卡納濾杯
納濾凈水復機凈水器的過制濾效果還是很不錯的。凈之泉的這種機子就不錯。凈之泉超濾原理採用的是一種物理的分離技術,膜孔徑范圍為0.5μm(接近微濾)~1nm(接近納濾)能夠去除水中細菌、膠體等有害物質,並保留水中有益物質。具有無需加電加壓,沒有廢水產生,安裝使用方便等諸多特點。
反滲透技術中,反滲透膜的孔徑在2~3nm以下,能夠去除水中一切物質,得到的水也就是我們常說的純水。專家認為,長期飲用會造成人體微量元素的缺乏。反滲透的過濾過程中需要加電加壓,並在凈水過程中有大量的廢水產生,純水機的廢水率大概在1:5左右,也就是說一杯純凈水的產生會伴隨著五杯廢水
2. 納濾凈水機和超濾機有什麼區別
如果說濾芯更換方便,覺得沒有什麼能比得上博樂寶速熱凈水器這個了回。可以直接換整體濾芯的答,像更換電池一樣更換濾芯,又避免了二次污染,而且速熱可以3秒出溫水,因為不需要安裝的,隨時插電就可以使用了,從此冬天喝熱水再也不用保溫杯熱水壺大罐小瓶了。
3. 納濾膜的水滲透系數和溶質滲透系數是多少
利用孔模型分析膜孔結構
本文基於孔模型,從膜對NaCl溶液的透過實驗中,得到種膜的結構參數,實驗結果表明,從溶質透過膜的參數與從溶劑透過膜的參數得到的膜結構參數並不一致。根據孔模型由溶質的Stokes半徑γs得到的膜孔半徑γp與根據透過溶劑而計算出的膜孔半徑γω之間存在線性關系,對於CA膜,它們的關系式是:γω=10.50(γp-1.739),γp與γω之間的相關關系是0.9986,對於γp的標准偏差是0.14。
關鍵詞:孔模型;膜結構參數;CA膜
ANALYSIS OF MEMBRANE STRUCTURE PARAMETERS BY PORE MODEL
LUO Ju-fen, MO Jian-xiong
(The Development Centr of Water Treatment Technology, SOA Hangzhou 310012)
Abstract:Based on the pore model, structural parameters of the eight kinds of membranes were determined with permeation experiments of aqueous solution of sodium chloride. The parameters determined from P differ from that obtained from Lp. There is a good linear correlation between rp which obtained from the solute radius rs and rω which obtained from the pure water flux. For cellulose acetate membranes, the relation of rp and rω can be written as rω =10.50(rp-1.739). The linear correlation coefficient between rp and rω is 0.9986 and for rp its standard deviation is 0.14.
Key words:pore model; structure parameters; CA membrane
測定膜結構參數對於預測溶質透過膜的傳遞性能是很重要的。為了能測定膜的結構參數,出現了摩擦模型,孔模型,改進的孔模型,SHP模型等。Nakao和Kimura等針對單組分水溶液,將這些模型應用到超濾膜分離體系和納濾膜分離體系,以不同溶質的滲透實驗計算了超濾膜和納濾膜的γp和Ak/△x值〔1-3〕。
本文通過膜對NaCl水溶液的透過實驗,在確定不可逆過程熱力學遷移方程中的三個參數後,基於改進的孔模型〔6〕,得到8種分離膜的結構參數,並比較了從溶質和從溶劑透過性能所得到膜孔結構參數的區別。這些膜對NaCl的脫除率在15%~99%之間,其中有部分膜是超濾膜。
1 理 論
壓力驅動過程中膜的遷移過程可以用不可逆過程熱力學來描述。Kedem和Katchalsky〔4〕基於線性非平衡熱力學唯象理論提出如下的傳遞方程:
