① 工业纳滤膜正确清洗方法是什么
纳滤膜清洗方抄法
一般情况下,清洗时先用低pH值后用高pH值的洗液,这主要与膜上污染物的形成因素有关。系统运行过程中,胶体粒子和有机物污染先在膜上沉积和吸附,形成膜表面的第一层垢,碳酸盐及金属氧化物垢是逐渐形成的,沉积于胶体垢之上,并缓慢渗入胶体中。因此,先用酸性溶液去除上部污垢,并可达到松动下层胶体的作用,然后再用碱性溶液清洗,可快速达到清洗效果。
② 纳滤膜净水器缺点介绍
现在很多人很注重饮食的健康,也就是对水质比较有要求,在自来水使用前都会使用一些净水器来对水进行净化。市面上的净水器有多种,纳滤膜净水器就是一种使用纳滤膜来净化水的净水器,它的推动力是压力差,追要针对的水质是自来水、地下水、湖水等。不过,纳滤膜净水器也是缺点的,那么,这一净水器的缺点有哪些呢?具体请看小编的介绍。
纳滤膜净水器缺点介绍一
纳滤膜净水器缺点是,超滤膜可以去除60百分号左右的有机污染,但无法去除余氯,且在没有预处理的情况下,膜的使用寿命会缩短。也就是,纳滤膜净水器的纳滤膜有孔的薄膜,但是这些孔很小,小到只能让水这样的分子通过,而其他比水分子大的杂质就过不去了。当然这只是理想状态,实际上生产出来的膜没办法刚好让水分子过,而且孔越小,过滤的速度就会越慢,而膜也越容易堵塞。
纳滤膜净水器缺点介绍二
这样,纳滤膜净水器的纳滤膜如果长期不更换不清洗的话,由于其吸附能力反而本身容易成为细菌和病毒的温床,对净水有害无益。如果不进行反冲洗,纳滤膜净水器很快都会废掉,而国内净水器的厂家根本就不会给你更换膜的。也就是,纳滤膜净水器的缺点是,需要经常清理或换芯,还有更换保养纳滤膜。
纳滤膜净水器缺点介绍三
纳滤膜净水器缺点还有,纳滤不至于象反渗透那样把钠、钾都给脱除了,也就是,纳滤膜净水器在工作时,一般只允许水通过,而氯化钠通不过。具体来讲,就是纳滤膜净水器的纳滤膜的一个特点是具有离子选择性:具有一价阴离子的盐可以大量渗过膜(但并不是无阻挡的),然而膜对具有多价阴离子的盐(例如硫酸盐和碳酸盐)的截留率则高得多。由此可见,纳滤膜净水器的产生的反渗透水喝多了对人体内部离子平衡很不好。而且,一般来讲,
这样,我们对于纳滤膜净水器的缺点了解了一些,可见,纳滤膜净水器的使用需要经常定期进行清理、保养、更换,还有纳滤膜净水器产生的水常喝对于身体健康不利。这样,纳滤膜净水器的使用是有其合适的环境的。在此,土巴兔小编建议大家需要想要采购纳滤膜净水器,建议大家寻找相关专业人士寻求意见,了解其缺点,寻求规避方法。
③ 跪求净水器结构原理图
大部分净水器采用阻筛过滤原理渐进式结构方式,由多级滤芯首尾串接而成,滤芯精密度由低到高依次排列,以实现多级滤芯分摊截留污物,从而减少滤芯堵塞和人工排污、拆洗的次数以及延长更换滤芯的周期。
还有一种新的设计思路是应用分质流通原理自洁式结构方式,它的设计思想不再是提供尽可能多的空间用于藏污纳垢,而是采取分质原理,分离出一小部分洁净水,同时又尽可能让原水照常流通流动起来使污质随水流及时被带走,达到流水不腐。
