T051—1999标準規定了用泡點壓力法測試中空纖維微孔濾膜最大孔徑的方法及水(shuǐ)通(tōng)量(又(yòu)稱純水(shuǐ)透過率)測試方法。
HY/T053—2001标準規定了微孔濾膜的産品标記、要求、試驗方法等。規定了膜的厚度範圍、親水(shuǐ)性和疏水(shuǐ)性微孔濾膜泡點壓力及通(tōng)量值。泡點壓力測定按HY/T039—1999規定執行，通(tōng)量是将濕潤的直徑為(wèi)47mm的膜片裝在過濾器(qì)上(shàng)在0.09MPa的負壓條件(jiàn)下(xià)測得，不要求恒溫，根據實測水(shuǐ)溫時的通(tōng)量值，用溫度校正因子換算(suàn)成25℃的通(tōng)量。
HY/T061—2017标準規定了殼式和無殼式中空纖維微濾膜組件(jiàn)的要求、檢測方法、檢驗規則及标志(zhì)、包裝、運輸和貯存。本标準适用于殼式和無殼式中空纖維微濾膜組件(jiàn)的科研、生(shēng)産、使用和管理。
HY/T065—2002标準适用于氣體淨化用的聚偏氟乙烯微孔濾膜。過濾精度分為(wèi)0.01靘和0.3靘兩種，性能(néng)要求中規定了空氣通(tōng)量、孔隙率和截留率指标值。過濾精度與截留率采用氣溶膠和完整性試驗方法測定，孔隙率用汞壓儀測定。
HY/T110—2008标準規定了聚丙烯中空纖維微孔膜産品的分類及型号、要求、試驗方法等。分别規定了疏水(shuǐ)性膜和親水(shuǐ)性膜的最大孔徑、孔隙率、氣體通(tōng)量。對膜絲的平均直徑和壁厚做出了相(xiàng)應的規定。最大孔徑、純水(shuǐ)通(tōng)量按HY/T051—1999規定執行，孔隙率按HY/T065—2002規定執行，标準還(hái)規定了膜絲平均直徑、壁厚和氣體流量的測量方法。
簾式膜标準
簾式膜标準有1項，即《中空纖維簾式膜組件(jiàn)》(GB/T25279—2010)。
該标準适用于中空纖維簾式微孔濾膜組件(jiàn)和中空纖維簾式超濾膜組件(jiàn)兩類。規定了膜組件(jiàn)的分類與型号、要求、檢測方法、檢驗規則等。對外觀、外形尺寸、無滲漏性及産水(shuǐ)量做出了具體要求。産水(shuǐ)量的測試條件(jiàn):自(zì)來水(shuǐ)，25℃，——0.02MPa。
陶瓷微孔濾膜标準
陶瓷微孔濾膜标準有3項:
《管式陶瓷微孔濾膜元件(jiàn)》(HY/T063—2002)、
《管式陶瓷微孔濾膜測試方法》(HY/T064—2002)
《陶瓷微孔濾膜組件(jiàn)》(HY/T104—2008)。
HY/T063—2002标準規定了管式陶瓷微孔濾膜元件(jiàn)的外觀、尺寸公差、性能(néng)要求、試驗方法及檢驗規則等。性能(néng)要求包括:最大孔徑、平均孔徑、孔隙率、純水(shuǐ)通(tōng)量、彎曲強度及耐酸堿性能(néng)。性能(néng)測試方法按HY/T064—2002标準進行。
HY/T064—2002标準與HY/T063—2002配套。HY/T104—2008标準規定了陶瓷微孔濾膜組件(jiàn)的分類與型号、要求(包括主要尺寸、使用條件(jiàn)等)、試驗方法及檢驗規則等。
離子交換膜标準
離子交換膜标準有1項，即《電(diàn)滲析技(jì)術(shù)異相(xiàng)離子交換膜》(HY/T034.2—1994)
該标準規定了電(diàn)滲析異相(xiàng)離子交換膜的技(jì)術(shù)要求、試驗方法及檢驗規則等。指标包括外觀、含水(shuǐ)率、交換容量、面電(diàn)阻及選擇透過率。
膜産品裝置标準
膜産品通(tōng)過組裝成裝置或設備應用于許多(duō)行業(yè)，裝置标準的建立促進了膜技(jì)術(shù)的廣泛應用。反滲透膜産品裝置标準有:
《反滲透水(shuǐ)處理設備》(GB/T19249—2003)，
《反滲透系統膜元件(jiàn)清洗技(jì)術(shù)規範》(GB/T23954—2009)，
