纳滤的通量
Ⅰ 纳滤的应用
纳滤分离作为一项新型的膜分离技术,技术原理近似机械筛分。但是纳滤膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。
纳滤分离愈来愈广泛地应用于电子、食品和医药等行业,诸如超纯水制备、果汁高度浓缩、多肽和氨基酸分离、抗生素浓缩与纯化、乳清蛋白浓缩、纳滤膜-生化反应器耦合等实际分离过程中。与超滤或反渗透相比,纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差,而对二价或多价离子及分子量介于200~500之间的有机物有较高脱除率,基于这一特性,纳滤过程主要应用于水的软化、净化以及相对分子质量在百级的物质的分离、分级和浓缩(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程产物的分级和浓缩)、脱色和去异味等。主要用于饮用水中脱除Ca、Mg离子等硬度成分、三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物,及蒸发残留物质。
随着对环境保护和资源综合利用认识的不断提高,人们希望在治理废水的同时实现有价物质的回收,比如:大豆乳清废液中含有1%左右的低聚糖和少量的盐,亚硫酸盐法制备化纤浆和造纸浆过程出现的亚硫酸钙废液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,制糖工业中出现的废糖蜜中含有少量的盐等等。
NF分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高,工艺繁琐的污水处理方 法.其技术特点是:能截留分子量大于100的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单 价离子透过;可在高温,酸,碱等苛刻条件下运行,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置 运行费用低;可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果.在水处理 中,NF膜主要用于含溶剂废水的处理,能有效地去除水中的色度,硬度和异味.NF膜以其特殊的分离性能已成功地应用于制糖,制浆造纸,电镀,机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的废水处理.
纳滤是一种绿色水处理技术,是国际上膜分离技术的最新发展,在某些方面可以替代传统费用高、工艺繁琐的污水处理方法。纳米级孔径且带有电荷的特殊过滤性能特点是:能截留分子量大于200的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单价离子透过;可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行,膜耐受的条件范围宽,浓缩倍数高,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置运行费用低,能耗极低(唯一驱动力是压力)。
由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理(如复合化、荷电化),使得纳滤膜具有较特殊的分离性能,其在降低废水COD、水源水的色度、硬度和去除饮用水中的有机物(TOC)、三卤代烷(THMs)前驱物等方面的应用近年来受到广泛重视,已成功地应用于制糖行业、造纸行业、电镀行业、机械加工行业及化工反应催化剂的回收行业等的废水处理中。纳滤膜的应用研究主要集中在几个方面:根据中性溶质的分子量大小而进行分离;截留有机物分子而让单价电解质透过膜层;根据离子价态而实现离子问的分离。根据纳滤膜分离的特点,其应用范围主要适用于下述情况的物质分离:①对单价盐分离的截留率要求不高;②要求进行不同价态离子的分离,如软化处理;③需要对高分子量有机物与低分子量有机物进行分离,如葡萄酒脱醇;④盐和对应的酸的分离;⑤有机物和无机物的分离,如染料脱盐、乳清浓缩脱盐和饮用水净化。
纳滤膜具有热稳定性、耐酸、耐碱和耐溶剂等优良性质,在废水的有价物质回收中起到不可估量的作用,广泛地应用于各种有机废水的回收处理。比如农药废液处理、乳清和抗菌素脱盐、电镀废液中金属回收、各种石化废水处理等。在给水处理中,纳滤膜主要用于制备软化水、饮用纯净水,能有效地去除水中的色度、硬度和异味 。
试验研究及应用
(1)日用化工废水处理.用NF膜处理日用化工废水的应用研究表明NF膜耐酸碱,有优良的截留率,对重金属有很好的去除率,不存在膜污染问题.据估计,由于NF膜的运行费用低于反渗透技术,对有机小分子有良好的脱除率,可能会覆盖90%以上的日用化工废水处理.
(2)石油工业废水处理.
