納濾過濾技術是一種復合過濾技術,一方面過濾孔徑高達0.001微米,在回壓力差推動力作用答下,無機鹽等小分子物質透過膜表面,截留大分子物質;另外一方面膜表面又帶有帶有荷電基團,通過靜電相互作用,產生「道南效應」,對高價金屬離子進行截留同時,保留低價金屬離子及非金屬離子,也就是俗稱的有益礦物質;所以納濾技術其實是比反滲透過濾更先進的過濾技術,雖然反滲透的過濾孔徑更小,但是有益有害的統統過濾,幾乎僅保留水分子;而納濾可以做到既去除水中有害物質,又保留水中有益礦物質;市面上目前納濾技術比較成熟的是GE凈水,我知道通用凈水的GE納濾凈水器就能保留水中的鉀、鈉、鈣、鎂、硒、偏硅酸等一些有益的微量元素,相當於在家喝礦泉水。
2. 納濾膜對離子分離技術的操作條件具體分析
納濾膜對離子的截留率受到共離子的強烈影響,對同一種膜在分離同種離子並在該離子濃度恆定條件下,共離子價數相等,共離子半徑越小,膜對該離子的截留率越小,共離子價數越高,膜對該離子的截留率越高。納濾膜對二價離子的截留率較一價離子截留率高得多,主要是由於離子半徑和靜電斥力作用影響造成的。
一、陶氏膜組件操作條件
納濾膜的分離性能有直接影響,操作壓力的提高可提高水通量和脫鹽率,回收率的提高可降低水通量和脫鹽率,料液速率的提高可提高水通量和脫鹽率。納濾膜的耐壓密性好,水通量和截留率隨操作時間延長基本不變,對分子量數百的有機小分子和高價離子有較高的脫除率。
二、陶氏納濾膜元件其它條件
由於道南離子效應的影響、物料的荷電性、離子價數、離子濃度、溶液pH值等對納濾膜的分離效率有一定的影響。
三、納濾膜分離技術具有的典型特徵:
一是截留分子量為200 ~2000Da,其值介於反滲透和超濾之間。
二是納濾膜表面分離層通常帶有電荷,對不同價態的離子具有道南效應,其分離性能具有離子選擇性。
陶氏DOW納濾膜技術以其獨特的分離性能在許多領域中佔有不可替代的地位。目前,國內關於納濾技術的研究多在膜材料、膜結構及分離機理領域,納濾膜元件的運行特性包括測試特性與運行特性兩個方面。測試特性系指特定運行條件下膜元件的運行參數,例如特定給水含鹽量、給水溫度、膜通量及回收率條件下的膜元件工作壓力與透鹽率兩項指標。
3. 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。
4. 納濾能否有效去除水中的COD BOD5和TOC
首先,納濾膜(Nanofiltration Membranes)是80年代末期問世的一種新型分離膜,其截留分子量介於反滲透膜和超濾膜之間,約為-2000Da,由此推測納濾膜可能擁有lnm左右的微孔結構,故稱之為「納濾」。納濾膜大多是復合膜,其表而分離層由聚電解質構成,因而對無機鹽具有一定的截留率。國外已經商品化的納濾膜大多是通過界面縮聚及縮合法在微孔基膜上復合一層具有納米級孔徑的超薄分離層。
納濾膜能截留納米級(0.001微米)的物質。納濾膜的操作區間介於超濾和反滲透之間,截留溶解鹽類的能力為20%-98%之間,對可溶性單價離子的去除率低於高價離子,納濾一般用於去除地表水中的有機物和色素、地下水中的硬度及鐳,且部分去除溶解鹽,在食品和醫葯生產中有用物質的提取、濃縮。納濾膜的運行壓力一般3.5-30bar。