这样既得到了净化水,又不会或不容易在机内沉淀污物,避免形成二次污染和大大减轻滤芯损耗,水质更好更安全又节能低炭。
这种新原理的自洁式净水器获得第七届国际发明展金奖,为一进两出的结构,它改善了传统净水器因一进一出的结构弊端导致原水杂质浓度在机内越积越高最后成为污水,也因此自洁式净水器没有污水和排污净水器的概念取而代之的是洗涤水。
(3)纳滤内部结构图扩展阅读
产品功能
过滤功能
1、净化:能有效滤除水中泥沙、铁锈、重金属及余氯等,同时去除水中异色、异味、细菌、病毒等,可以达到直接饮用。
2、矿化:使水中含有多种人体所需的矿物质和微量元量,保持体内营养平衡。
3、磁化:使小分子团水更加稳定、排列有序并具有信息记忆功能 ,增加大量可被人体吸收的氧气。
4、活化:能改变水分子结构,使大分子团水变成六角小分子团水,也叫细胞水,可以迅速与细胞内部及其周围的分子团相互作用,将营养物质输入细胞内部,并把有毒物质带出。
5、弱碱化:调节水的PH值,使其呈弱碱性,平衡人体细胞液体的酸碱度,改善人体健康。
滤芯功能
1、永电性:作为纳米活力子具有两个重要的物理性质,即热电性和压电性,它对于外界温度和压力的微小变化十分敏感,活力子都会将这些细微变化的热能和动能转化为电能,所以纳米活力子具有永电性。
2、远红外线效应:纳米活力子可以发射8—15微米的远红外线,能和皮肤、血液产生共振,从而达到促进血液循环,调整人体微循环,使皮肤的毛孔扩张,进而使皮肤更好的吸进营养,排出毒素,增加新陈代谢。
3、高品质纤维滤芯:直接将悬浮物、铁锈及各种细微污染物、毛发等微小杂质去除。
4、微晶碳复合快速流体递降分解:进一步清除水体中的残余的重金属、有机物、亚硝酸盐、硫化氢、余氯及氯仿物。
5、高科技高能纳米生化陶瓷:当水流经高能生化陶瓷时,在磁共振(NMR)的作用下,原本紊乱庞大的水分子键产生断裂,形成充满活力的小分子团水,水的极性重新排列组合,同时高能生化陶瓷还赋予小分子团水以高能电荷。这种状态的水,分子间排列整齐、内聚力强,分子间吸附力小,蕴含高效能量,最接近人体细胞水。
④ 在纳滤(膜分离)过程中,Rejection是什么意思说的详细一些谢!
Rejection是指截留率
面向饮用水制备过程的纳滤膜分离技术
Application of nanofiltration membranes to drinking water proction
<<膜科学与技术 >>2003年04期
王大新 , 王晓琳
纳滤膜分离技术在饮用水制备方面具有独特的作用,是制备优质饮用水的有效方法.依据电荷效应,纳滤膜可以降低水质硬度,去除饮用水中对人体有害的硝酸盐、砷、氟化物和重金属等无机污染物;依据筛分效应,纳滤膜可以有效地去除农药残留物、三氯甲烷及其中间体、激素以及天然有机物等有机污染物.文章详细综述了国内外纳滤膜技术在饮用水制备中应用研究的最新进展,纳滤膜对地表水或地下水中存在的各种无机、有机污染物的分离特性及饮用水制备过程中的纳滤膜污染与防治对策.