石油工业废水主要包括石油开采和炼制过程中产生的含各种无机盐和有机物的废水,其成分 非常复杂,处理难度大.采用膜法特别是NF法与其他方法相给合,既可有效处理废水还可以 回收有用物质.例如,先用NF膜将原油废水分离成富油的水相和无油的盐水相,然后把富油 相加入到新鲜的供水中再进入洗油工序,这样既回收了原油又节约了用水.以前多采用反渗 透 和相分离结合的方法处理石油工业废水,但存在着膜污染严重的问题,如果在反渗透前加一NF膜,就可以解决膜污染的问题.石油工业的含酚废水中主要含有苯酚,甲基酚,硝基酚以 及各类取代酚,此类物质的毒性很大,必须脱除后才能排放,若采用NF技术,不仅酚的脱除 率可达95%以上,而且在较低压力下就能高效地将废水中的镉,镍,汞,钛等重金属高价离子脱除,其费用比反渗透等方法低得多.
(3)杀虫剂废水处理.一般的水处理方法不能除去污染水中的低分子有机农药.通过研究NF膜对不含酚杀虫剂的截留性能发现除了二氯化物以外,其他杀虫剂的截留 率均高于96.7%,所有杀虫剂在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影响.采用NF处理含有酚 类杀虫剂的废水也十分有效.
(4)化纤,印染工业废水处理.NF可以用于印染过程排水中染料及助剂的脱除和回用.处 理染料聚合浆料时,由于大多数染料的分子量在几百到几千,NF膜可以让一些无机盐或小分 子通过,而对较大的染料分子进行截取,粗染料浆液经NF系统后,染料可以富集,而无机盐 的浓度下降,脱盐率大于98%,染料损失率小于0.1%,而且可以在高温下运行.此外,NF还 可以用于纤维加工过程中的含油废水的处理及回收再利用.
(5)生活污水处理.采用常用的生物降解和化学氧化相结合的方法处理生活污水时,氧化 剂的消耗很大,残留物多.如果在它们之间增加一个NF系统,让能被微生物降解的小分子( 分子量小于100)通过,不能生物降解的有机大分子(分子量大于100)被截留下来经化学氧化 后再生物降解,这样就可以充分发挥生物降解的作用,节省氧化剂或活性炭的用量,降低最 终残留物的含量.
(6)热电厂二次废水的治理及回收利用.热电厂的二次废水主要来自冲灰,除尘及冷却系统,此类废水中含有大量的悬浮固体,灰份 及高含量的盐份和部分有机物.利用NF可以把这一类废水处理成工业回用水.首先用微滤除 去水中的全部悬浮颗粒,质量分数为99%的BOD,98%的COD,73%的总氮和17%的总磷,同时将水中的菌落总数降到3~4个/L,然后加酸降低pH以除去CO2,最后再经NF脱盐,达到锅炉用水的质量.澳大利亚太平洋热电厂的Eraring发电站已用NF对此类废水进行处理,每天处理1 000~15 000 m3废水,既减轻了市政供水系统的负荷,每年又可为热电厂节约 操作费用80万美元.该热电厂准备扩大发电规模,用水量也相应增大,估计到2010年,处理 此类废水量将达5 000 m3/d,效益极其可观.
(7)酸洗废液处理.钢厂的酸洗工序是将钢材浸入质量分数为20%左右的硫酸酸洗槽中进行 酸洗.随着酸洗的进行,硫酸浓度逐渐降低,硫酸亚铁浓度不断增高,当溶液中硫酸的质量 分数降至6%~8%,生成的硫酸亚铁浓度超过200~250 g/L时,酸洗速率下降,必须更 换酸洗液,排放酸洗废液.酸洗好的钢材必须用清水进行冲洗以除去表面的酸性物质,又造 成了废酸水的外排.为了保护环境,节约资源,可采用NF工艺处理酸洗废液.利用NF膜对硫 酸和硫酸亚铁截留率的不同,先将硫酸亚铁截留在浓缩液中,然后将浓缩液送入冷却结晶罐,冷却结晶出FeSO4·7H2O;透过液再经能截留硫酸的另一NF膜组件,截留后浓缩为20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透过液则排至废酸水站,进一步处理排放或回收.这一工艺回收 了硫酸和硫酸亚铁,同时实现了酸洗废液的回收综合利用和废酸水达标排放的目的.
