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更新時間:2022-11-11 14:51:00瀏覽次數(shù):276次
聯(lián)系我時,請告知來自 環(huán)保在線納濾膜NF-membrane納濾膜的發(fā)展納濾(NF):截留分子里在150以上、直徑在1nm左右的物質
納濾膜NF-membrane
納濾膜的發(fā)展
納濾(NF):截留分子里在150以上、直徑在1nm左右的物質。是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術。
在過去的很長一段時間里,納濾膜被稱為超低壓反納濾膜(LPRO:Low Pressure Reverse Osmosis),或稱選擇性反滲透膜或松散反滲透膜(Loose RO: Loose Reverse Osmosis)。日本學者大谷敏郎曾對納濾膜的分離性能進行了具體的定義:操作壓力≤1.50mPa,截留分子里200~1000,NaCI的截留率≤90%的膜可以認為是納濾膜。現(xiàn)在,納濾技術已經(jīng)從反滲透技術中分離出來,成為介于超濾和反滲透技術之間的獨立的膜分離技術,己經(jīng)廣泛應用于海水淡化、超純水制造、食品工業(yè)、環(huán)境保護等諸多領域,成為膜分離技術中的一個重要的分支。
納濾膜主要去除直徑為1個納米(nm)左右的溶質粒子,截留分子量為100~1000,在飲用水領域主要用于脫除三鹵甲烷中間體、異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑可溶性有機物,Ca、Mg等硬度成分及蒸發(fā)殘留物質。
納濾原理
是以壓力差為推動力的膜分離過程,是一個不可逆過程。其分離機制可以運用電荷模型(空間電荷模型和固定電荷模型)、細孔模型以及近年來才提出的靜電排斥和立體阻礙模型等來描述。與其他膜分離過程比較,納濾的一個優(yōu)點是能截留透過超濾膜的小分子量的有機物;又能透析反滲透所截留的部分無機鹽一一也就是能使“濃縮"與脫鹽同步進行。
NF膜分離需要的跨膜壓差一般為0.5-2.0MPa,比用反滲透膜達到同樣的滲透能里所必須施加的壓差低0.5-3Mpa。在同等的外加壓力下,納濾的通量要比反滲大得多,而在通里一定時,納濾所需的壓力則比反滲透的低很多。所以用納濾膜進行的膜分離過程中,溶液中各種溶質的截留庇有如下規(guī)律:
1.隨著摩爾質里的增加而增加;
2.在給定進料濃度的情況下,隨著跨膜壓差的增加而增加;
3.在給定壓力的情兄下,隨著濃度的增加而下降;
4.對于陰離子來說,按NOЗ―、Cr―、OH―、SO42―、CO42―順序上升;
5.對于陽離子來說,接H?、Na?、K?、Ca2?、Cu2?順序上升。
膜材質和主要產(chǎn)品
納濾膜的成膜材料基本上與反滲透村料相同。商品化納濾膜的膜材質主要有以下幾種:醋酸纖維素(CA)、磺化聚砜(SPS)、磺化聚醚砜(SPES)和(PVA)等。無機材料制備的納濾膜目前也已商品化。
納濾膜的制備工藝大致有以下幾種:相轉化法、稀溶液涂層法、界面聚合法、熱誘導相轉化法、化學改良法等,其中界面聚合法是制備納濾膜zui常用的方法。無機材料納濾膜一般采用溶膠混凝法制備。
表1所示是部分納濾膜的分離性能,可以看出,不同納濾膜的分離性能不相同。他們有一個共同點,即膜對單價離子的截留率低,對硫酸根和蔗糖的截留率高,膜對單價離子的截留率隨溶液濃度的增高而迅速下降。膜的這些特性受控于膜材料、膜結構形態(tài)和膜的表面性質等。
納濾膜組件
商業(yè)上的納濾膜組件大都為卷式組件,此外也有采用管式和中空纖維式的納濾膜組件。表2所示是部分納濾膜組件的性能。
納濾膜有兩個特性:
1.對不同有機物組分的分離性能,分子量的切割范圍約為200-1000;
2.膜表面負電荷對不同電荷和不同價態(tài)陰離子的Donnan點位不ー樣。納濾膜的性能決定了它的應用范圍,適用于下述三種情兄下的物質分離:
?對單價鹽分離的截留率要求不高;
?要求進行不同價態(tài)離子的分離;
?要求對高分子里有機物與低分子量有機物進行分離。
納濾膜的應用
根據(jù)納濾膜的特性,其主要應用場合包括:
1、軟化水處理
對苦咸水進行軟化、脫鹽是納濾膜應用的zui大市場。
2、飲用水中有害物質的脫除
傳統(tǒng)的飲用水處理主要通過絮疑、沉降、砂濾和加氯xiaodu來去除水中的懸浮物和菌體,而對各種溶解性化學物質的脫除作用很低。隨著水源的環(huán)境污染加劇和各國飲水標準的提高,可脫除各種有機物和有害化學物質的"飲用水深度處理"日益受到人們的重視。目前的深度處理方法主要有活性碳吸附、臭氧處理和膜分離。
3、中水、廢水處理
中水一般指將大型建筑物(賓館、寫字樓、商場等)中排出的生活汚水處理后用于廁所沖洗等非飲用再利用水。納濾膜在各種工業(yè)廢水的應用也很多實例,如造紙漂白水處理等。生活廢水中,納濾膜與生物處理(活性污泥)相結合也已進入實用階段。
4、食品、飲料、制藥行業(yè)
此領域中的納濾膜應用十分活躍,如各種蛋白質、氨基酸、維生素、奶類、酒類、醬油、調味品等的濃縮、精制。
5、化工工芝過程水溶液的濃縮、分離,如化工、染料的水溶液脫鹽處理。
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