ICS07.100.20 J77 中华人民共和国国家标准 GB/T32360—2015 超滤膜测试方法 Testmethodsforultrafiltrationmembranes 2015-12-31发布 2016-05-01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:天津膜天膜科技股份有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、北京碧水源科 技股份有限公司、山东招金膜天有限责任公司、苏州立升净水科技有限公司、浙江大学膜水处理技术工 程研究中心、东大水业集团有限公司、天津市兴源环境技术工程有限公司、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、天津市长芦盐业总公司化工新材料工程技术中心。 本标准主要起草人:刘建立、王薇、戴海平、唐小珊、曹义鸣、吴强、王乐译、陈清、陈欢林、吴益尔、 朱高雄、于海军、李天玉、赵岳轩、徐娅、张林、程岩、关晶、安全福、潘献辉、汤峤永、张艳萍、白智勇。 ⅠGB/T32360—2015 超滤膜测试方法 1 范围 本标准规定了超滤膜纯水透过率和切割分子量(又称截留分子量)的测试方法。 本标准适用于中空纤维、平板、管式超滤膜纯水透过率和切割分子量的测试。 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/T223.59—2008 钢铁及合金 磷含量的测定 铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝分光光度法 GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T11914—1989 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法 GB/T20103—2006 膜分离技术 术语 HY/T050—1999 中空纤维超滤膜测试方法 JJG178 紫外、可见、近红外分光光度计检定规程 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中的一些术语和定义。 3.1 超滤膜 ultrafiltrationmembrane 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。 [GB/T20103—2006,定义5.1.1] 3.2 纯水透过率 purewaterpermeability 按规定的流速、温度、压力,在单位时间内通过单位膜面积的纯水透过量。 [GB/T20103—2006,定义5.1.3] 3.3 死端过滤 dead-endfiltration 压力推动下,给料溶剂和小于膜孔径的溶质渗透过膜,而给料大于膜孔径的溶质被截留在膜表面, 并随过滤时间积累的一种运行方式。 3.4 错流过滤 crossflowfiltration 压力推动下,给料平行于膜表面流动(切向流),给料溶剂及小于膜孔径的溶质垂直渗透通过膜(垂 直流),而给料大于膜孔径的溶质被截留并随剩余液流走的一种运行方式。 1GB/T32360—2015 3.5 切割分子量 molecularweightcutoff;MWCO 超滤膜在规定条件下对某一已知分子量物质的截留率达到90%时,该物质分子量为该膜的切割分 子量。 [GB/T20103—2006,定义5.1.4] 3.6 跨膜压差 transmembranepressure 原水进、出口压力平均值和产水侧压力值的差。 3.7 截留率 retention 表示脱除特定组分的能力。 注:改写GB/T20103—2006,定义2.1.35。 4 试剂与仪器 4.1 试剂与标准物质 除非另有说明,测试中仅使用分析纯的试剂,测试用水应使用GB/T6682中三级或三级以上纯度 的水。用于切割分子量测试的标准物质分子量分布系数(又称多分散性系数)应小于1.8。测试所用试 剂和标准物质如下: a) 无水乙酸; b) 无水乙醇; c) 硫酸,密度为1.84g/mL; d) 次硝酸铋; e) 碘化钾; f) 乙酸钠; g) 氢氧化钠; h) 七水合硫酸亚铁; i) 1,10-菲绕啉; j) 硝酸银; k) 硫酸亚铁铵; l) 邻苯二甲酸氢钾:基准试剂; m) 重铬酸钾:基准试剂; n) 聚乙二醇:重均分子量0.6×104、1.0×104、1.2×104、2.0×104; o) 卵清白蛋白:标准级(冻干粉),重均分子量4.4×104; p) 牛血清白蛋白:标准级(冻干粉),重均分子量6.7×104; q) 葡聚糖:重均分子量10.0×104、20.0×104、50.0×104、100.0×104、200.0×104。 