(8)造纸废水处理.采用NF膜技术替代传统的化学处理 法能更为有效地除去深色木质素.木浆漂白过程产生的氯化木质素 是带负电的,容易被带负电性的NF膜截留,并且对膜不会产生污染.另外,因为整个处理过程中对阳离子(Na+)的脱除率并没有严格要求,采用反渗透技术就显得没有必要 .采用超滤/纳滤处理牛皮纸制造废水有很好的效果。
工程应用
纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二价和多价离了及分子量在200~1000之间的有机物有较高的脱除性能,而对单价离子和小分子的脱除率则较低。而且,与反渗透过程相比,纳滤过程的操作压力更低(一般在1.0Mpa左右);同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低,过程渗透压较小,所以,在相同条件下,纳滤与反渗透相比可节能15%左右[3]。因而在水处理中,纳滤被广泛应用于饮用水的浓度净化、水软化、有机物和生物活性物质的除盐和浓缩、水中三卤代物前躯物的去除、不同分子量有机物的分级和浓缩、废水脱色等领域。
Sibille等研究了法国Auverw-sur-Oise市的地下水,对纳滤和生物处理饮用水(臭氧—生物活性炭过滤)进行了对比。结果表明,纳滤可以显著提高饮用水的水质,减少细菌数量和有机物的浓度,从而使后续消毒更有效,也减少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量极易被细菌等吸收的可生物降解的有机物质(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有机碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透过纳滤膜。
虽然,纳滤技术的工程应用在美国、日本等国家的给水行业中已经得到大规模的推广,但在我国,将纳滤技术广泛地应用于工程实践的条件还不成熟,尚处于尝试阶段、本要问题是国产纳滤膜的性能指标不够过关。已有工程实例的报道,如国内首套工业化大规模膜软化系统——山东长岛南隍城纳滤示范工程,是纳滤技术在高硬度海岛苦咸水净化的实际应用。该工程由国家海洋局杭州水处理中心设计,于1997年4月正式投入生产淡水,系统连续正常运行27个月,淡化水符合国家生活饮用水卫生标准。
有关学者曾采用纳滤膜对某市自来水(以污染严重的淮河水为原水)进行深度处理试验,研究了纳滤循环制水试验工艺的效果。结果表明,循环试验工艺与单级纳滤工艺相比,在同样较低的压力下,出水率较高,并且能耗降低,减少了浓水排放。即使在回收率较高(80%)的情况下,膜出水中的总有机碳(TOC)仍比自来水低50%;对致会变物的去除十分显著,使Ames试验阳性的水转为阴性。
纳滤膜应用问题
纳滤膜有较高的膜通量,可以截留有机及无机污染物,而对人体必需的一些离子又有较大的透过率,因此,把纳滤膜应用于饮用水的深度净化较其它的膜分离技术有较大的优势。把钢滤膜应用于给水处理领域的主要问题是:
这三个问题是膜分离的基本问题,也是纳滤膜法水处理技术难以广泛应用的主要原因。世界各国的水处理工作者正在进行广泛的研究,寻求解决这些问题的途径。纳滤技术在给水处理领域的推广应用还依赖于这些问题的进一步解决。
Ⅱ 膜通量的计算公式
膜通量(J)的计算公式为:J= V/(T×A)。其中:J是膜通量(L/m2·h);V是取样体积(L);T是取样时间专(h);A是膜有效属面积(m2)。
测量方法:
1、在一定的操作条件下,采用出水抽吸泵工作在一个级数上使膜工作一个时间段Δt(不小于30 min),观测透膜压力在Δt内的变化。
2、若透膜压力保持恒定,调节出水抽吸泵的级数,使膜通量增加一个阶量,重新观测TMP在另一个Δt内的变化,如此继续,直到TMP在Δt内随时间不断增长为止,记此时的膜通量为FN+1。
(2)纳滤的通量扩展阅读
