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納濾透過率

發布時間:2021-02-04 13:37:44

反滲透納濾之間有何區別

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。

Ⅱ 納濾膜 產水量多少一般選 陶氏,海德能的

應用納濾膜對溶液來中的自溶質進行分離時,它的截留率會受到一些因素的影響,從而呈現出不同的變化規律,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。

Ⅲ 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

Ⅳ 用納濾這種方法怎樣表示鹽的透過率

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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,使小分子溶質和溶回劑穿過一定孔徑的特製的薄答膜,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 納濾膜的脫鹽率一般是多少

納濾膜孔徑在1nm以上,一般1-2nm。是允許溶劑分子或某些低分子量溶質或低價離子內透過的一種功能性的半透容膜。它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納米而得名,它截留有機物的分子量大約為150-500左右,截留溶解性鹽的能力為2-98%之間,對單價陰離子鹽溶液的脫鹽低於高價陰離子鹽溶液。被用於去除地表水的有機物和色度,脫除地下水的硬度,部分去除溶解性鹽,濃縮果汁以及分離葯品中的有用物質等。

Ⅶ 納濾過程中的收率是什麼意思

膜技術中的收率是指經過膜過濾之後最終得到的產品量與原料中產品量的比例,一般回用質量百分數答表示。
與收率對應的就是損失率,產品的損失有可能是膜沒有完全截留產品,部分產品透過膜導致損失,也有可能是因為管路系統殘留導致損失。
收率=最終產品量/原料產品量×100%
舉例:採用納濾濃縮維生素C,收率=最終濃縮液中的維生素C總量/原料液中維生素C總量*100%
還有另外一種情況,比如採用納濾技術對葡萄糖提純,在這個過程中,需要得到的是高純度葡萄糖,那麼收率實際上=透過液的葡萄糖總量/原料液的葡萄糖總量*100%
收率的准確定義就是目標產物總量在原始總量中的佔比。

Ⅷ 凈水領域,超濾、納濾、RO反滲透的區別是什麼

超濾器簡稱UF,超濾器能截留 0.002~0.1微米之間的顆料和雜質。

反滲透設備簡專稱RO設備,過濾精度為0.0001微米,屬反滲透技術是目前世界上最選進的膜分離技術,它能有效阻擋所有溶解性鹽及分子量大於100的有機物,但允許水分的的透過。反滲透復合膜的脫鹽率一般大於98%。

納濾設備簡稱為NF,納濾是一種特殊而又有前景的膜分離設備,它的截留物質的大小約為0.001微米,納濾的操作壓力介於超濾和反滲透設備之間,截留有機物的分子量約為200~400左右,截留溶解性鹽的能力為20~98%,對單價陰離子鹽溶液的除鹽率紙於高價陰離子鹽溶液。

Ⅸ 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8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。

Ⅹ 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。

(10)納濾透過率擴展閱讀

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。

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