标准作为行业发展的重要一环,具有很强的指导性,对于行业乃至国家在规范相关领域质量水平、引导技术发展方面有着举足轻重的作用。膜产业相关标准的制定能更好促进膜产业科学化、规范化管理,推动膜技术广泛应用,引导膜产业朝着健康有序的方向发展。
我国分离膜行业发展较晚,出台的国家标准和行业标准较少,其中膜与膜组件标准有21项,与膜产品相关的装置标准有24项,全部为推荐性标准,除5项为国家标准外,其他均为行业标准。
1.膜产品介绍及标准
1.1膜产品技术指标
膜产品的性能指标主要有分离透过性能、物理性能和化学性能三大类,其中分离透过性能包括:产水量、水通量、纯水透过率、截留分子质量(切割分子质量)、截留率、脱盐率、回收率、最大孔径、平均孔径、孔径分布、孔隙率、气密性及完整性等。膜物理性能有:结构性能(外观、膜面积、膜厚、膜丝内外径)、机械性能(拉伸强度、爆破强度、弯曲强度、柔润指数、断裂伸长率)、电性能(荷电性、Zeta电位)、亲水性(接触角)及耐热性(最高操作温度)等。膜化学性能有:化学稳定性(化学相容性)、耐氧化性(短时余氯耐受限度、过氧化氢耐受限度)、耐酸碱性(运行及清洗pH范围)及耐污染性能等。
膜分离透过性能反映了滤膜的适用范围,物理性能和化学性能反映了滤膜的使用条件。膜分离透过性能是膜产品最重要的技术指标,相关研究和测试方法较多,也是现有膜产品标准的主要技术内容,膜物理和化学性能指标除结构性能外,相关标准还是空白。
1.2膜与膜组件标准分析
膜产品按膜分离过程分类为微滤(MF)膜、超滤(UF)膜、纳滤(NF)膜、反渗透(RO)膜及离子交换膜等;按膜组件型式分类可分为平板膜、卷式膜、中空纤维膜(柱式、帘式)及管式膜、碟管式膜等。
1.3通用标准
通用标准包括《膜分离技术术语》(GB/T 20103-2006)和《膜组件及装置型号命名》(GB/T 20502-2006)。其中GB/T 20103-2006标准界定了膜分离领域包括电渗析、反渗透、纳滤、超滤、微滤、气体分离膜及离子交换膜的常用术语,对膜分离技术领域的221条术语进行了定义,适用于膜与膜材料、膜组件、液体分离、气体分离及其他膜分离过程。GB/T 20502-2006标准规定了膜组件及装置型号的命名规则,适用于反渗透、纳滤、超滤、微滤、气体分离膜、电渗析及电去离子装置。
1.4反渗透(RO)膜标准
反渗透膜标准有4项:《中空纤维反渗透膜测试方法》(HY/T 049-1999)、《中空纤维反渗透技术中空纤维反渗透组件》(HY/T 054.1-2001)、《中空纤维反渗透技术中空纤维反渗透组件测试方法》(HY/T 054.2-2001)、《卷式反渗透膜组件测试方法》(HY/T 107-2008)。
1.5纳滤(NF)膜标准
纳滤膜标准有1项,即《纳滤膜及其元件》(HY/T 113-2008)。该标准规定了纳滤膜及其元件的分类与型号、要求、检测、检验规则等。
1.6超滤(UF)膜标准
超滤膜标准有3项:《中空纤维超滤膜测试方法》(HY/T 050-1999)、《中空纤维超滤膜组件》(HY/T 062-2002)、《超滤膜及其组件》(HY/T 112-2008)。
1.7微滤(MF)膜标准
微滤膜标准有6项:《微孔滤膜孔性能测定方法》(HY/T 039-1995)、《中空纤维微孔滤膜测试方法》(HY/T 051-1999)、《微孔滤膜》(HY/T 053-2001)、《中空纤维微滤膜组件》(HY/T 061-2017)、《聚偏氟乙烯微孔滤膜》(HY/T 065-2002)、《聚丙烯中空纤维微孔膜》(HY/T 110-2008)。
1.8帘式膜标准