膜通量的应用领域:
1、过滤水:中大超纯水系统的前置过滤处理,饮料业用水前置过滤处理。
2、食品行业过滤:食用油、蔬菜油的过滤,糖浆、巧克力等各式浆液的过滤。
3、化学工业过滤:电镀液药液的过滤,油漆,涂料的过滤,机械用油,切削油,重油,高黏度树脂的过滤,制药的过滤等。
参考资料来源:网络-膜通量
Ⅲ 超滤、微滤、纳滤的过滤标准是多少
1.超滤膜(UF):过滤精度在0.001-0.1微米。是一种利用压差的膜法分离技术,可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质,并能保留对人体有益的一些矿物质元素。是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。超滤工艺中水的回收率高达95%以上,并且可方便的实现冲洗与反冲洗,不易堵塞,使用寿命相对较长。
2.微滤(MF):过滤精度一般在0.1-50微米,常见的各种PP滤芯,活性碳滤芯,陶瓷滤芯等都属于微滤范畴,用于简单的粗过滤,过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质,但不能去除水中的细菌等有害物质。滤芯通常不能清洗,为一次性过滤材料,需要经常更换。① PP棉芯:一般只用于要求不高的粗滤,去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。② 活性碳:可以消除水中的异色和异味,但是不能去除水中的细菌,对泥沙、铁锈的去除效果也很差。③ 陶瓷滤芯:最小过滤精度也只0.1微米,通常流量小,不易清洗。
3.纳滤(NF):过滤精度介于超滤和反渗透之间,脱盐率比反渗透低,也是一种需要加电、加压的膜法分离技术,水的回收率较低。也就是说用纳滤膜制水的过程中,一定会浪费将近30%的自来水。这是一般家庭不能接受的。一般用于工业纯水制造。
4.反渗透(RO):过滤精度为0.0001微米左右,可滤除水中的几乎一切的杂质(包括有害的和有益的),只能允许水分子通过。一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。反渗透技术需要加压、加电,流量小,水的利用率低,不适合大量生活饮用水的净化。
Ⅳ 纳滤膜的水渗透系数和溶质渗透系数是多少
利用孔模型分析膜孔结构
本文基于孔模型,从膜对NaCl溶液的透过实验中,得到种膜的结构参数,实验结果表明,从溶质透过膜的参数与从溶剂透过膜的参数得到的膜结构参数并不一致。根据孔模型由溶质的Stokes半径γs得到的膜孔半径γp与根据透过溶剂而计算出的膜孔半径γω之间存在线性关系,对于CA膜,它们的关系式是:γω=10.50(γp-1.739),γp与γω之间的相关关系是0.9986,对于γp的标准偏差是0.14。
关键词:孔模型;膜结构参数;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
测定膜结构参数对于预测溶质透过膜的传递性能是很重要的。为了能测定膜的结构参数,出现了摩擦模型,孔模型,改进的孔模型,SHP模型等。Nakao和Kimura等针对单组分水溶液,将这些模型应用到超滤膜分离体系和纳滤膜分离体系,以不同溶质的渗透实验计算了超滤膜和纳滤膜的γp和Ak/△x值〔1-3〕。
本文通过膜对NaCl水溶液的透过实验,在确定不可逆过程热力学迁移方程中的三个参数后,基于改进的孔模型〔6〕,得到8种分离膜的结构参数,并比较了从溶质和从溶剂透过性能所得到膜孔结构参数的区别。这些膜对NaCl的脱除率在15%~99%之间,其中有部分膜是超滤膜。
1 理 论
压力驱动过程中膜的迁移过程可以用不可逆过程热力学来描述。Kedem和Katchalsky〔4〕基于线性非平衡热力学唯象理论提出如下的传递方程:
Jv=Lp(△P-σ△π) (1)
Js=ω△π+(1-σ)Jv. (2)