Jv=Lp(△P-σ△π) (1)
Js=ω△π+(1-σ)Jv. (2)
利用Van't Hoff等式△π=RT△Cs,則式(2)可以寫成
Js=P△Cs+(1-σ)Jv. (3)
為解決膜二邊平均濃度的問題,Spiegler等〔5〕將等式(3)改寫成另一種形式:
Js/△C=P+(1-σ)(JvCln/△C) (4)
等式(3)、(4)是作為反滲透膜(具有高溶質分離率)的傳遞方程提出的,Nakao在他的實驗中〔2〕說明等式(3)、(4)也適用於作為超濾膜的傳遞方程。
在這些等式中,膜的表徵以三個傳遞系數表示:純水透過系數Lp,溶質滲透系數ω或P和反射系數σ。但上述唯象方程屬於黑箱模型,不能得到有關膜內部透過機理的情況,因此,出現一些利用膜結構來說明σ和P的傳遞模型。
Pappenheimer等提出了傳遞「孔理論」來計算通過毛細管的遷移過程,在這個理論中,溶質通量包括過濾流和擴散流,這二種流動都受到進入膜孔時位阻障礙和孔內摩擦阻力的影響。Verniory等人〔6〕利用Haberman和Sayre的計算和摩擦模型改進了這種「孔理論」,根據這種改進的孔理論,膜結構可以用參數σ和P來預測。假設圓柱形膜孔的孔徑與孔長分別為常數rp和△x,並且球狀溶質半徑為rs,則溶質通量可表示成
(5)
這里Ak是總的貫通孔面積與膜有效面積之比,SD和SF分別是擴散流和過濾流的位阻因數,並且是rs與rp比值q的函數,其中:
SD=(1-q)2 (6)
SF=(1-q)2(1+2q-q2) (7)
f(q)和g(q)是圓形壁面效應的修正因數,由Haberman和Sayre計算如下:
f(q)=(1-2.1q+2.1q3-1.7q5+0.73q6)/(1-0.76q5) (8)
g(q)=〔1-(2/3)q2-0.2q5〕/(1-0.76q5) (9)
將式(5)與式(3)相比較,則膜的參數σ和P可用下式表示
σ=1-g(q)SF (10)
P=Df(q)SD(Ak/△X) (11)
在孔模型中,純水通量用Hagen-Poiseuille式表示,因此,純水透過速率Lp可以寫成:
Lp=(r2p/8μ).(AK/△X) (12)
2 實 驗
2.1 實驗裝置
實驗裝置如圖1所示。
圖1 實驗裝置示意圖
1.原液池,2.微濾器,3.恆流泵,4.測試池,
5.微型電導檢測器,6.磁攪拌子,6.硅壓力感測器
2.2 實驗條件和過程
首先,將膜充分潤濕後置於測試池,用純水預壓1h,預壓壓力為膜最高實驗壓力的1.2倍左右。然後原液換成0.01mol/L NaCl溶液,測定不同壓力時透過液流速JV和濃度C3,利用式(4),根據Js/△C和JVCln/△C的關系,採用最佳擬合,得到膜性能參數σ和P,將σ和P代入(10)和(11)式,就能根據溶質的Stokes半徑rs而算出膜孔半徑rp和膜的Ak/△X值。在25℃條件下,NaCl-H2O體系的Stokes半徑rs=1.616×10-10m。
利用式(1)計算膜的Lp值。
將Lp值和由式(11)得到的Ak/△X值代入Hegen-Poiseuille式(12)中,則可得到根據透過溶劑而計算出的膜孔孔徑rω。
3 結果和討論
在測試壓力范圍內,透過液流速與壓力成直線關系,並且實驗中透過液通量與純水通量幾乎一致,因此,實驗滲透壓可以忽略不計。並且這也表明,實驗過程中沒有出現污染或嚴重濃差極化現象。
3.1 壓力的影響
壓力對脫除率的影響是很大的,隨壓力增加,R值也增加,R值增加到某個數值後,變化趨緩。因此,對於表示膜的特徵來說,R不是一個很合適的參數。
3.2 膜性能參數的確定
用以下方法確定膜的三個遷移參數Lp、σ和P。
純水透過參數Lp利用實驗的透過速率從式(1)可以得到,滲透壓△π忽略不計,參數σ和P則利用對數平均濃度Cln從式(4)中可以確定。從實驗數值看,Js/△C和Jυ.Cln/△C是一相當好的直線關系,這樣參數σ和P也可從這條直線的斜率和截距中求得。
8種膜的三個性能參數列於表1。
表1 膜的性能參數Lp、σ、P
膜 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