帘式膜标准有1项,即《中空纤维帘式膜组件》(GB/T 25279-2010),该标准适用于中空纤维帘式微孔滤膜组件和中空纤维帘式超滤膜组件两类。
1.9陶瓷微孔滤膜标准
陶瓷微孔滤膜标准有3项:《管式陶瓷微孔滤膜元件》(HY/T 063-2002)、《管式陶瓷微孔滤膜测试方法》(HY/T 064-2002)、《陶瓷微孔滤膜组件》(HY/T 104-2008)。
1.10离子交换膜标准
离子交换膜标准有1项,即《电渗析技术异相离子交换膜》(HY/T 034.2-1994),该标准规定了电渗析异相离子交换膜的技术要求、试验方法及检验规则等。
1.11膜产品装置标准
膜产品通过组装成装置或设备应用于许多行业,装置标准的建立促进了膜技术的广泛应用。
反渗透膜产品装置标准有:《反渗透水处理设备》(GB/T 19249-2003)、《反渗透系统膜元件清洗技术规范》(GB/T 23954-2009)、《纯水机》(CJ/T 168-2002)、《生活垃圾渗滤液碟管式反渗透处理设备》(CJ/T 279-2008)、《反渗透海水淡化装置》(CB/T 3753-1995)、《火电厂反渗透水处理装置验收导则》(DL/T 951-2005)、《反渗透装置》(HCRJ 065-1999)、《环境保护产品技术要求反渗透水处理装置》(HJ/T 270-2006)、《反渗透装置完好要求和检查评定方法》(SJ/T 31455-1994)、《饮用纯净水制备系统SRO系列反渗透设备》(HY/T 068-2002)、《膜法水处理反渗透海水淡化工程设计规范》(HY/T 074-2003);
纳滤膜产品装置标准有:《纳滤装置》(HY/T 114-2008);
超滤膜产品装置标准有:《超滤水处理设备》(CJ/T 170-2002)、《中空纤维超滤装置》(HY/T 060-2002)、《环境保护产品技术要求超滤装置》(HJ/T 271-2006)、《火力发电厂超滤水处理装置验收导则》(DL/Z 952-2005)、《家用和类似用途超滤净水机》(QB/T 4143-2010);
微滤膜产品装置标准有:《微滤水处理设备》(CJ/T 169-2002)、《GTL—D型膜孔径测定仪》(HY/T 038-1995)、《聚偏氟乙烯微孔滤膜折叠式过滤器》(HY/T 066-2002)、《中空纤维微孔滤膜装置》(HY/T 103-2008);
离子交换膜产品装置标准有:《电渗析技术电渗析器》(HY/T 034.3-1994)、《电去离子膜堆(组件)》(HY/T 120-2008)、《环境保护产品技术要求电渗析装置》(HJ/T 334-2006)。
2.总结 虽然我国膜技术标准发展取得了部分成果,但标准仍然滞后于行业发展步伐,标准的数量和质量还不能很好满足行业需要。现有膜技术标准中涉及的性能参数主要为分离透过性能指标,膜物理性能和化学性能指标的相关标准还有待建立。同时,现有基准物质不能满足行业对超滤膜截留性能测试的需要,亟待开发性能优良的系列基准物,可研究采用标准粒子法真实地测定微滤膜及组件的孔径和孔径分布。 标准是膜产品的质量准则和监督检验膜产品质量的依据,对于我国膜技术标准的发展,建议如下: (1)完善标准体系建设。构建一个结构合理、内容完整、重点突出、层次分明的分离膜标准体系框架,引导分离膜标准化工作科学发展; (2)深入开展标准基础研究,提高分离膜标准技术水平; (3)制定强制标准,保证分离膜用于饮用水等方面的健康安全; (4)加强分离膜产品质量监管,常态化进行国家膜产品质量监督抽查; (5)推行膜产品质量认证,实行市场准入; (6)加强分离膜标准的宣贯,促进分离膜领域标准化基础知识的普及和标准对行业的规范作用。