膜分离技术处理电镀废水的实验研究
慧聪网 2005年9月20日10时17分 信息来源:夏俊方 网友评论 0 条 进入论坛
由图9可知,当压力(ΔP)小于3.0 MPa时,Cu离子截留率(R1)随着压力(ΔP)的增加而上升;当压力(ΔP)大于3.0 MPa时,Cu离子截留率(R1)随着压力(ΔP)增加而呈下降趋势。这一现象的原因和纳滤过程相似。当压力(ΔP)小于3.0 MPa时,Cu离子截留率(R1)的正向变化趋势可和纳滤过程作同样的解释。当压力(ΔP)大于3.0 MPa时,Cu离子截留率(R1)的反向变化趋势。这可能是由于压力已经达到反渗透膜最佳运行压力范围的上限。此时,膜拦截溶质的能力已大为减弱,溶质开始大量透过膜片,导致其截留率呈下降趋势。
由图10可知,COD截留率(R2)随着压力(ΔP)的增加而上升。和Cu离子的上升变化趋势的原因一样,非平衡热力学模型的Spiegler-Kedem方程能很好的解释这一现象。
有一个问题:Cu离子的截留率(R1)和COD的截留率(R2)变化曲线不同,COD曲线没有下降趋势。这可能是由于反渗透膜对COD分子和Cu离子的截留能力有所差异。当运行压力(ΔP)大于3.0 MPa时,膜对Cu离子的截留能力已经下降了很多,而对COD分子的截留能力下降不大。但可以发现,COD曲线随着压力的增加,已逐渐趋于平缓,这说明膜对COD的截留能力也在下降。
压力实验表明:SE抗污染反渗透膜的最佳运行压力为3.0 MPa。
3.2.2浓缩倍数(n)对反渗透膜分离性能的影响
反渗透实验采用3.0 MPa的压力运行。反渗透浓缩实验料液为纳滤过程浓缩10倍的浓缩液,体积50L。
反渗透浓缩试验采用浓水回流方式,即浓水回流入料液桶。浓缩倍数是按照料液桶内剩余料液的体积与原始料液的体积比来确定。例如,料液桶内还剩下1/10料液时,即为浓缩10倍,取样测试。
浓缩倍数对反渗透膜分离性能的影响曲线如图11、12、13所示。
由图11可知,膜通量(Jw)随着料液浓度(C)增加而降低。这一现象和纳滤过程一样,也可以根据优先吸附——毛细孔流模型来解释。
由图12可知,在浓缩两倍之前,Cu离子截留率(R1)随浓缩倍数(n)增大而上升,之后则开始呈下降趋势。这一现象可根据细孔理论来解释。细孔理论的依据有两点:其一是膜截留溶质分子主要考虑筛分作用的机理;其二是视溶质分子为刚性球。反渗透过程截留溶质(中性分子和电解质)主要是依靠筛分机理,因此可以用细孔理论来解释。细孔理论表明:膜对溶质溶液的截留率在一定浓度范围内随溶液浓度的变化不大,可视为不变。在本实验中,浓缩两倍的浓度可能还未超出细孔理论所限定的范围,溶质浓度虽然增加,但还不能大量通过膜片,因此溶质的透过量变化不是很大。而同时,膜通量(Jw)在下降,但下降趋势不是很大。综合溶质透过量和膜通量两方面的因素,Cu离子的截留率呈略微上升的趋势。浓缩2倍以后,该浓度值可能已经超过细孔理论所限定的范围,溶质浓度的进一步增加导致其透过膜片的量开始逐步增加,因而Cu的截留率(R1)会呈下降趋势。
由图13可知,在浓缩6倍之前,COD离子截留率(R2)随浓缩倍数(n)增大而上升,之后则开始呈下降趋势。这一现象的原因和Cu离子截留率变化的原因一样。反渗透膜截留COD分子和Cu离子所依据的都是筛分原理,导致COD截留率在浓缩6倍时出现下降趋势,可能是6倍浓度是超过细孔理论所限定范围的临界点。
表2 反渗透浓缩分离实验数据表
项目浓度浓缩倍数 渗透液(mg/L) 浓缩液(mg/L) 截留率 膜通量(L/min)
Cu离子 COD Cu离子 COD Cu离子 COD
初 始 4.07 343 1478 2430 99.72% 85.88% 0.393
2 倍 6.06 552 2950 4375 99.79% 87.38% 0.346
4 倍 17.17 923 5889 8010 99.71% 88.48% 0.224
6 倍 47.78 1200 9183 11920 99.48% 90.16% 0.133
8 倍 121.49 4160 12216 15000 99.01% 72.27% 0.036
10 倍 220.45 5510 14325 17020 98.46% 67.63% 0.021
6.反渗透浓缩的实验结果