σ 0.943 0.903 0.899 0.857 0.457 0.131 0.313 0.2998
P×107(m/s) 3.33 12.65 7.17 5.03 24.5 10.2 24.0 5.95
Lp×1012(m/Pa.s) 4.84 10.32 4.48 4.40 9.12 11.05 14.80 12.67
從表1可知,實驗所用膜對NaCl的σ值在0.131~0.943之間。
3.3 膜結構參數的計算
根據改進的「孔模型」,式(10)的關系式可如圖2所示,因此,在膜的σ值已知時,可從式(10)求出q值,再代入溶質的Stokes半徑即可得到膜的rp值(=rs/q)
圖2 σ與q之間關系
列於表2的膜的另一個結構參數Ak/△X也是基於孔模型,採用式(11)從q值和實驗數值溶質的滲透系數P計算得到。
表2 從孔模型中得到的膜結構參數rP和△X值
膜 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
rp×1010(m) 2.02 2.18 2.21 2.31 3.85 8.78 5.19 5.39
Ak/△x(m-1) 2.72×105 3.67×105 1.78×105 7.98×104 1.9×104 1.63×103 8.20×103 1.91×103
若將膜的Ak/△X值和表1中的Lp值代入式(12),則可得到由水的透過速率Lp得到的膜孔半徑,以rω表示,結果見表3。
表3 由水的透過速率得到的膜孔半徑rω
膜 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8#
rω×1010(m) 3.77 4.74 4.49 6.64 19.6 73.6 38.0 72.9
比較表2和表3,可看到,rω與rp並不一致,並且rω大於rp。
不同文獻〔1.3〕在利用「孔模型」時,提到由P得到的Ak/△X值與由Lp得到的Ak/△X值之間存在偏差,即從溶質透過膜參數與從溶劑透過膜參數得到的膜結構參數並不一致。
以rp對rω作圖,可看到除了8#膜,其餘膜的rp與rω幾乎落在一條直線上,見圖3。因8#膜為SPS膜,其餘的均為CA膜。8#膜的rp與rω的關系不在直線上。也許,因材料不同,它的斜率和截距不同。
圖3 rp與rω關系
除去8#膜的rp和rω值,對其餘7種膜的rp和rω進行線性回歸的結果是:
rp=0.09527rω+1.739 (13)
或者改寫成
rω=10.50(rp-1.739) (14)
rp與rω之間的線性相關系數是0.9986,對rp的標准偏差是0.14。因此,可以認為對於CA膜,在NaCl水溶液體系中,根據孔模型由膜性能參數σ和P得到的膜孔半徑rp與根據透過溶劑而計算出的膜孔半徑rω之間存在線性關系。
由式(14)和圖3可知,當rp小於1.74×10-10m時,rω已為零,也即此時,膜的純水透過速率為零。這與祝振鑫等〔7〕推導的當網路孔半徑小到2.0×10-10m時,膜產率為零的推論非常相近。水分子半徑為0.87×10-10m,也即當孔道小於兩個水分子時,水分子即被卡住,使水不能流動。
4 結 論
本文利用孔模型,對8種膜的性能參數和結構參數進行了測定。實驗表明,由溶質的Stokes半徑基於孔模型得到的膜孔半徑rp與從溶劑水的透過速率得到的膜孔半徑rω並不一致,但存在線性關系。對於CA膜,在NaCl水溶液體系中,它們的關系是: rω=10.50(rp-1.739)。相關關系是0.9986,對於rp的標准偏差是0.14。這也表明當rp小到1.74×10-10m時,膜的純水透過速率為零。
對其它材料製成的膜的rp與rω之間關系有待進一步實驗。
4. 納濾凈水機怎麼應用
納濾凈水機來凈水器的自過濾效果還是很不錯的。超濾原理採用的是一種物理的分離技術,膜孔徑范圍為0.5μm(接近微濾)~1nm(接近納濾)能夠去除水中細菌、膠體等有害物質,並保留水中有益物質。具有無需加電加壓,沒有廢水產生,安裝使用方便等諸多特點。
反滲透技術中,反滲透膜的孔徑在2~3nm以下,能夠去除水中一切物質,得到的水也就是我們常說的純水。專家認為,長期飲用會造成人體微量元素的缺乏。反滲透的過濾過程中需要加電加壓,並在凈水過程中有大量的廢水產生,純水機的廢水率大概在1:5左右,也就是說一杯純凈水的產生會伴隨著五杯廢水。
