納濾膜

納濾膜

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透過的一種功能性的半透膜。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于高價陰離子鹽溶液。被用于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。

  • 中文名稱
    納濾膜
  • 外文名稱
    nanofiltration membrane
  • 孔徑
    小于2nm
  • 套用
    分離、除鹽、脫色、濃縮等

納濾膜

納濾膜是一種允許溶劑分子或某些低分子量溶質或低價離子透過的功能性半透膜。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,孔徑在1nm以上,一般1-2nm。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,對單價陽離子鹽溶液的脫鹽低于高價陽離子鹽溶液。被用于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。

套用範圍

軟化

膜軟化水主要是利用納濾膜對不同價態離子的選擇透過特徵而實現對水的軟化。膜軟化在去硬度的同時,還可以去除其中的濁度、色度和有機物,其出水水質明顯優于其他軟化工藝。而且膜軟化具有無須再生、無污染產生、操作簡單、佔地面積省等優點,具有明顯的社會效益和經濟效益。

膜軟化在美國已很普遍,佛羅裏達州近10多年來新的軟化水廠都採用膜法軟化,代替常規的石灰軟化和離子交換過程。近幾年來,隨著納濾性能的不斷提高,納濾膜組件的價格不斷下降,膜軟化法在投資、操作、維護等方面已優于或接近于常規法。

去除水中有機物

納濾膜在飲水處理中除了軟化之外,多用于脫色、去除天然有機物與合成有機物(如農葯等)、三致物質、消毒副產物(三鹵甲烷和鹵乙酸)及其前體和揮發性有機物,保證飲用水的生物穩定性等。

三致物質的去除

研究表明,納濾膜能夠去除水中大部分的有毒有害的有機物和Ames致突變物,使TA98及TA100菌株在各試驗劑量下的致突比MR值均小于2,Ames試驗結果呈陰性。進一步的研究將要考察納濾技術對飲水中的內分泌幹擾物質的截留特徵,為安全優質飲水提供依據。

消毒副產物及其前體物的去除

消毒副產物主要包括三鹵甲烷(THMs)、鹵乙酸(HAAs)和可能的三氯乙醛氫氧化物(CH)。國外的科技工作者在這方面已開展了廣泛的研究,納濾膜對這三種消毒副產物的前體物的平均截留率分別為97%、94%和86%。通過合適的納濾膜的選用,可以使得飲用水水質滿足更高的安全優質飲水水質標準

對飲用水中痕量揮發性有機物具有較高的去除率。

飲用水重金屬的去除

納濾膜對高價態陽離子的去除率高于低價態,而重金屬離子(Cr6+、U6+、Te3+、Co3+、Se6+、Pu3+、Hg2+、Mn4+)均為高價態,納濾膜對其的去除率非常高,基本上能達到99%。因此納濾膜能夠有效去除水中的重金屬離子,為飲水安全再添一道保障。

在通路直飲水中的套用

納濾可以截留二價以上的離子和其他顆粒,所透過的隻有水分子和一些一價的離子(如鈉、鉀、氯離子)。納濾可以用于生產直飲水,出水中仍保留一定的離子,並可降低處理費用。

套用領域

1、地下水除硬度

2、地表水除有機物、色度

3、飲用水凈化

4、油水分離

5、乙二醇回收

6、硫酸銅回收

7、有機、無機液體分離、濃縮

8、染料是純、濃縮、脫鹽

9、天然葯物分離、濃縮

10、發酵液濃縮

分離原理

納濾過程之所以具有離子選擇性,是由于在膜上或者膜中有負的帶電基團,它們通過靜電互相作用,阻礙多價離子的滲透。根據文獻[1]說明,可能的荷電密度為0.5~2meq/g.

為此,我們可用道南效應加以解釋:

ηj=μj+zj.F.φ

式中ηj——電化學勢;

μj——化學勢;

zj——被考查組分的電荷數;

F——每摩爾簡單荷電組分的電荷量(稱為法拉第常數);

φ——相的內電位,並且具有電壓的量綱。

式中的電化學勢不同于熟知的化學勢,是由于附加了zj.F.φ項,該項包括了電場對滲透離子的影響。利用此式,可以推導出體系中的離子分布,以計算出納濾膜的分離性能。

使用納濾膜註意事項

1PH值大于10時,連續運行的最高溫度為35℃,當進水中含有遊離氯或其它氧化性物質時,由于其氧化性能會嚴重損環膜的性能能,因此建議使用者在預處理中除去遊離氯或其它氧化性物質。

2膜元件在出廠前都經過通水測試,並真空封裝于1.0%(重量)濃度的亞硫酸氫鈉和20ppm濃度的異噻唑啉酮保護液中。在嚴寒地區,保護液中添有10%(重量)濃度的甘油作為防凍液。為防止在短期儲藏、運輸及系統停機時微生物的滋長,建議用1.0%(重量)的亞硫酸氫鈉(食品級)保護液(用RO產水配製)對膜元件進行浸泡處理。

3膜元件在未投入使用前盡量不要拆封,一旦拆封應始終維持濕潤狀態。

4膜元件進水應逐漸加壓,到正常運行狀態的時間應不少于30-60秒,膜元件進水流速應逐漸增加,到規定值的時間應不少于15-20秒

5初次使用應先將系統產水進行排放,排放時間至少達到一小時。

6膜元件至少需使用六小時後方可用甲醛進行消毒。如在六小時內使用甲醛,可能會導致通量損失。

7任何時候產水背壓不得超過0.03MPa。每支壓力容器的最大允許壓降為50psi(0.34MPa)。

8請使用者使用與膜元件不兼容的化學葯劑、潤滑劑或保護液等.

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