反渗透浓缩实验的目的是希望能够尽可能的浓缩料液,本次实验是在纳滤浓缩的基础上将料液再浓缩10倍,实验数据如表2所示。
由表2可以知道,在初始状态时,料液Cu离子浓度为1478mg/L,渗透液浓度为4.07mg/L;料液浓缩10倍后,其浓度达到14625mg/L,透过液浓度为220.45mg/L。
在初始状态时,料液COD值为2430mg/L,渗透液浓度为343mg/L;浓缩10倍后,浓缩液COD为17020mg/L,渗透液浓度为5510mg/L。
4. 结论
通过实验室规模的实验,研究了不同压力(ΔP)和浓缩倍数(n)条件下,纳滤膜和反渗透膜的分离性能,得到如下结论:
1.在ΔP=1.5 MPa条件下进行浓缩,纳滤膜可以使料液浓缩近10倍,料液体积浓缩为原来的1/10。纳滤膜对Cu离子的截留率在96%以上,对COD的截留率在57%以上。随着浓度的增加,纳滤膜的截留率会降低。
2.在ΔP=3.0 MPa条件下进行浓缩,反渗透膜可以使料液浓缩近10倍,料液体积浓缩为原来的1/10。反渗透膜对Cu离子的截留率在98%以上,对COD的截留率在67%以上。随着浓度的增加,反渗透膜的截留率会降低。
3.本实验在浓缩过程中,没有调整料液pH值。原因是pH值对膜分离性能确有影响,但在实际工程中调整pH值需要增加设备投资和运行费用。综合权衡效果和投资这两方面的影响,实际工程中一般不会调节对废水pH值后再进行膜分离处理。
4.和反渗透阶段相比,纳滤阶段的透过液浓度不是太高。因此,纳滤阶段的浓缩倍数应该还可以提高。
Research on The Treatment of Electroplating Rinsing Wastewater
with Separating Membrane
Xia junfang1,Gao qilin2
(1. Xia junfang, Shanghai Wantyeah Environment engineering CO.,Ltd )
(2.Cao haiyun )
Abstract In this article, the NF+RO system is used to condense the copper electroplating rinsing wastewater. The study show: In the NF phase, at the condition of that pressure(ΔP)=1.5 MPa , the wastewater can be condensed 10 times; The rejection for copper is above 96% and COD is above 57%. In the RO phase, at the condition of that pressure(ΔP)=3.0 MPa , the wastewater can be condensed 10 times; The rejection for copper is above 98% and COD is above 67%. When the the concentration of the wastewater increased, the rejection of NF and RO decreased.
Key words: Membrane separating, Nanofiltration, Reverse Osmosis, Condense,
Electroplating Wastewater
参考文献
[1] 许振良. 膜法水处理技术. 北京:化学工业出版社,2001 :1~2
[2] Wang X L et al. Electrolyte transport through nanofiltration membranes by the space-charge model and the comparison with Teorell-Meyer-Siever model. Journal of Membrane Science. 1995,103:117~133