5. 聽說海爾施特勞斯凈水採用的是納濾技術,這個技術有哪些優勢
納濾技術是新來一代的膜技術自,它的膜孔沒有反滲透膜那麼小,但是又能有效過濾水中的有害物質,它的優勢在於可以保留一些有益的微量元素,比如說鉀、鈣、鈉、鎂等。像我家的海爾施特勞斯潤泉凈水機HSNF2901-700採用這種技術,凈化效果好,還非常省水省芯,凈化3杯凈水才產生一杯廢水,是市面其他凈水機的9倍,納濾膜壽命也達到了2年。重點是它流速很快,接一杯200ML的水不到7S,日常洗菜、做飯、直飲都能輕松滿足,用了段時間挺滿意的。
6. 碧水源納濾凈水機的出水量大嗎接一杯是不是要等很久
出水量還是挺大的呀。碧水源納濾凈水機有好多的凈水機,它的出水量都要大很多了。
7. 杯壁上的茶垢,水垢怎樣處理會比較干凈
具體消除水垢的方法
①水壺煮山芋除垢 在新水壺內,放半水壺以上的山芋,加滿水,將山芋煮熟,以後再燒水,就不會積水垢了。但要注意水壺煮山芋後,內壁不要擦洗,否則會失去除垢作用。對於已積滿了水垢的舊水壺,用以上方法煮一二次後,不僅原來的水垢會逐漸脫落,並能起到防止再積水垢的作用。
②小蘇打除水垢 用結了水垢的鋁制水壺燒水時,放1小匙小蘇打,燒沸幾分鍾,水垢即除。
③煮雞蛋除水垢 燒開水的壺,用久了積垢堅硬難除。如用它煮上兩次雞蛋,會收到理想的效果。
④土豆皮除水垢 鋁壺或鋁鍋使用一段時間後,會結有薄層水垢。將土豆皮放在裡面,加適量水,燒沸,煮10分鍾左右即可除去。
⑤熱脹冷縮除水垢 將空水壺放在爐上燒干水垢中的水分,燒至壺底有裂紋或燒至壺底有「嘭」響之時,將壺取下,迅速注入涼水,或用抹布包上提手和壺嘴,兩手握住,將燒乾的水壺迅速坐在冷水中(不要讓水注入壺內)。重復2次至3次,壺底水垢會因熱脹冷縮而脫落。
⑥醋除水垢 如燒水壺有了水垢,可將幾勻醋放入水中,燒一二個小時,水垢即除。如水垢中的主要成分是硫酸鈣,則可將純鹼溶液倒在水壺里燒煮,可去垢。
⑦口罩防積水垢 在燒水壺里放一隻干凈的口罩,燒水時,水垢會被口罩吸附。
⑧磁化 在壺中放一塊磁鐵,不僅不積垢,煮開的水被磁化,還具有防治便秘、咽喉炎作用。
[1]⑨離子交換除水垢方法:採用特定的陽離子交換樹脂,以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來,由於鈉鹽的溶解度很高,所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。
⑩膜分離除水垢方法:納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子,從而從根本上降低水的硬度。膜分離除水垢方法的特點是,效果明顯而穩定,處理後的水適用范圍廣;但是對進水壓力有較高要求,設備投資、運行成本都較高。
9、整體的去除全家的用水水垢,可以安裝一台軟水機,對全家的水進行整體的去處水垢,讓大家省去了為水垢而煩惱的問題了。
注意事項:
1、水家電除水垢,要用食品級除垢劑,因為工業級除垢劑含有雜質,甚至有毒,喝了對人體有害;
2、水家電除水垢,用強酸除垢,有腐蝕性,對家電對人體都有害。
8. 飲水機的過濾原理和效果是有哪些
之前看到一份中國預防科學醫學的飲用水監測報告,報告顯示,水質量問題已經非常嚴重,全國26個省、區的180個縣市,有43.3%的人在喝著不健康的水。而近年來關於水污染的報道也越來越多,越來越嚴重。
為了更加嚴謹,我把一號杯換成自來水試了一下。通過動態圖顯示,裝有自來水的1號杯逐漸開始變黃,說明水中確實含有餘氯。
三、總結
本次對"RO"凈飲機 XX 和"超濾"凈飲機grs v3進行了測試,4個測試下來,RO的凈飲機得2分,超濾的v3在測試中得4分。
超濾過濾後的水能滿足日常的飲水需求,也保留了礦物質元素,更加健康,家裡有老人小孩的最好還是選超濾的。而且嵌入式的顏值還是不錯的,也值這個價了。
RO反滲透過濾能力強,但是把礦物質也一並過濾掉了,這一點我覺得有點矯枉過正吧。當然,也有人覺得礦物質元素無關緊要,必須把全部物質過濾掉才安心,而且廢水問題也能接受,那也可以選擇RO的凈水設備。
本次測評到此為止,可能不是很全面,僅供參考。在後續我會出再多的凈水測評,歡迎大家一起討論分享。