納濾過程的關鍵是納濾膜。對膜材料的要求是:具有良好的成膜性、熱穩定性、化學穩定性、機械強度高、耐酸鹼及微生物侵蝕、耐氯和其它氧化性物質、有高水通量及高鹽截留率、抗膠體及懸浮物污染,價格便宜且採用的納濾膜多為芳香族及聚酸氫類復合納濾膜。復合膜為非對稱膜,由兩部分結構組成:一部分為起支撐作用的多孔膜,其機理為篩分作用;另一部分為起分離作用的一層較薄的緻密膜,其分離機理可用溶解擴散理論進行解釋。對於復合膜,可以對起分離作用的表皮層和支撐層分別進行材料和結構的優化,可獲得性能優良的復合膜。膜組件的形式有中空纖維、卷式、板框式和管式等。其中,中空纖維和卷式膜組件的填充密度高,造價低,組件內流體力學條件好;但是這兩種膜組件的製造技術要求高,密封困難,使用中抗污染能力差,對料液預處理要求高。而板框式和管式膜組件雖然清洗方便、耐污染,但膜的填充密度低、造價高。因此,在納濾系統中多使用中空纖維式或卷式膜組件。
在我國,對納濾過程的理論研究比較早,但對納濾膜的開發尚處於初步階段。在美國、日本等國家,納濾膜的開發已經取得了很大的進展,達到了商品化的程度,如美國Filmtec公司的NF系列納濾膜、日本日東電工的NTR-7400系列納濾膜及東麗公司的UTC系列納濾膜等都是在水處理領域中應用比較廣泛的商品化復合納濾膜。
對於一般的反滲透膜,脫鹽率是膜分離性能的重要指標,但對於納濾膜,僅用脫鹽率還不能說明其分離性能。有時,納濾膜對分子量較大的物質的截留率反而低於分子量較小的物質。納濾膜的過濾機理十分復雜。由於納濾膜技術為新興技術,因此對納濾的機理研究還處於探索階段,有關文獻還很少。但鑒於納濾是反滲透的一個分支,因此很多現象可以用反滲透的機理模型進行解釋。關於反滲透的膜透過理論[2]有朗斯代爾、默頓等的溶解擴散理論;里德、布雷頓等的氫鍵理論;舍伍德的擴散細孔流動理論;洛布和索里拉金提出的選擇吸附細孔流動理論和格盧考夫的細孔理論等。
納濾膜的過濾性能還與膜的荷電性、膜製造的工藝過程等有關。不同的納濾膜對溶質有不同的選擇透過性,如一般的納濾膜對二價離子的截留率要比一價離子高,在多組分混合體系中,對一價離子的截留率還可能有所降低。納濾膜的實際分離性能還與納濾過程的操作壓力、溶液濃度、溫度等條件有關。如透過通量隨操作壓力的升高而增大,截留率隨溶液濃度的增大而降低等。
所以,納濾膜可以去除大部分COD及BOD和TOC
5. 如何保持高壓納濾膜的長期運行
1、保持預處理效果的穩定
在預處理階段去除原水中的大部分污染物,良好的預處理效果,能夠有效減少納濾系統受到各類污染的機率。
例如定期更換保安過濾器濾芯和檢查保安過濾器,防止過濾器內出現短流現象和滋生生物粘泥而對膜元件造成污染。嚴格控制進水濁度和污染指標(SDI),控制進水濁度小於0.5NTU,污染指數小於5。對膜前流程及膜系統進行消毒殺菌,消毒殺菌對控制微生物污染是必不可少的關鍵步驟。對系統的殺菌分為沖擊式殺菌和連續性殺菌,可根據系統不同而選用不同的方法。
2、控制較低的運行壓力和回收率
壓力是高壓納濾膜脫鹽的推動力,壓力升高,膜組件透水量線性上升,脫鹽率開始時升高,當壓力升至一定值時,脫鹽率趨於平穩。因而在實際運行中,壓力無需太高,壓力過高會使高壓納濾膜的衰減加劇,而且有可能損壞膜組件。為延長高壓納濾膜的使用壽命,通常在脫鹽率和產水量滿足生產要求時,採用稍低一些的壓力運行,對系統的長周期運行有著很大的好處。
當納濾系統採用較高的回收率時,濃水含鹽量相應提高,不但容易在濃水側產生濃差化,而且會導致系統滲透壓的增大,為維持產水量,操作壓力必須提高,產水的比能耗也會增加,產水水質變差,高壓納濾膜污染加重,結垢和微生物污染的危險性變大。
6. 影響高壓納濾膜性能的因素有哪些
納濾膜性能受哪些因素影響?