[3] Nakao. S.,Kimura S. Models Transport Phenomena and Their Applications for Ultrafiltration Data. Journal of Chemical Engineering of Japan. 1982(15):200~204。
⑤ 纳滤膜与RO膜有何区别
1、净化的水分子不同
纳滤膜:截留有机物的分子量大约为150-500左右,截留溶解性盐的回能力为2-98%之间,对单价阴离子盐答溶液的脱盐低于高价阴离子盐溶液。
RO膜:可阻挡所有溶解的无机分子以及任何相对分子质量大于100的有机物,水分子可通过薄膜成为纯水,对水中二价离子的脱除率可达99.5%,对一价离子的脱除率也在95%以上。
2、应用范围不同
纳滤膜:可应用于水质的软化、降低TDS浓度、去除色度和有机物,它的大部分应用领域是饮用水的软化和有机物的脱除。
RO膜:广泛应用于太空水、纯净水、超纯水的制备;化工工艺中水的浓缩、分离、提纯及纯水制备;海水、苦咸水淡化;造纸、电镀、印染等行业用水、中水及工业废水的回用。
3、工作原理不同
纳滤膜:纳滤是在压力差推动力作用下,盐及小分子物质透过纳滤膜而截留大分子物质,介于超滤和反渗透之间。
RO膜:采用反渗透方式,以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂。
⑥ 如何自己组装一套家用净水器,净化农村浅层地下水,求设计图或结构图
农村用800内完全搞定,不懂可以问我,不用设计图的。农村大多是泥沙水碱偏高、水压过低、使用前置加纯水机就可以,需要定制的地方是泵和滤芯组合。
⑦ 纳滤净水机
超滤膜技术概述
超滤膜技术概述
● 21世纪高新技术之一;
● 21世纪最有发展前途的高科技之一;
● 国家“七.五”和“八.五” 重点科技攻关项目;
● 常温低压下操作、无相变、能耗低;
● 生活饮用水、污水处理的主流趋势技术。
超滤膜分离技术作为二十一世纪六大高新技术之一,以其常温、低压操作、无相变、能耗低等显著特点成为一种分离过程的标准,在欧美等发达国家和地区得到了广泛的使用。国家科委对超滤膜分离技术的开发也非常重视,将超滤膜分离技术作为国家“七.五”和“八.五”的重点科技攻关项目,投入大量的资金和人力,开展专项科技攻关项目,使我国的超滤技术水平迅速提高。在《“十五”国家火炬计划重点支持的技术领域》中将超滤膜技术列为火炬计划重点支持的六大高新技术领域中重点鼓励发展的产业,进一步推进了国内超滤膜技术的发展和应用。随着制膜技术的发展和生产规模化,使超滤膜性能更加稳定,制膜成本大为降低,目前超滤膜在饮用水净化、工业用水处理、饮料、生物、食品、医药、环保等许多方面已得到广泛应用。 ※超滤膜过滤原理 超滤是一种利用膜分离技术的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔,其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过,而最小细菌的体积都在0.02微米以上,因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来,从而实现了净化过程。 1、超滤膜的制水流程 自来水先进入超滤膜管内,在水压差的作用下,膜表面上密布的许多0.01微米的微孔只允许水分子、有益矿物质和微量元素透过,成为净化水。而细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬浮物、大分子有机物等有害物质则被截留在超滤膜管内,在超滤膜进行冲洗时排出。如图:1.1 2、超滤膜冲洗流程 超滤膜使用一段时间后,被截留下来的细菌、铁锈、胶体、悬浮物、大分子有机物等有害物质会依附在超滤膜的内表面,使超滤膜的产水量逐渐下降,尤其是自来水质污染严重时,更易引起超滤膜的堵塞,定期对超滤膜进行冲洗可有效恢复膜的产水量。如图:1.2 3、超滤膜滤芯 将成束的超滤膜丝经过浇铸工艺后制成如上图3所示的超滤芯,滤芯由ABS外壳、外壳两端的环氧封头和成束的超滤膜丝三部分组成。环氧封头填充了膜丝与膜丝之间的空隙,形成原液与透过液之间的隔离,原液首先进入超滤膜孔内,经超滤膜过滤后成为透过液,防止了原液不经过滤直接进入到透过液中。 