4.2 仪器及仪表 测试所需主要仪器如下: a) 紫外可见分光光度计:应符合JJG178的规定; b) 分析天平:感量0.0001g; c) 真空干燥箱:真空度0.10MPa;控温精度±1℃; d) 干燥箱:控温精度±1℃; 2GB/T32360—2015 e) 浊度仪:分辨率0.01NTU; f) 压力表:精度0.4级; g) 流量计:精度2.5级; h) 温度计:0℃~50℃,最小分度值0.1℃。 5 测试方法 5.1 纯水透过率 5.1.1 测试步骤 纯水透过率的测试步骤如下: a) 将待测膜制备成相同规格的3个膜样品,用蒸馏水洗净,待用; b) 将a)中一个膜样品置于样品池中待测; c) 按附录A的图A.1所示连接膜测试装置; d) 采用死端过滤的方式运行膜测试装置,调节测试水温度稳定在25.0℃±0.5℃,缓慢调节进口 压力为0.150MPa±0.005MPa,预压30min; e) 将测试压力缓慢降至0.100MPa±0.005MPa,稳定10min后,用量筒收集一定体积的产水, 同时用秒表记录所用时间; f) 取a)中其余两个膜样品按步骤b)~e)进行平行实验。 5.1.2 纯水透过率计算 纯水透过率按式(1)计算,结果取三次平行实验的平均值: P=V St…………………………(1) 式中: P———纯水透过率,单位为升每平方米小时[L/(m2·h)]; V———纯水透过量,单位为升(L); S———膜有效过滤面积,单位为平方米(m2); t———透过体积为V的纯水所用时间,单位为小时(h)。 5.2 切割分子量 5.2.1 聚乙二醇法 5.2.1.1 测试溶液的配制 5.2.1.1.1 乙酸-乙酸钠缓冲溶液的配制 按HY/T050—1999中7.2.1.2的规定配制pH4.8的乙酸-乙酸钠缓冲溶液。 5.2.1.1.2 碘化铋钾溶液的配制 碘化铋钾溶液应现用现配,配制步骤如下: a) 准确称取0.800g次硝酸铋置于50mL烧杯中,加入10.0mL无水乙酸和适量水,使其溶解。 将溶液转移至50mL容量瓶中,再加水至刻度线,摇匀; b) 准确称取20.000g碘化钾置于50mL烧杯中,加入适量水,使其溶解,将溶液转移至50mL棕 色容量瓶中,再加水至刻度线,摇匀; 3GB/T32360—2015 c) 分别移取a)中配制的溶液5.0mL和b)中配制的溶液10.0mL于100mL棕色容量瓶中,加 20.0mL无水乙酸,再加水至刻度线,摇匀,配制成碘化铋钾溶液。 5.2.1.1.3 聚乙二醇溶液的配制 选择重均分子量适宜的聚乙二醇放入真空干燥箱内,温度设定为40℃±1℃,真空干燥至恒重。 准确称取干燥后的聚乙二醇1.000g置于50mL烧杯中,加水使其溶解,将溶液转移至1000mL容量 瓶中,再加水至刻度线,摇匀,配制成质量浓度为1000mg/L的聚乙二醇溶液。 5.2.1.2 聚乙二醇标准曲线的绘制 聚乙二醇标准曲线的绘制步骤如下: a) 移取5.2.1.1.3中配制的聚乙二醇溶液0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0mL分别 于100mL容量瓶中,加水至刻度线,摇匀,配制成质量浓度为5mg/L、10mg/L、15mg/L、 20mg/L、25mg/L、30mg/L的聚乙二醇标准溶液; b) 移取不同浓度的上述标准溶液各5.0mL分别于10mL容量瓶中,先加入5.2.1.1.1中配制的 乙酸-乙酸钠缓冲液1.00mL,摇匀,再加入5.2.1.1.2中配制的碘化铋钾溶液1.00mL,摇匀,再 加水至刻度线,置于暗处静置15min,待用; c) 以蒸馏水作参比,用1cm比色皿在紫外可见分光光度计上,于510nm波长下,分别测定b)中 配制溶液的吸光度值; d) 以聚乙二醇浓度为横坐标,吸光度值为纵坐标,绘制聚乙二醇的浓度-吸光度标准曲线,并得出 线性回归方程。 5.2.1.3 截留率的测试 截留率的测试步骤如下: a) 将待测膜制备成相同规格的3个膜样品,用蒸馏水洗净待用; b) 将a)中1个膜样品置于样品池中待测; c) 准确称取1.000g选定重均分子量的聚乙二醇,加水使其溶解,移入1000mL容量瓶中,加水 至刻度线,摇匀,配制成质量浓度为1000mg/L的聚乙二醇溶液,作为测试溶液; d) 按图A.1所示连接膜测试装置,将测试溶液加入恒温储液槽中; e) 为减少膜面浓差极化影响,采用错流过滤的方式运行膜测试装置,调节测试水温为25℃± 0.5℃,缓慢调节跨膜压差为0.10MPa,调节测试系统内膜面流速不低于0.25m/s,待系统稳 定运行10min后收集滤过液和进料液; f) 将滤过液和进料液稀释至适当倍数,按照5.2.1.2b)、5.2.1.2