納濾的通量
Ⅰ 納濾的應用
納濾分離作為一項新型的膜分離技術,技術原理近似機械篩分。但是納濾膜本體帶有電荷性。這是它在很低壓力下仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的重要原因。
納濾分離愈來愈廣泛地應用於電子、食品和醫葯等行業,諸如超純水制備、果汁高度濃縮、多肽和氨基酸分離、抗生素濃縮與純化、乳清蛋白濃縮、納濾膜-生化反應器耦合等實際分離過程中。與超濾或反滲透相比,納濾過程對單價離子和分子量低於200的有機物截留較差,而對二價或多價離子及分子量介於200~500之間的有機物有較高脫除率,基於這一特性,納濾過程主要應用於水的軟化、凈化以及相對分子質量在百級的物質的分離、分級和濃縮(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程產物的分級和濃縮)、脫色和去異味等。主要用於飲用水中脫除Ca、Mg離子等硬度成分、三鹵甲烷中間體、異味、色度、農葯、合成洗滌劑,可溶性有機物,及蒸發殘留物質。
隨著對環境保護和資源綜合利用認識的不斷提高,人們希望在治理廢水的同時實現有價物質的回收,比如:大豆乳清廢液中含有1%左右的低聚糖和少量的鹽,亞硫酸鹽法制備化纖漿和造紙漿過程出現的亞硫酸鈣廢液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,製糖工業中出現的廢糖蜜中含有少量的鹽等等。
NF分離是一種綠色水處理技術,在某些方面可以替代傳統費用高,工藝繁瑣的污水處理方 法.其技術特點是:能截留分子量大於100的有機物以及多價離子,允許小分子有機物和單 價離子透過;可在高溫,酸,鹼等苛刻條件下運行,耐污染;運行壓力低,膜通量高,裝置 運行費用低;可以和其他污水處理過程相結合以進一步降低費用和提高處理效果.在水處理 中,NF膜主要用於含溶劑廢水的處理,能有效地去除水中的色度,硬度和異味.NF膜以其特殊的分離性能已成功地應用於製糖,制漿造紙,電鍍,機械加工以及化工反應催化劑的回收等行業的廢水處理.
納濾是一種綠色水處理技術,是國際上膜分離技術的最新發展,在某些方面可以替代傳統費用高、工藝繁瑣的污水處理方法。納米級孔徑且帶有電荷的特殊過濾性能特點是:能截留分子量大於200的有機物以及多價離子,允許小分子有機物和單價離子透過;可在高溫、酸、鹼等苛刻條件下運行,膜耐受的條件范圍寬,濃縮倍數高,耐污染;運行壓力低,膜通量高,裝置運行費用低,能耗極低(唯一驅動力是壓力)。
由於納濾膜特殊的孔徑范圍和制備時的特殊處理(如復合化、荷電化),使得納濾膜具有較特殊的分離性能,其在降低廢水COD、水源水的色度、硬度和去除飲用水中的有機物(TOC)、三鹵代烷(THMs)前驅物等方面的應用近年來受到廣泛重視,已成功地應用於製糖行業、造紙行業、電鍍行業、機械加工行業及化工反應催化劑的回收行業等的廢水處理中。納濾膜的應用研究主要集中在幾個方面:根據中性溶質的分子量大小而進行分離;截留有機物分子而讓單價電解質透過膜層;根據離子價態而實現離子問的分離。根據納濾膜分離的特點,其應用范圍主要適用於下述情況的物質分離:①對單價鹽分離的截留率要求不高;②要求進行不同價態離子的分離,如軟化處理;③需要對高分子量有機物與低分子量有機物進行分離,如葡萄酒脫醇;④鹽和對應的酸的分離;⑤有機物和無機物的分離,如染料脫鹽、乳清濃縮脫鹽和飲用水凈化。
納濾膜具有熱穩定性、耐酸、耐鹼和耐溶劑等優良性質,在廢水的有價物質回收中起到不可估量的作用,廣泛地應用於各種有機廢水的回收處理。比如農葯廢液處理、乳清和抗菌素脫鹽、電鍍廢液中金屬回收、各種石化廢水處理等。在給水處理中,納濾膜主要用於制備軟化水、飲用純凈水,能有效地去除水中的色度、硬度和異味 。
試驗研究及應用
(1)日用化工廢水處理.用NF膜處理日用化工廢水的應用研究表明NF膜耐酸鹼,有優良的截留率,對重金屬有很好的去除率,不存在膜污染問題.據估計,由於NF膜的運行費用低於反滲透技術,對有機小分子有良好的脫除率,可能會覆蓋90%以上的日用化工廢水處理.