4、超滤膜滤芯膜丝总面积的计算: 在单位膜丝面积产水量不变的情况下,滤芯装填的膜面积越大,则滤芯的总产水量越多, 其计算公式为: S内=πdL×n S外=πDL×n 其中:S内为膜丝总内表面积,d为超滤膜丝的内径; S外为膜丝总外表面积,D为超滤膜丝的外径; L为超滤膜丝的长度; n为超滤膜丝的根数。如图:2 ※内压式和外压式中空纤维超滤膜 一支超滤膜由成百到上千根细小的中空纤维丝组成,一般将中空纤维膜内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜,毛细管式超滤膜因内径较大,不易被大颗粒物质堵塞。按进水方式的不同,超滤膜又分为内压式和外压式两种: 1、 内压式: 即原液先进入中空丝内部,经压力差驱动,沿径向由内向外渗透过中空纤维成为透过液,浓缩液则留在中空丝的内部,由另一端流出,其流向参见下图4所示: 2、外压式: 中空纤维超滤膜则是原液经压力差沿径向由外向内渗透过中空纤维成为透过液,而截留的物质则汇集在中空丝的外部,其流向见图5所示: ※超滤膜的性能表征 超滤膜的性能通常是指膜的物化性能和分离透过性能,物化性能主要包括膜的机械强度、耐化学药品、耐热温度范围和适用PH值范围等,分离透过性能主要指膜的水通量和切割分子量及截留率。 ※超滤膜材料及特性主要材料:聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)等。
PAN膜:
● 具有优良的化学稳定性,有耐酸、耐碱以及耐水解的性能,能广泛应用于各种领域;
● 膜丝具有很好的强度和柔韧性;
● 经过亲水改性,产水量大,并具备很强的抗污染性。
● 膜丝配方材料少,工艺容易控制,不会出现象PVC原料配方材料多而导致膜本身的异味问题。
PVDF膜:
● 耐紫外线,有优良的耐污染和化学侵蚀性能;
● 耐热温度可以达到140℃,可采用超高温的蒸汽和环氧乙烷杀菌消毒;
● 能在较宽的PH(1-13)范围内使用,可以在强酸和强碱和各种有机溶剂条件下使用。
※影响超滤膜产水量因素
1、温度对产水量的影响:温度升高水分子的活性增强,粘滞性减小,故产水量增加。反之则产水量减少,因此即使是同一超滤系统在冬天和夏天的产水量的差异也是很大的。
2、操作压力对产水量的影响:在低压段时超滤膜的产水量与压力成正比关系,即产水量随着压力升高随着增加,但当压力值超过0.3MPa时,即使压力再升高,其产水量的增加也很小,主要是由于在高压下超滤膜被压密而增大透水阻力所致。
3、进水浊度对产水量的影响:进水浊度越大时,超滤膜的产水量越少,而且进水浊度大更易引起超滤膜的堵塞。
4、流速对产水量的影响:流速的变化对产水量的影响不像温度和压力那样明显,流速太慢容易导致超滤膜堵塞,太快则影响产水量。
⑧ 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。
⑨ RO反渗透膜技术原理,家用净水设备反渗透食物剖面图
反渗透又称逆渗来透,一种以压力差源为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。
⑩ 怎么辨别海德能纳滤膜的真假
随着污水处理行业越来越成熟,每一个膜元件对应的功能都可以“抗版起”一个净水器权,像反渗透膜、超滤膜、海德能纳滤膜等膜元件,其中海德能纳滤膜是冲出来的一匹黑马,它的特点致使它得到广泛的使用。今天小编给大家介绍怎么辨别海德能纳滤膜的真假?
海德能纳滤膜在学术界并没有给出一个固定的概念,但是他是属于过滤精度介于超滤膜和反渗透膜之间的一种膜元件,在压差推动力作用下,盐及小分子物质可以透过广州海德能纳滤膜,大分子物质被截留,也可以称为选择性反渗透,可以看作超低压反渗透膜的延伸。但是相对于超滤膜和反渗透膜它还是有一定区别的。
与反渗透膜相比较:两者之间比较明显的就是用户可以根据产水量、对一价离子的去除率两项指标来判断,产水量低,并且一价离子去除率高,就证明是反渗透膜冒充的海德能纳滤膜。
与超滤膜相比较:海德能纳滤膜的过滤精度是高于超滤膜的,水中的二价离子是可以去除的,过滤后如果出现钙、镁等二价离子,就说明膜孔以超滤孔居多,所以是超滤膜冒充海德能纳滤膜的。
以上就是小编针对怎么辨别海德能纳滤膜的真假做的简单介绍,希望可以帮助到大家。