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纳滤透过率

发布时间:2021-02-04 13:37:44

反渗透纳滤之间有何区别

纳滤是一种特殊而又很有前途的分离膜品种,它因能截留物质的大小约为1纳米(0.001微米)而得名,纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间,它截留有机物的分子量大约为200~400左右,截留溶解性盐的能力为20~98%之间,对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液,如氯化钠及氯化钙的脱除率为20~80%,而硫酸镁及硫酸钠的脱除率为90~98%。纳滤膜一般用于去除地表水的有机物和色度,脱除井水的硬度及放射性镭,部分去除溶解性盐,浓缩食品以及分离药品中的有用物质等,纳滤膜两侧运行压差一般为3.5~16bar。

反渗透是最精密的膜法液体分离技术,它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物,但允许水分子透过,醋酸纤维素反渗透膜脱盐率一般可大于95%,反渗透复合膜脱盐率一般大于98%。它们广泛用于海水及苦咸水淡化,锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备,饮用纯净水生产,废水处理及特种分离等过程,在离子交换前使用反渗透可大幅度地降低操作费用和废水排放量。反渗透膜两侧的运行压差当进水为苦咸水时一般大于5bar,当进水为海水时,一般低于84bar。

纳滤与反渗透没有明显的界限。纳滤膜对溶解性盐或溶质不是完美的阻挡层,这些溶质透过纳滤膜的高低取决于盐份或溶质及纳滤膜的种类,透过率越低,纳滤膜两侧的渗透压就越高,也就越接近反渗透过程,相反,如果透过率越高,纳滤膜两侧的渗透压就越低,渗透压对纳滤过程的影响就越小。

Ⅱ 纳滤膜 产水量多少一般选 陶氏,海德能的

应用纳滤膜对溶液来中的自溶质进行分离时,它的截留率会受到一些因素的影响,从而呈现出不同的变化规律,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。

Ⅲ 净水领域,超滤、纳滤、RO反渗透的区别

超滤膜及纳滤和反渗透的区别

一、超滤膜

超滤膜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,尤其是超滤技术的实验条件温和,与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化,而且不引起温度、pH的变化,因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中,超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。 家用 工业用 都可以。

超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格,可根据工作的需要来选用。

二、纳滤

纳滤,介于超滤与反渗透之间。现在主要用作水厂或工业脱盐。脱盐率达百分之90以上。反渗透脱盐率达99%以上 但,若对水质要求不是特别高,利用纳滤可以节约很大的成本。

三、反渗透

反渗透,是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术,源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究,后逐渐转化为民用,目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。

用作太空水、纯净水、蒸馏水等制备; 酒类制造及降度用水; 医药、电子等行业用水的前期制备; 化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备; 锅炉补给水除盐软水; 海水、苦咸水淡化; 造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理

Ⅳ 用纳滤这种方法怎样表示盐的透过率

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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,使小分子溶质和溶回剂穿过一定孔径的特制的薄答膜,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 纳滤膜的脱盐率一般是多少

纳滤膜孔径在1nm以上,一般1-2nm。是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子内透过的一种功能性的半透容膜。它是一种特殊而又很有前途的分离膜品种,它因能截留物质的大小约为纳米而得名,它截留有机物的分子量大约为150-500左右,截留溶解性盐的能力为2-98%之间,对单价阴离子盐溶液的脱盐低于高价阴离子盐溶液。被用于去除地表水的有机物和色度,脱除地下水的硬度,部分去除溶解性盐,浓缩果汁以及分离药品中的有用物质等。

Ⅶ 纳滤过程中的收率是什么意思

膜技术中的收率是指经过膜过滤之后最终得到的产品量与原料中产品量的比例,一般回用质量百分数答表示。
与收率对应的就是损失率,产品的损失有可能是膜没有完全截留产品,部分产品透过膜导致损失,也有可能是因为管路系统残留导致损失。
收率=最终产品量/原料产品量×100%
举例:采用纳滤浓缩维生素C,收率=最终浓缩液中的维生素C总量/原料液中维生素C总量*100%
还有另外一种情况,比如采用纳滤技术对葡萄糖提纯,在这个过程中,需要得到的是高纯度葡萄糖,那么收率实际上=透过液的葡萄糖总量/原料液的葡萄糖总量*100%
收率的准确定义就是目标产物总量在原始总量中的占比。

Ⅷ 净水领域,超滤、纳滤、RO反渗透的区别是什么

超滤器简称UF,超滤器能截留 0.002~0.1微米之间的颗料和杂质。

反渗透设备简专称RO设备,过滤精度为0.0001微米,属反渗透技术是目前世界上最选进的膜分离技术,它能有效阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物,但允许水分的的透过。反渗透复合膜的脱盐率一般大于98%。

纳滤设备简称为NF,纳滤是一种特殊而又有前景的膜分离设备,它的截留物质的大小约为0.001微米,纳滤的操作压力介于超滤和反渗透设备之间,截留有机物的分子量约为200~400左右,截留溶解性盐的能力为20~98%,对单价阴离子盐溶液的除盐率纸于高价阴离子盐溶液。

Ⅸ 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8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。

Ⅹ 反渗透和纳滤的区别是什么

反渗透(RO)和纳滤(NF)技术都是净水设备进行水处理方式,净水设备一般以这两个技术做出的反渗透膜和纳滤膜进行区分,两者有以下区别:

1、过滤精度不同

反渗透可以脱除最小的溶质,分子量小于0.0001微米,由于高的过滤精度,可以滤除水中的细菌和各种杂质,一般用于家庭纯净水、工业超纯水和医疗超纯水的制造。纳滤可脱除分子量在0.001微米左右的溶质,用于过滤精度要求稍低的环境,一般用于水软化、微污染脱盐和工业纯水的制造。

2、脱盐率不同

反渗透技术的脱盐率在99.5% ,能有效截流所有溶解盐份及各种分子量大于>100的有机物,同时允许小分子团通过。纳滤系统采用的是错流过滤的方式,脱盐率在80到90%之间,主要应用于大分子物质的浓缩和纯化。

3、产生的“废水”比例不同

反渗透和纳滤都是通过加压、加电的方式净化水,但反渗透技术由于膜的构成不同,反渗透产生的废水在1:2—1:3,纳滤的废水比在1:1,以省水和环保方面来说,反渗透技术更加耗费资源,纳滤技术相比具有部分去除单价离子、过程渗透压低、操作压力低、省能等优点。

(10)纳滤透过率扩展阅读

超滤(UF)和微滤(MF)

超滤和微滤也是净水设备进行水处理的方式。

1、超滤的过滤精度在0.001—0.1微米,用压差的膜法分离技术,可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体等,过滤流量大,使用成本低,但无法消除水中的部分杂质和病菌,常用于制药工业、食品工业、电子工业。

2、微滤的过滤精度在0.1—50微米,只能过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质,是简单的粗过滤,常用于微电子行业超纯水的终端过滤,各种工业给水的预处理。

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