《純水(shuǐ)機(jī)》(CJ/T168—2002)，《生(shēng)活垃圾滲濾液碟管式反滲透處理設備》(CJ/T279—2008)，
《反滲透海水(shuǐ)淡化裝置》(CB/T3753—1995)，
《火電(diàn)廠反滲透水(shuǐ)處理裝置驗收導則》(DL/T951—2005)，
《反滲透裝置》(HCＲJ065—1999)，
《環境保護産品技(jì)術(shù)要求反滲透水(shuǐ)處理裝置》(HJ/T270—2006)，
《反滲透裝置完好要求和檢查評定方法》(SJ/T31455—1994)，
《飲用純淨水(shuǐ)制備系統SＲO系列反滲透設備》(HY/T068—2002)，《膜法水(shuǐ)處理反滲透海水(shuǐ)淡化工(gōng)程設計規範》(HY/T074—2003)；納濾膜産品裝置标準有:《納濾裝置》(HY/T114—2008)；超濾膜産品裝置标準有:《超濾水(shuǐ)處理設備》(CJ/T170—2002)，
《中空纖維超濾裝置》(HY/T060—2002)，
《環境保護産品技(jì)術(shù)要求超濾裝置》(HJ/T271—2006)，
《火力發電(diàn)廠超濾水(shuǐ)處理裝置驗收導則》(DL/Z952—2005)，
《家用和類似用途超濾淨水(shuǐ)機(jī)》(QB/T4143—2010)；微濾膜産品裝置标準有:《微濾水(shuǐ)處理設備》(CJ/T169—2002)，
《GTL——D型膜孔徑測定儀》(HY/T038—1995)，
《聚偏氟乙烯微孔濾膜折疊式過濾器(qì)》(HY/T066—2002)，
《中空纖維微孔濾膜裝置》(HY/T103—2008)；離子交換膜産品裝置标準有:《電(diàn)滲析技(jì)術(shù)電(diàn)滲析器(qì)》(HY/T034.3—1994)，
《電(diàn)去離子膜堆(組件(jiàn))》(HY/T120—2008)，
《環境保護産品技(jì)術(shù)要求電(diàn)滲析裝置》(HJ/T334—2006)。
膜技(jì)術(shù)标準重點内容分析
超濾膜截留性能(néng)
超濾膜的截留性能(néng)包括截留分子質量和截留率兩項指标，是超濾膜最重要的分離性能(néng)指标。截留率是指超濾膜截留特定溶質占溶液總特定溶質的比率，截留分子質量是指膜對某種特定溶質截留率達到(dào)90%以上(shàng)時的最小(xiǎo)分子質量。
它們是反映膜孔徑大小(xiǎo)和分布的替代參數，決定了超濾膜的分離性能(néng)。
我國(guó)超濾膜的3項标準中，關于截留性能(néng)的測試，都采用标準HY/T050—1999的方法。在該标準中，規定用于超濾膜截留性能(néng)的測量的基準物(wù)質為(wèi)以下(xià)幾種:聚乙二醇(分子質量為(wèi)6000、10000、20000u)；細胞色素C(分子質量為(wèi)13000u)；卵清蛋白(bái)(分子質量為(wèi)45000u)；牛血清蛋白(bái)(分子質量為(wèi)67000u)。
盡管目前已經有較多(duō)的基準物(wù)質應用于超濾膜截留性能(néng)的測試，但是這些化合物(wù)并不完全具備超濾膜截留性能(néng)檢測用基準物(wù)質的特性，不能(néng)很好地滿足準确測定超濾膜截留性能(néng)的要求。主要存在如下(xià)問題:
①單一(yī)化合物(wù)分子質量分布不集中，凝膠色譜測試測得重均/數均分子質量比值(Mw/Mn)＞1.1，不适合用作基準物(wù)質；
②聚乙二醇、聚環氧乙烷及葡聚糖等化合物(wù)雖然具備純度高(gāo)、性質穩定、分子質量分布窄等優點，但是這類化合物(wù)的分子構型為(wèi)線型且濃度随環境變化而變化，不能(néng)确切地表征超濾膜的截留性能(néng)，測出的截留率不可靠。