利用Van't Hoff等式△π=RT△Cs,则式(2)可以写成
Js=P△Cs+(1-σ)Jv. (3)
为解决膜二边平均浓度的问题,Spiegler等〔5〕将等式(3)改写成另一种形式:
Js/△C=P+(1-σ)(JvCln/△C) (4)
等式(3)、(4)是作为反渗透膜(具有高溶质分离率)的传递方程提出的,Nakao在他的实验中〔2〕说明等式(3)、(4)也适用于作为超滤膜的传递方程。
在这些等式中,膜的表征以三个传递系数表示:纯水透过系数Lp,溶质渗透系数ω或P和反射系数σ。但上述唯象方程属于黑箱模型,不能得到有关膜内部透过机理的情况,因此,出现一些利用膜结构来说明σ和P的传递模型。
Pappenheimer等提出了传递“孔理论”来计算通过毛细管的迁移过程,在这个理论中,溶质通量包括过滤流和扩散流,这二种流动都受到进入膜孔时位阻障碍和孔内摩擦阻力的影响。Verniory等人〔6〕利用Haberman和Sayre的计算和摩擦模型改进了这种“孔理论”,根据这种改进的孔理论,膜结构可以用参数σ和P来预测。假设圆柱形膜孔的孔径与孔长分别为常数rp和△x,并且球状溶质半径为rs,则溶质通量可表示成
(5)
这里Ak是总的贯通孔面积与膜有效面积之比,SD和SF分别是扩散流和过滤流的位阻因数,并且是rs与rp比值q的函数,其中:
SD=(1-q)2 (6)
SF=(1-q)2(1+2q-q2) (7)
f(q)和g(q)是圆形壁面效应的修正因数,由Haberman和Sayre计算如下:
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)
将式(5)与式(3)相比较,则膜的参数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,纯水通量用Hagen-Poiseuille式表示,因此,纯水透过速率Lp可以写成:
Lp=(r2p/8μ).(AK/△X) (12)
2 实 验
2.1 实验装置
实验装置如图1所示。
图1 实验装置示意图
1.原液池,2.微滤器,3.恒流泵,4.测试池,
5.微型电导检测器,6.磁搅拌子,6.硅压力传感器
2.2 实验条件和过程
首先,将膜充分润湿后置于测试池,用纯水预压1h,预压压力为膜最高实验压力的1.2倍左右。然后原液换成0.01mol/L NaCl溶液,测定不同压力时透过液流速JV和浓度C3,利用式(4),根据Js/△C和JVCln/△C的关系,采用最佳拟合,得到膜性能参数σ和P,将σ和P代入(10)和(11)式,就能根据溶质的Stokes半径rs而算出膜孔半径rp和膜的Ak/△X值。在25℃条件下,NaCl-H2O体系的Stokes半径rs=1.616×10-10m。
利用式(1)计算膜的Lp值。
将Lp值和由式(11)得到的Ak/△X值代入Hegen-Poiseuille式(12)中,则可得到根据透过溶剂而计算出的膜孔孔径rω。
3 结果和讨论
在测试压力范围内,透过液流速与压力成直线关系,并且实验中透过液通量与纯水通量几乎一致,因此,实验渗透压可以忽略不计。并且这也表明,实验过程中没有出现污染或严重浓差极化现象。
3.1 压力的影响
压力对脱除率的影响是很大的,随压力增加,R值也增加,R值增加到某个数值后,变化趋缓。因此,对于表示膜的特征来说,R不是一个很合适的参数。
3.2 膜性能参数的确定
用以下方法确定膜的三个迁移参数Lp、σ和P。
纯水透过参数Lp利用实验的透过速率从式(1)可以得到,渗透压△π忽略不计,参数σ和P则利用对数平均浓度Cln从式(4)中可以确定。从实验数值看,Js/△C和Jυ.Cln/△C是一相当好的直线关系,这样参数σ和P也可从这条直线的斜率和截距中求得。
8种膜的三个性能参数列于表1。
表1 膜的性能参数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