(2)石油工業廢水處理.
石油工業廢水主要包括石油開采和煉制過程中產生的含各種無機鹽和有機物的廢水,其成分 非常復雜,處理難度大.採用膜法特別是NF法與其他方法相給合,既可有效處理廢水還可以 回收有用物質.例如,先用NF膜將原油廢水分離成富油的水相和無油的鹽水相,然後把富油 相加入到新鮮的供水中再進入洗油工序,這樣既回收了原油又節約了用水.以前多採用反滲 透 和相分離結合的方法處理石油工業廢水,但存在著膜污染嚴重的問題,如果在反滲透前加一NF膜,就可以解決膜污染的問題.石油工業的含酚廢水中主要含有苯酚,甲基酚,硝基酚以 及各類取代酚,此類物質的毒性很大,必須脫除後才能排放,若採用NF技術,不僅酚的脫除 率可達95%以上,而且在較低壓力下就能高效地將廢水中的鎘,鎳,汞,鈦等重金屬高價離子脫除,其費用比反滲透等方法低得多.
(3)殺蟲劑廢水處理.一般的水處理方法不能除去污染水中的低分子有機農葯.通過研究NF膜對不含酚殺蟲劑的截留性能發現除了二氯化物以外,其他殺蟲劑的截留 率均高於96.7%,所有殺蟲劑在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影響.採用NF處理含有酚 類殺蟲劑的廢水也十分有效.
(4)化纖,印染工業廢水處理.NF可以用於印染過程排水中染料及助劑的脫除和回用.處 理染料聚合漿料時,由於大多數染料的分子量在幾百到幾千,NF膜可以讓一些無機鹽或小分 子通過,而對較大的染料分子進行截取,粗染料漿液經NF系統後,染料可以富集,而無機鹽 的濃度下降,脫鹽率大於98%,染料損失率小於0.1%,而且可以在高溫下運行.此外,NF還 可以用於纖維加工過程中的含油廢水的處理及回收再利用.
(5)生活污水處理.採用常用的生物降解和化學氧化相結合的方法處理生活污水時,氧化 劑的消耗很大,殘留物多.如果在它們之間增加一個NF系統,讓能被微生物降解的小分子( 分子量小於100)通過,不能生物降解的有機大分子(分子量大於100)被截留下來經化學氧化 後再生物降解,這樣就可以充分發揮生物降解的作用,節省氧化劑或活性炭的用量,降低最 終殘留物的含量.
(6)熱電廠二次廢水的治理及回收利用.熱電廠的二次廢水主要來自沖灰,除塵及冷卻系統,此類廢水中含有大量的懸浮固體,灰份 及高含量的鹽份和部分有機物.利用NF可以把這一類廢水處理成工業回用水.首先用微濾除 去水中的全部懸浮顆粒,質量分數為99%的BOD,98%的COD,73%的總氮和17%的總磷,同時將水中的菌落總數降到3~4個/L,然後加酸降低pH以除去CO2,最後再經NF脫鹽,達到鍋爐用水的質量.澳大利亞太平洋熱電廠的Eraring發電站已用NF對此類廢水進行處理,每天處理1 000~15 000 m3廢水,既減輕了市政供水系統的負荷,每年又可為熱電廠節約 操作費用80萬美元.該熱電廠准備擴大發電規模,用水量也相應增大,估計到2010年,處理 此類廢水量將達5 000 m3/d,效益極其可觀.