③牛血清蛋白(bái)和卵清蛋白(bái)等蛋白(bái)質雖然具有分子質量分布範圍非常小(xiǎo)、分子形狀基本呈圓球形等優點，但是蛋白(bái)質的球形是非剛性的，容易受到(dào)測試條件(jiàn)(如壓力和溫度變化)的影響。另外，可用的蛋白(bái)質分子質量隻有極少數幾種，而且蛋白(bái)質的價格昂貴。更為(wèi)嚴重的是，牛血清蛋白(bái)等蛋白(bái)質類物(wù)質對膜材料的吸附性強易造成測試結果誤差大，尤其是對于聚砜超濾膜，且這種吸附甚至是不可逆的。
④目前，工(gōng)程中大量應用100000u以上(shàng)截留分子質量的超濾膜，但測試标準中基準物(wù)質的最高(gāo)分子質量隻有67000u，無法滿足測試需要。另外，随著(zhe)技(jì)術(shù)的發展，超濾膜表面改性後可能(néng)發生(shēng)顯著變化，如吸附了功能(néng)性物(wù)質或者帶有電(diàn)荷，在此情況下(xià)利用傳統的基準物(wù)已經不能(néng)夠準确測量超濾膜的截留性能(néng)。
基于現有基準物(wù)質存在的不足及行業(yè)對超濾膜截留性能(néng)測試的需求，亟待開(kāi)發性能(néng)優良的系列基準物(wù)。
微濾膜孔徑
微濾膜的孔徑與膜的分離性能(néng)和通(tōng)量密切相(xiàng)關，是微濾膜最重要的特性表征參數。标準HY/T051—1999根據泡點法測定濾膜最大孔徑，但是該方法是建立在膜孔為(wèi)均勻通(tōng)直圓孔的假設條件(jiàn)下(xià)，所測得的結果與實際相(xiàng)比往往存在誤差。因為(wèi)微濾膜孔是極其複雜(zá)和不規則的，對于微濾膜而言，孔徑是指貫通(tōng)于膜兩表面的孔通(tōng)道中最窄細處的通(tōng)道半徑，即貫通(tōng)孔的孔頸半徑。另外，測定過程中容易受到(dào)潤濕效應、升壓速率、孔的長(cháng)度、潤濕液與膜材料的親和性等因素的影響，重現性差。
為(wèi)真實地測定微濾膜及組件(jiàn)的孔徑，可借鑒超濾膜截留性能(néng)測定方法，配制具有一(yī)定粒徑範圍的标準粒子溶液作為(wèi)原水(shuǐ)，通(tōng)過微濾膜過濾後，用顆粒計數儀測定原水(shuǐ)和透過水(shuǐ)中不同粒徑的标準顆粒數目，根據微濾膜對标準顆粒的截留情況，可以得到(dào)微濾膜組件(jiàn)的孔徑及孔徑分布數據。
總結
一(yī)、雖然我國(guó)膜技(jì)術(shù)标準發展取得了相(xiàng)當的成果，但标準仍然滞後于行業(yè)發展，标準的數量和質量還(hái)不能(néng)滿足需要。
二、現有膜技(jì)術(shù)标準中涉及的性能(néng)參數主要為(wèi)分離透過性能(néng)指标，膜物(wù)理性能(néng)和化學性能(néng)指标的相(xiàng)關标準有待建立。
三、一(yī)些早期的标準需要盡快進行修訂。
四、現有基準物(wù)質不能(néng)滿足行業(yè)對超濾膜截留性能(néng)測試的需要，亟待開(kāi)發性能(néng)優良的系列基準物(wù)。
五、可研究采用标準粒子法真實地測定微濾膜及組件(jiàn)的孔徑和孔徑分布。
六、标準是膜産品的質量準則和進行膜産品質量監督檢驗的依據，對于我國(guó)膜技(jì)術(shù)标準的發展，建議如下(xià):
一(yī)是完善标準體系建設。構建一(yī)個(gè)結構合理、内容完整、重點突出、層次分明的分離膜标準體系框架，引導分離膜标準化工(gōng)作科學發展；
二是深入開(kāi)展标準基礎研究，提高(gāo)分離膜标準技(jì)術(shù)水(shuǐ)平；
三是制定強制标準，保證分離膜用于飲用水(shuǐ)等方面的健康安全；
四是加強分離膜産品質量監管，常态化進行國(guó)家膜産品質量監督抽查；
五是推行膜産品質量認證，實行市(shì)場準入；
六是加強分離膜标準的宣貫，促進分離膜領域标準化基礎知識的普及和标準對行業(yè)的規範作用。