納濾反滲透分離實驗

A. 納濾設備的工作原理

納濾工作原理

膜分離是利用膜對混合物中各組分的選擇滲透作用性能的差異，以外界能量或化版學位差為推動權力對雙組分或多組分混合的氣體或液體進行分離、分級、提純和富集的方法。膜孔徑處於納米級，適宜於分離分子量在100～1000，分子尺寸約為1 nm的溶解組分的膜工藝被稱為納濾(NF)。NF膜分離需要的跨膜壓差一般為0.5～2.0 MPa，比用反滲透膜達到同樣的滲透能量所必需施加的壓差低0.5～3 MPa。根據操作壓力和分離界限，可以定性地將NF排在反滲透和超濾之間，有時也把NF稱為"低壓反滲透"或"疏鬆反滲透"。20世紀70年代J. E. Cadotte 研究NS-300膜，即為研究NF膜的開始。當時，以色列脫鹽公司用" 混合過濾"來表示介於反滲透與超濾之間的膜分離過程，後來美國的公司把這種膜技術稱為納濾，一直沿用至今。之後，NF發展得很快，膜組件於80 年代中期商品化。目前，NF已成為世界膜分離領域研究的熱點之一。

B. 超濾膜及納濾和反滲透的區別

反滲透膜抄是最精細的一種膜分離產品，其能有效截留所有溶解鹽份及分子量大於100的有機物，同時允許水分子通過。反滲透膜廣泛應用於海水及苦鹹水淡化、鍋爐補給水、工業純水及電子級高純水制備、飲用純凈水生產、廢水處理和特種分離等過程。
超濾膜每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個0.01微米的微孔，其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質和微量元素通過，而最小細菌的體積都在0.02微米以上，因此細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等都能被超濾膜截留下來，從而實現了凈化過程。

C. 透析，微濾，超濾，納濾，反滲透，電滲析，滲透氣化等膜分離技術各自的特點

1.透析（dialysis）是通過小分子經過半透膜擴散到水（或緩沖液）的原理；
2.微濾適用於細胞、細菌和微粒子的分離，在生物分離中，廣泛用於菌體的分離和濃縮，目標物質的大小范圍為0.01-10 μm，一般用於預處理；
3.超濾技術的優點是沒有相的轉變，無需添加任何強烈的化學物質，可以在低溫下操作，過濾速度較快，便於無菌處理等，一般用於預處理；
4.納濾 特點是能截留小分子的有機物並可同時透析出鹽，集濃縮與透析於一體；
操作壓力低，因為無機鹽能通過納米濾膜而透析，使得納米過濾的滲透壓遠比反滲透為低，所以納米過濾所需的外加壓力比反滲透低得多；
5.反滲透法具有設備構型緊湊，佔地面積小、單位體積產水量及能量消耗少等優點；
6.電滲析的特點時可以同時對電解質水溶液起淡化、濃縮、分離、提純作用、可以用於蔗糖等非電解質的提純，以除去其中的電解質、在原理上，電滲析器是一個帶有隔膜的電解池，可以利用電極上的氧化還原效率高；
7.滲透氣化對共沸物系和近沸物系等難分物系的分離, 顯示特有的優越性。

D. 反滲透和納濾之間有何區別

納濾是一種特殊而又很有前途的分離膜品種，它因能截留物質的大小約為1納米(0.001微米)而得名，納濾的操作區間介於超濾和反滲透之間，它截留有機物的分子量大約為200～400左右，截留溶解性鹽的能力為20～98％之間，對單價陰離子鹽溶液的脫除率低於高價陰離子鹽溶液，如氯化鈉及氯化鈣的脫除率為20～80％，而硫酸鎂及硫酸鈉的脫除率為90～98％。納濾膜一般用於去除地表水的有機物和色度，脫除井水的硬度及放射性鐳，部分去除溶解性鹽，濃縮食品以及分離葯品中的有用物質等，納濾膜兩側運行壓差一般為3.5～16bar。

反滲透是最精密的膜法液體分離技術，它能阻擋所有溶解性鹽及分子量大於100的有機物，但允許水分子透過，醋酸纖維素反滲透膜脫鹽率一般可大於95％，反滲透復合膜脫鹽率一般大於98％。它們廣泛用於海水及苦鹹水淡化，鍋爐給水、工業純水及電子級超純水制備，飲用純凈水生產，廢水處理及特種分離等過程，在離子交換前使用反滲透可大幅度地降低操作費用和廢水排放量。反滲透膜兩側的運行壓差當進水為苦鹹水時一般大於5bar，當進水為海水時，一般低於84bar。