(7)酸洗廢液處理.鋼廠的酸洗工序是將鋼材浸入質量分數為20%左右的硫酸酸洗槽中進行 酸洗.隨著酸洗的進行,硫酸濃度逐漸降低,硫酸亞鐵濃度不斷增高,當溶液中硫酸的質量 分數降至6%~8%,生成的硫酸亞鐵濃度超過200~250 g/L時,酸洗速率下降,必須更 換酸洗液,排放酸洗廢液.酸洗好的鋼材必須用清水進行沖洗以除去表面的酸性物質,又造 成了廢酸水的外排.為了保護環境,節約資源,可採用NF工藝處理酸洗廢液.利用NF膜對硫 酸和硫酸亞鐵截留率的不同,先將硫酸亞鐵截留在濃縮液中,然後將濃縮液送入冷卻結晶罐,冷卻結晶出FeSO4·7H2O;透過液再經能截留硫酸的另一NF膜組件,截留後濃縮為20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透過液則排至廢酸水站,進一步處理排放或回收.這一工藝回收 了硫酸和硫酸亞鐵,同時實現了酸洗廢液的回收綜合利用和廢酸水達標排放的目的.
(8)造紙廢水處理.採用NF膜技術替代傳統的化學處理 法能更為有效地除去深色木質素.木漿漂白過程產生的氯化木質素 是帶負電的,容易被帶負電性的NF膜截留,並且對膜不會產生污染.另外,因為整個處理過程中對陽離子(Na+)的脫除率並沒有嚴格要求,採用反滲透技術就顯得沒有必要 .採用超濾/納濾處理牛皮紙製造廢水有很好的效果。
工程應用
納濾膜的孔徑范圍介於反滲透膜和超濾膜之間,其對二價和多價離了及分子量在200~1000之間的有機物有較高的脫除性能,而對單價離子和小分子的脫除率則較低。而且,與反滲透過程相比,納濾過程的操作壓力更低(一般在1.0Mpa左右);同時由於納濾膜對單價離子和小分子的脫除率低,過程滲透壓較小,所以,在相同條件下,納濾與反滲透相比可節能15%左右[3]。因而在水處理中,納濾被廣泛應用於飲用水的濃度凈化、水軟化、有機物和生物活性物質的除鹽和濃縮、水中三鹵代物前軀物的去除、不同分子量有機物的分級和濃縮、廢水脫色等領域。
Sibille等研究了法國Auverw-sur-Oise市的地下水,對納濾和生物處理飲用水(臭氧—生物活性炭過濾)進行了對比。結果表明,納濾可以顯著提高飲用水的水質,減少細菌數量和有機物的濃度,從而使後續消毒更有效,也減少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量極易被細菌等吸收的可生物降解的有機物質(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有機碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透過納濾膜。
雖然,納濾技術的工程應用在美國、日本等國家的給水行業中已經得到大規模的推廣,但在我國,將納濾技術廣泛地應用於工程實踐的條件還不成熟,尚處於嘗試階段、本要問題是國產納濾膜的性能指標不夠過關。已有工程實例的報道,如國內首套工業化大規模膜軟化系統——山東長島南隍城納濾示範工程,是納濾技術在高硬度海島苦鹹水凈化的實際應用。該工程由國家海洋局杭州水處理中心設計,於1997年4月正式投入生產淡水,系統連續正常運行27個月,淡化水符合國家生活飲用水衛生標准。
有關學者曾採用納濾膜對某市自來水(以污染嚴重的淮河水為原水)進行深度處理試驗,研究了納濾循環制水試驗工藝的效果。結果表明,循環試驗工藝與單級納濾工藝相比,在同樣較低的壓力下,出水率較高,並且能耗降低,減少了濃水排放。即使在回收率較高(80%)的情況下,膜出水中的總有機碳(TOC)仍比自來水低50%;對致會變物的去除十分顯著,使Ames試驗陽性的水轉為陰性。
納濾膜應用問題
納濾膜有較高的膜通量,可以截留有機及無機污染物,而對人體必需的一些離子又有較大的透過率,因此,把納濾膜應用於飲用水的深度凈化較其它的膜分離技術有較大的優勢。把鋼濾膜應用於給水處理領域的主要問題是:
這三個問題是膜分離的基本問題,也是納濾膜法水處理技術難以廣泛應用的主要原因。世界各國的水處理工作者正在進行廣泛的研究,尋求解決這些問題的途徑。納濾技術在給水處理領域的推廣應用還依賴於這些問題的進一步解決。
Ⅱ 膜通量的計算公式
膜通量(J)的計算公式為:J= V/(T×A)。其中:J是膜通量(L/m2·h);V是取樣體積(L);T是取樣時間專(h);A是膜有效屬面積(m2)。
測量方法:
1、在一定的操作條件下,採用出水抽吸泵工作在一個級數上使膜工作一個時間段Δt(不小於30 min),觀測透膜壓力在Δt內的變化。
2、若透膜壓力保持恆定,調節出水抽吸泵的級數,使膜通量增加一個階量,重新觀測TMP在另一個Δt內的變化,如此繼續,直到TMP在Δt內隨時間不斷增長為止,記此時的膜通量為FN+1。
(2)納濾的通量擴展閱讀
膜通量的應用領域:
1、過濾水:中大超純水系統的前置過濾處理,飲料業用水前置過濾處理。
2、食品行業過濾:食用油、蔬菜油的過濾,糖漿、巧克力等各式漿液的過濾。
3、化學工業過濾:電鍍液葯液的過濾,油漆,塗料的過濾,機械用油,切削油,重油,高黏度樹脂的過濾,制葯的過濾等。
參考資料來源:網路-膜通量
Ⅲ 超濾、微濾、納濾的過濾標準是多少
1.超濾膜(UF):過濾精度在0.001-0.1微米。是一種利用壓差的膜法分離技術,可濾除水中的鐵銹、泥沙、懸浮物、膠體、細菌、大分子有機物等有害物質,並能保留對人體有益的一些礦物質元素。是礦泉水、山泉水生產工藝中的核心部件。超濾工藝中水的回收率高達95%以上,並且可方便的實現沖洗與反沖洗,不易堵塞,使用壽命相對較長。
2.微濾(MF):過濾精度一般在0.1-50微米,常見的各種PP濾芯,活性碳濾芯,陶瓷濾芯等都屬於微濾范疇,用於簡單的粗過濾,過濾水中的泥沙、鐵銹等大顆粒雜質,但不能去除水中的細菌等有害物質。濾芯通常不能清洗,為一次性過濾材料,需要經常更換。① PP棉芯:一般只用於要求不高的粗濾,去除水中泥沙、鐵銹等大顆粒物質。② 活性碳:可以消除水中的異色和異味,但是不能去除水中的細菌,對泥沙、鐵銹的去除效果也很差。③ 陶瓷濾芯:最小過濾精度也只0.1微米,通常流量小,不易清洗。
3.納濾(NF):過濾精度介於超濾和反滲透之間,脫鹽率比反滲透低,也是一種需要加電、加壓的膜法分離技術,水的回收率較低。也就是說用納濾膜制水的過程中,一定會浪費將近30%的自來水。這是一般家庭不能接受的。一般用於工業純水製造。
4.反滲透(RO):過濾精度為0.0001微米左右,可濾除水中的幾乎一切的雜質(包括有害的和有益的),只能允許水分子通過。一般用於純凈水、工業超純水、醫葯超純水的製造。反滲透技術需要加壓、加電,流量小,水的利用率低,不適合大量生活飲用水的凈化。
Ⅳ 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。
Ⅳ 納濾與超濾的區別
超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。
超濾技術的優點是操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,缺點也比較顯而易見,市面上的超濾機因過濾孔徑較大,對重金屬的清除有限,尤其不適合北方水垢較重地區。
納濾是一種納米級的新型分離膜,是介於超濾膜和反滲透膜之間的一種濾膜,它代表膜分離領域的最新成果,是目前國際上發達國家如美國、日本、法國等國家飲用凈水處理方法所採用方法之首選。
Ⅵ 納濾膜的基本信息
納濾膜基本原理
在一張半透膜隔開水溶液時,加在溶液上並使其能剛好阻止純專溶劑進入溶液的額外壓力稱為屬滲透壓,在一般情況下水溶液中的溶質濃度越高滲透壓就越大。當溶液一端沒有加壓時,純溶劑會通過半透膜向溶液中擴散,這種現象叫做滲透。相反在加溶液端所外加的壓力超過了滲透壓,則反而使得溶液中的溶劑向純溶劑一側流動,這個過程稱為反滲透。納濾膜分離技術正是運用了反滲透原理。