1、操作壓力
納濾過程中存在阻力,當NF膜在相同的操作條件下,過濾不同料液時效果也不同。當施加在膜上的驅動力壓力增大時,膜會被壓實,且膜自身阻力將增加。隨著膜兩側壓力的增大,膜兩側溶液濃度會構成濃差極化現象,形成反向滲透壓。因此當操作壓力增大時,透過膜的通量不一定單調遞增。許多研究人員指出,在一定操作壓力范圍內,增加操作壓力可以提高納濾膜的產水通量,當升至一定壓力時便趨於穩定。
2、進水鹽濃度
當進水鹽濃度較低時,濃差極化作用和膜污染程度很小,溶劑易於透過納濾膜,而溶質則被截留,濃水濃度明顯高於進水鹽濃度,由此計算得到高截留率。而當進水鹽濃度提高,會加大膜兩側的濃差極化並會加快膜污染,導致膜分離性能明顯降低,膜孔被堵塞,溶劑透過膜阻力增大,產水量減少,濃水鹽濃度相對降低,截留率下降。同時,進水離子濃度增加,會影響膜表面荷電,影響膜對離子的排斥作用,也可導致截留率下降。
3、PH值
大部分的納濾膜表面都具有電荷,pH值會影響納濾膜表面的電荷,進而影響膜表面電荷與溶液離子間的靜電排斥作用,從而影響溶質是否可以通過膜孔,即改變膜對溶質的分離性能。
4、溫度
當溫度升高,會增大溶液中部分組分的溶解度,形成大顆粒,膜污染增加,導致膜通透量下降。若溫度過高,會使蛋白質變性並被破壞,從而加重膜污染,使得溶液通透量降低。
7. 納濾膜的結構以及原理
納濾膜可以過濾水中二價以上金屬離子(一般水中一價離子含量極少,且都是對人體有益的礦物質),而納濾膜的運行壓力要遠遠低於反滲透,同時出水量要遠遠高於反滲透,完全可以去除水中易結垢的鈣鎂離子,使用納濾膜足以滿足飲用水的需求。
8. 微濾、納濾、反滲透是什麼意思啊
微濾膜:能截留大於0.1-1 微米之間的顆粒。微濾膜允許大分子和溶解性固體(無機鹽)等通過,但會截留住懸浮物、細菌及大分子量膠體等物質。微濾膜的運行壓力一般為0.7-7bar。
超濾膜:能截留能截留大於0.01微米的物質。超濾膜允許小分子物質和溶解性固體(無機鹽)等通過,同時將截留下膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物,用於表示超濾膜孔徑大小的切割分子量范圍一般在1000-500000之間。超濾膜的運行壓力一般1-7bar。
納濾膜:能截留納米級(0.001微米)的物質。納濾膜的操作區間介於超濾和反
滲透之間,其截留有機物的分子量約為200-800MW左右,截留溶解鹽類的能力為
20%-98%之間,對可溶性單價離子的去除率低於高價離子,納濾一般用於去除地表水中的有機物和色素、地下水中的硬度及鐳,且部分去除溶解鹽,在食品和醫葯生產中有用物質的提取、濃縮。納濾膜的運行壓力一般3.5-30bar。
反滲透膜:能截留大於0.0001微米的物質,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。反滲透膜的運行壓力一般介於苦鹹水的12bar 到海水的70bar。
9. 納濾的原理
納濾膜是荷電膜,能進行電性吸附。在相同的水質及環境下制水,納濾膜所需的壓力小於反滲透膜所需的壓力。所以從分離原理上講,納濾和反滲透有相似的一面,又有不同的一面。納濾膜的孑L徑和表面特徵決定了其獨特的性能,對不同電荷和不同價數的離子又具有不同的Donann電位;納濾膜的分離機理為篩分和溶解擴散並存,同時又具有電荷排斥效應,可以有效地去除二價和多價離子、去除分子量大於200的各類物質,可部分去除單價離子和分子量低於200的物質;納濾膜的分離性能明顯優於超濾和微濾,而與反滲透膜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. 納濾膜為什麼可以在較低的操作壓力條件下實現較高的脫鹽率
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回的影響,從而呈現出不同的變化答規律,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。