納濾與反滲透沒有明顯的界限。納濾膜對溶解性鹽或溶質不是完美的阻擋層，這些溶質透過納濾膜的高低取決於鹽份或溶質及納濾膜的種類，透過率越低，納濾膜兩側的滲透壓就越高，也就越接近反滲透過程，相反，如果透過率越高，納濾膜兩側的滲透壓就越低，滲透壓對納濾過程的影響就越小。

E. 反滲透和納濾處理後的廢水怎麼處理

1、如果是反來滲透的凈水機，所排出自的廢水是已經經過了前三級過濾又沖洗了反滲透膜的水，這種如果是直接倒掉是很可惜的，可以用這種水涮拖把，洗菜洗衣服沖廁所都可以。

2、建議凈水機過濾的廢水管不用順到下水道中，要單獨順到一個容器中，這種水接出來涮拖把和沖廁所可以，起到節約用水的作用。

F. 驗室膜分離設備，可以安裝超濾膜、納濾膜、反滲透膜嗎

只要它是膜組件的大小可以被安裝，但還沒有考慮到的問題，操作壓力一般超濾，納濾，反滲透裝配在一起

G. 反滲透和納濾的區別是什麼

反滲透（RO）和納濾（NF）技術都是凈水設備進行水處理方式，凈水設備一般以這兩個技術做出的反滲透膜和納濾膜進行區分，兩者有以下區別：

1、過濾精度不同

反滲透可以脫除最小的溶質，分子量小於0.0001微米，由於高的過濾精度，可以濾除水中的細菌和各種雜質，一般用於家庭純凈水、工業超純水和醫療超純水的製造。納濾可脫除分子量在0.001微米左右的溶質，用於過濾精度要求稍低的環境，一般用於水軟化、微污染脫鹽和工業純水的製造。

2、脫鹽率不同

反滲透技術的脫鹽率在99.5% ，能有效截流所有溶解鹽份及各種分子量大於＞100的有機物，同時允許小分子團通過。納濾系統採用的是錯流過濾的方式，脫鹽率在80到90%之間，主要應用於大分子物質的濃縮和純化。

3、產生的「廢水」比例不同

反滲透和納濾都是通過加壓、加電的方式凈化水，但反滲透技術由於膜的構成不同，反滲透產生的廢水在1:2—1:3，納濾的廢水比在1:1，以省水和環保方面來說，反滲透技術更加耗費資源，納濾技術相比具有部分去除單價離子、過程滲透壓低、操作壓力低、省能等優點。

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超濾（UF）和微濾（MF）

超濾和微濾也是凈水設備進行水處理的方式。

1、超濾的過濾精度在0.001—0.1微米，用壓差的膜法分離技術，可濾除水中的鐵銹、泥沙、懸浮物、膠體等，過濾流量大，使用成本低，但無法消除水中的部分雜質和病菌，常用於制葯工業、食品工業、電子工業。

2、微濾的過濾精度在0.1—50微米，只能過濾水中的泥沙、鐵銹等大顆粒雜質，是簡單的粗過濾，常用於微電子行業超純水的終端過濾，各種工業給水的預處理。

H. 反滲透納濾超濾微濾等的膜法分離性能比較

從常用水處理設備功能原理及特點說起：
純水機 1. 原理及功能：採用PP棉，活性炭及RO膜 等濾芯，五級或五級以上過濾，其中最核心是 RO膜即反滲透膜，RO膜是目前水處理技術中過濾精度最高 的濾芯。制出的為純凈水，可以直接生飲。 2. 純水機水處理設備優缺點：
純水機設備過濾精度高，適用於多種水質，凈 化後的水是純凈水，口感好，不含任何雜質， 絕對安全。 缺點：純水機水處理設備每日 制水量少，只能解決飲用和做飯；前三級濾芯 使用壽命短，需要定期更換濾芯；不適宜單獨長期作為直飲水，尤其是兒童和老人更不宜長期單 獨飲用純凈水。
凈水機 超濾機是凈水機水處理設備中的主流產 品，具有精度高，凈化效果好，濾芯壽命長， 並能自動清洗濾芯。 1. 原理及功能：採用0.01微米的超濾膜分離 技術，能有效祛除水中的泥沙，鐵銹，懸浮 物，膠體，細菌，病毒，大分子有機物等有害 物質。 2. 凈水機水處理設備優點缺點：
水機設備過濾精度高；凈化水接近礦泉水，能 直接生飲；流量大；濾芯使用年限長；自動清 洗濾芯；不需要電；不浪費水。
水機水處理設備祛除水垢、水鹼效果較差，適 用中等以下硬度地區；單一超濾機不能徹底去 除水中異味， 不能徹底去除水中重金屬，水質 口感較差；換芯比較麻煩。
納濾膜機 1.納濾膜水處理機是以納濾膜為主要部件， 結構略為疏鬆，類似反滲透膜的水處理機。 2.納濾膜是荷電膜，能進行電性吸附，對電性高的F離子等，能部分去除，並具有納米級孔徑，大分子不能通過水處理設備，游離態的水分子部分通過，NaCl部分透過，鈣離子，鎂離子更少部分能通過。囊括了以上水處理機的優點，且避免了二水處理的缺點。
更多了解可加追問！