从表1可知,实验所用膜对NaCl的σ值在0.131~0.943之间。
3.3 膜结构参数的计算
根据改进的“孔模型”,式(10)的关系式可如图2所示,因此,在膜的σ值已知时,可从式(10)求出q值,再代入溶质的Stokes半径即可得到膜的rp值(=rs/q)
图2 σ与q之间关系
列于表2的膜的另一个结构参数Ak/△X也是基于孔模型,采用式(11)从q值和实验数值溶质的渗透系数P计算得到。
表2 从孔模型中得到的膜结构参数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
若将膜的Ak/△X值和表1中的Lp值代入式(12),则可得到由水的透过速率Lp得到的膜孔半径,以rω表示,结果见表3。
表3 由水的透过速率得到的膜孔半径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
比较表2和表3,可看到,rω与rp并不一致,并且rω大于rp。
不同文献〔1.3〕在利用“孔模型”时,提到由P得到的Ak/△X值与由Lp得到的Ak/△X值之间存在偏差,即从溶质透过膜参数与从溶剂透过膜参数得到的膜结构参数并不一致。
以rp对rω作图,可看到除了8#膜,其余膜的rp与rω几乎落在一条直线上,见图3。因8#膜为SPS膜,其余的均为CA膜。8#膜的rp与rω的关系不在直线上。也许,因材料不同,它的斜率和截距不同。
图3 rp与rω关系
除去8#膜的rp和rω值,对其余7种膜的rp和rω进行线性回归的结果是:
rp=0.09527rω+1.739 (13)
或者改写成
rω=10.50(rp-1.739) (14)
rp与rω之间的线性相关系数是0.9986,对rp的标准偏差是0.14。因此,可以认为对于CA膜,在NaCl水溶液体系中,根据孔模型由膜性能参数σ和P得到的膜孔半径rp与根据透过溶剂而计算出的膜孔半径rω之间存在线性关系。
由式(14)和图3可知,当rp小于1.74×10-10m时,rω已为零,也即此时,膜的纯水透过速率为零。这与祝振鑫等〔7〕推导的当网络孔半径小到2.0×10-10m时,膜产率为零的推论非常相近。水分子半径为0.87×10-10m,也即当孔道小于两个水分子时,水分子即被卡住,使水不能流动。
4 结 论
本文利用孔模型,对8种膜的性能参数和结构参数进行了测定。实验表明,由溶质的Stokes半径基于孔模型得到的膜孔半径rp与从溶剂水的透过速率得到的膜孔半径rω并不一致,但存在线性关系。对于CA膜,在NaCl水溶液体系中,它们的关系是: rω=10.50(rp-1.739)。相关关系是0.9986,对于rp的标准偏差是0.14。这也表明当rp小到1.74×10-10m时,膜的纯水透过速率为零。
对其它材料制成的膜的rp与rω之间关系有待进一步实验。
Ⅳ 纳滤与超滤的区别
超滤是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。
超滤技术的优点是操作简便,成本低廉,不需增加任何化学试剂,缺点也比较显而易见,市面上的超滤机因过滤孔径较大,对重金属的清除有限,尤其不适合北方水垢较重地区。
纳滤是一种纳米级的新型分离膜,是介于超滤膜和反渗透膜之间的一种滤膜,它代表膜分离领域的最新成果,是目前国际上发达国家如美国、日本、法国等国家饮用净水处理方法所采用方法之首选。
Ⅵ 纳滤膜的基本信息
纳滤膜基本原理
在一张半透膜隔开水溶液时,加在溶液上并使其能刚好阻止纯专溶剂进入溶液的额外压力称为属渗透压,在一般情况下水溶液中的溶质浓度越高渗透压就越大。当溶液一端没有加压时,纯溶剂会通过半透膜向溶液中扩散,这种现象叫做渗透。相反在加溶液端所外加的压力超过了渗透压,则反而使得溶液中的溶剂向纯溶剂一侧流动,这个过程称为反渗透。纳滤膜分离技术正是运用了反渗透原理。