納濾膜元件在以前稱作疏鬆反滲透,其截留特性介於中空纖維超濾膜和反滲透膜之間,孔徑大約在100-1000道爾頓。所以,納濾膜元件對於水溶液中溶解的小分子有機物具有很高的脫除率。同時也對水溶液中的各種離子有一定的脫除率。納濾水處理膜的性能主要由水通量和脫鹽率來決定的。納濾膜的水通量和脫鹽率受壓力、溫度、濃度、流量、PH值、回收率等等因素說影響。
Ⅶ 垃圾滲瀝液污水處理的納濾系統為啥有氣泡,納濾系統的通量管有好多氣泡上浮。
垃圾滲瀝液是垃圾填埋後發生的一系列復雜的水動力學和物理化學過程所產生的廢液,它的組分特徵和產生速度與填埋場的天氣、垃圾的種類、填埋場的運行時長都密切相關.一般每1000g垃圾滲瀝液中含有2~15g的固體物質,其組分中鹽類約有1.3~12.3g(單價鹽占很大比例)、氮素0.3~2g(氨氮佔97%)以及少量的重金屬(0.005~0.004g)
目前已有多種壓力驅動膜用於垃圾滲瀝液的處理,僅在德國就有超過70座基於膜技術的垃圾滲瀝液處理廠在運行.因其對幾乎所有污染物都有很高的截留率,RO膜在垃圾滲濾液處理方面得到了廣泛的使用,而NF的應用較少.納濾膜在德國有少量的工程應用,在法國、芬蘭和瑞典有一些中試和實驗室規模的研究,處理的對象主要是一些低濃度的垃圾滲瀝液.在我國,NF在垃圾滲瀝液處理工程中的應用常見於二級生化出水的深度處理,而採用RO-NF雙膜聯用,使用NF對RO過濾濃水脫鹽的應用較少.將納濾膜用於垃圾滲瀝液處理需注意的問題主要有:①為減輕納濾膜污染,使其在運行過程中保持較高的通量水平,需要對納濾的進水進行預處理,通常可採用微濾、超濾等方法去除原水中的大分子和懸浮物等雜質;②若將NF作為污水處理的最後一步處理工藝,則需要在整體工藝設計時與其他工藝組合,比如水中氨氮類物質可使用生化法去除、NF過濾產生的濃水可採用活性炭吸附或者高級氧化的方法;此外,NF產水如需回用,產水中的單價鹽含量也需要根據實際的水質要求考慮進一步脫除;③當進水中氨氮濃度較高時宜先採取氨吹脫、A/O式MBR進行硝化反硝化等方式去除水中高濃度氨氮,再進入NF系統以保證出水水質;④若採用NF-RO雙膜組合工藝,可使用NF處理RO過濾的濃水,提高整個系統的水回收率,減少濃水處理量,同時可作為夏季降雨量大時的應急污水處理單元.
Ⅷ 8040的納濾膜每一隻膜每小時產多少水
8040中空纖維超濾膜來 如果是放在 反滲透自8040膜殼內的膜組件 產水量:900L/H-1440L/H 8040這結構的膜元件 膜面積大概在12-18㎡ 設計通量一般在,50-85L/h㎡ 還有一種膜 也有人稱為8040,這種結構的就是自身帶有膜殼,有4個活接借口的 這個結構的膜元件產水量在:1250L/H-2010L/H 這結構的膜元件 膜面積大概在25-30㎡,每個廠家膜面積都有差異 中空纖維超濾膜組件的設計通量都差不多 范圍 希望能夠幫助到您,如果您有疑問,可以聯系我
Ⅸ 納濾膜 產水量多少一般選 陶氏,海德能的
應用納濾膜對溶液中的溶質進行分離時,它的截留率會受到一些因素的影響版,從而呈現出權不同的變化規律,對這個規律進行詳細的了解有利於更好的應用納濾膜的分離性能。
這里我們將主要針對納濾膜在對溶液進行分離的過程中,其根據處理溶質的不同所呈現的一些變化規律做以下詳細介紹:
一、若保持系統的壓力恆定,那麼納濾膜的截留率將會隨著溶液濃度的增加而降低。
二、這種膜的截留率與溶質的摩爾質量變化成正比,當摩爾質量減少時,那麼截留率也將隨之降低。
三、如果溶液的濃度保持恆定時,那麼膜的截留率將同其兩側壓差變化形成正比,壓差降低將導致截留率也隨之下降。
四、對於溶液中一些常見的陰離子,膜的截留率將按照硝酸根離子、氯離子、氫氧離子、硫酸離子的順序依次升高。
五、對於溶液中一些常見的陽離子,膜的截留率將按照氫離子、鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子、銅離子的順序依次升高。