I. 請比較說明微濾，超濾，納濾和反滲透等四種常用膜分離技術的異同點

微濾microfiltration以壓力為驅動力，分離0.1-1微米的微粒的過程，簡稱為MF
超濾ultrafiltration以壓力差為動力，膜孔徑約0.001-0.2微米的物理篩分過程，簡稱為UF
1，微濾和超濾同屬於微孔膜范疇，微孔過濾是一種物理篩分過程，其功能在於截留分子量為幾百至幾百萬的物質，包括大分子有機物，微生物等，而不是以脫鹽為目的。
2，微孔膜的孔徑為一個范圍值：微濾在0.1-1微米，超濾為0.001-0.2微米
3，在學術領域，微濾膜的過濾精度一般用孔徑表示，而超濾的過濾精度一般用切割分子量來表示
4，微濾和超濾的過程均以壓力為驅動力，用於溶液體系中的物質分離。
5，膜的材料分為有機高分子和無機高分子材料。
納濾：nanofiltration以壓力為驅動力，用於脫除二價及二價以上的多價離子和分子量200以上有機物的膜分離過程，簡稱為NF
1， 納濾技術是繼反滲透後出現的一種新的分離技術，其分離機理基本和反滲透一致。
2， 納濾理論精度為0.001-0.005微米，略大於反滲透，因此所需工作壓力低於反滲透，早期被稱為「鬆散反滲透」
3， 納濾的作用在於去除二價及二價以上離子和分子量200以上的物質，對一價離子的去除率較低，其綜合脫鹽率低於反滲透
反滲透reverse
osmosis在膜的進水一側施加比溶液滲透壓高的外界壓力，只允許溶液中水和某些組分選擇性透過，其他物質不能透過而被截留在表面的過程，簡稱RO
1，反滲透的概念始於滲透現象，當把只允許水透過的高分子半透膜作為介質，兩側分別是鹽水和純水時，由於純水測水的濃度高於鹽水測的濃度，純水將向鹽水側擴散透過，這種濃度差異導致的遷移過程，就是滲透，他是自然界中在生物體內存在的一個普遍現象。
2，反滲透是一種由人類創造力產生的非自然現象或一種水溶液分離技術，其原理是通過施加機械外壓，克服濃度差導致的逆向遷移的過程。
3， 反滲透僅適用於液相體系(水溶液體系)中溶質和溶劑的分離，在凈水器中運用較多。
4， 反滲透現象必須在外界壓力作用下發生，且壓力必須高於水溶液的滲透壓。

J. 凈水領域，超濾、納濾、RO反滲透的區別

超濾膜及納濾和反滲透的區別

一、超濾膜

超濾膜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，尤其是超濾技術的實驗條件溫和，與蒸發、冷凍乾燥相比沒有相的變化，而且不引起溫度、pH的變化，因而可以防止生物大分子的變性、失活和自溶。在生物大分子的制備技術中，超濾主要用於生物大分子的脫鹽、脫水和濃縮等。超濾法也有一定的局限性，它不能直接得到乾粉制劑。對於蛋白質溶液，一般只能得到10～50％的濃度。 家用 工業用 都可以。

超濾技術的關鍵是膜。膜有各種不同的類型和規格，可根據工作的需要來選用。

二、納濾

納濾，介於超濾與反滲透之間。現在主要用作水廠或工業脫鹽。脫鹽率達百分之90以上。反滲透脫鹽率達99%以上 但，若對水質要求不是特別高，利用納濾可以節約很大的成本。

三、反滲透

反滲透，是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術，源於美國二十世紀六十年代宇航科技的研究，後逐漸轉化為民用，目前已廣泛運用於科研、醫葯、食品、飲料、海水淡化等領域。

用作太空水、純凈水、蒸餾水等制備； 酒類製造及降度用水； 醫葯、電子等行業用水的前期制備； 化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備； 鍋爐補給水除鹽軟水； 海水、苦鹹水淡化； 造紙、電鍍、印染等行業用水及廢水處理。