纳滤膜元件在以前称作疏松反渗透,其截留特性介于中空纤维超滤膜和反渗透膜之间,孔径大约在100-1000道尔顿。所以,纳滤膜元件对于水溶液中溶解的小分子有机物具有很高的脱除率。同时也对水溶液中的各种离子有一定的脱除率。纳滤水处理膜的性能主要由水通量和脱盐率来决定的。纳滤膜的水通量和脱盐率受压力、温度、浓度、流量、PH值、回收率等等因素说影响。
Ⅶ 垃圾渗沥液污水处理的纳滤系统为啥有气泡,纳滤系统的通量管有好多气泡上浮。
垃圾渗沥液是垃圾填埋后发生的一系列复杂的水动力学和物理化学过程所产生的废液,它的组分特征和产生速度与填埋场的天气、垃圾的种类、填埋场的运行时长都密切相关.一般每1000g垃圾渗沥液中含有2~15g的固体物质,其组分中盐类约有1.3~12.3g(单价盐占很大比例)、氮素0.3~2g(氨氮占97%)以及少量的重金属(0.005~0.004g)
目前已有多种压力驱动膜用于垃圾渗沥液的处理,仅在德国就有超过70座基于膜技术的垃圾渗沥液处理厂在运行.因其对几乎所有污染物都有很高的截留率,RO膜在垃圾渗滤液处理方面得到了广泛的使用,而NF的应用较少.纳滤膜在德国有少量的工程应用,在法国、芬兰和瑞典有一些中试和实验室规模的研究,处理的对象主要是一些低浓度的垃圾渗沥液.在我国,NF在垃圾渗沥液处理工程中的应用常见于二级生化出水的深度处理,而采用RO-NF双膜联用,使用NF对RO过滤浓水脱盐的应用较少.将纳滤膜用于垃圾渗沥液处理需注意的问题主要有:①为减轻纳滤膜污染,使其在运行过程中保持较高的通量水平,需要对纳滤的进水进行预处理,通常可采用微滤、超滤等方法去除原水中的大分子和悬浮物等杂质;②若将NF作为污水处理的最后一步处理工艺,则需要在整体工艺设计时与其他工艺组合,比如水中氨氮类物质可使用生化法去除、NF过滤产生的浓水可采用活性炭吸附或者高级氧化的方法;此外,NF产水如需回用,产水中的单价盐含量也需要根据实际的水质要求考虑进一步脱除;③当进水中氨氮浓度较高时宜先采取氨吹脱、A/O式MBR进行硝化反硝化等方式去除水中高浓度氨氮,再进入NF系统以保证出水水质;④若采用NF-RO双膜组合工艺,可使用NF处理RO过滤的浓水,提高整个系统的水回收率,减少浓水处理量,同时可作为夏季降雨量大时的应急污水处理单元.
Ⅷ 8040的纳滤膜每一只膜每小时产多少水
8040中空纤维超滤膜来 如果是放在 反渗透自8040膜壳内的膜组件 产水量:900L/H-1440L/H 8040这结构的膜元件 膜面积大概在12-18㎡ 设计通量一般在,50-85L/h㎡ 还有一种膜 也有人称为8040,这种结构的就是自身带有膜壳,有4个活接借口的 这个结构的膜元件产水量在:1250L/H-2010L/H 这结构的膜元件 膜面积大概在25-30㎡,每个厂家膜面积都有差异 中空纤维超滤膜组件的设计通量都差不多 范围 希望能够帮助到您,如果您有疑问,可以联系我
Ⅸ 纳滤膜 产水量多少一般选 陶氏,海德能的
应用纳滤膜对溶液中的溶质进行分离时,它的截留率会受到一些因素的影响版,从而呈现出权不同的变化规律,对这个规律进行详细的了解有利于更好的应用纳滤膜的分离性能。
这里我们将主要针对纳滤膜在对溶液进行分离的过程中,其根据处理溶质的不同所呈现的一些变化规律做以下详细介绍:
一、若保持系统的压力恒定,那么纳滤膜的截留率将会随着溶液浓度的增加而降低。
二、这种膜的截留率与溶质的摩尔质量变化成正比,当摩尔质量减少时,那么截留率也将随之降低。
三、如果溶液的浓度保持恒定时,那么膜的截留率将同其两侧压差变化形成正比,压差降低将导致截留率也随之下降。
四、对于溶液中一些常见的阴离子,膜的截留率将按照硝酸根离子、氯离子、氢氧离子、硫酸离子的顺序依次升高。
五、对于溶液中一些常见的阳离子,膜的截留率将按照氢离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、铜离子的顺序依次升高。