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。
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。
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。
② 納濾膜與RO膜有何區別
1、凈化的水分子不同
納濾膜:截留有機物的分子量大約為150-500左右,截留溶解性鹽的回能力為2-98%之間,對單價陰離子鹽答溶液的脫鹽低於高價陰離子鹽溶液。
RO膜:可阻擋所有溶解的無機分子以及任何相對分子質量大於100的有機物,水分子可通過薄膜成為純水,對水中二價離子的脫除率可達99.5%,對一價離子的脫除率也在95%以上。
2、應用范圍不同
納濾膜:可應用於水質的軟化、降低TDS濃度、去除色度和有機物,它的大部分應用領域是飲用水的軟化和有機物的脫除。
RO膜:廣泛應用於太空水、純凈水、超純水的制備;化工工藝中水的濃縮、分離、提純及純水制備;海水、苦鹹水淡化;造紙、電鍍、印染等行業用水、中水及工業廢水的回用。
3、工作原理不同
納濾膜:納濾是在壓力差推動力作用下,鹽及小分子物質透過納濾膜而截留大分子物質,介於超濾和反滲透之間。
RO膜:採用反滲透方式,以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑。
③ 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。
(3)納濾透過物擴展閱讀
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。
④ 凈水器納濾和反滲透的哪個好
凈水器目前就三種 4種 一是陶瓷濾芯加活性炭 二是超濾加活性炭 三是PP棉加活性炭 四是反滲透系統需要PP棉超濾濾活性炭等為反滲透服務。
前三者是初級過濾後再是廚房的終端系統。
⑤ 反滲透和納濾之間有何區別
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。
⑥ 納濾的過濾原理是
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。
⑦ 在納濾(膜分離)過程中,Rejection是什麼意思說的詳細一些謝!
Rejection是指截留率
面向飲用水制備過程的納濾膜分離技術
Application of nanofiltration membranes to drinking water proction
<<膜科學與技術 >>2003年04期
王大新 , 王曉琳
納濾膜分離技術在飲用水制備方面具有獨特的作用,是制備優質飲用水的有效方法.依據電荷效應,納濾膜可以降低水質硬度,去除飲用水中對人體有害的硝酸鹽、砷、氟化物和重金屬等無機污染物;依據篩分效應,納濾膜可以有效地去除農葯殘留物、三氯甲烷及其中間體、激素以及天然有機物等有機污染物.文章詳細綜述了國內外納濾膜技術在飲用水制備中應用研究的最新進展,納濾膜對地表水或地下水中存在的各種無機、有機污染物的分離特性及飲用水制備過程中的納濾膜污染與防治對策.
膜分離技術處理電鍍廢水的實驗研究
慧聰網 2005年9月20日10時17分 信息來源:夏俊方 網友評論 0 條 進入論壇
由圖9可知,當壓力(ΔP)小於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)隨著壓力(ΔP)的增加而上升;當壓力(ΔP)大於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)隨著壓力(ΔP)增加而呈下降趨勢。這一現象的原因和納濾過程相似。當壓力(ΔP)小於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)的正向變化趨勢可和納濾過程作同樣的解釋。當壓力(ΔP)大於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)的反向變化趨勢。這可能是由於壓力已經達到反滲透膜最佳運行壓力范圍的上限。此時,膜攔截溶質的能力已大為減弱,溶質開始大量透過膜片,導致其截留率呈下降趨勢。
由圖10可知,COD截留率(R2)隨著壓力(ΔP)的增加而上升。和Cu離子的上升變化趨勢的原因一樣,非平衡熱力學模型的Spiegler-Kedem方程能很好的解釋這一現象。
有一個問題:Cu離子的截留率(R1)和COD的截留率(R2)變化曲線不同,COD曲線沒有下降趨勢。這可能是由於反滲透膜對COD分子和Cu離子的截留能力有所差異。當運行壓力(ΔP)大於3.0 MPa時,膜對Cu離子的截留能力已經下降了很多,而對COD分子的截留能力下降不大。但可以發現,COD曲線隨著壓力的增加,已逐漸趨於平緩,這說明膜對COD的截留能力也在下降。
壓力實驗表明:SE抗污染反滲透膜的最佳運行壓力為3.0 MPa。
3.2.2濃縮倍數(n)對反滲透膜分離性能的影響
反滲透實驗採用3.0 MPa的壓力運行。反滲透濃縮實驗料液為納濾過程濃縮10倍的濃縮液,體積50L。
反滲透濃縮試驗採用濃水迴流方式,即濃水迴流入料液桶。濃縮倍數是按照料液桶內剩餘料液的體積與原始料液的體積比來確定。例如,料液桶內還剩下1/10料液時,即為濃縮10倍,取樣測試。
濃縮倍數對反滲透膜分離性能的影響曲線如圖11、12、13所示。
由圖11可知,膜通量(Jw)隨著料液濃度(C)增加而降低。這一現象和納濾過程一樣,也可以根據優先吸附——毛細孔流模型來解釋。
由圖12可知,在濃縮兩倍之前,Cu離子截留率(R1)隨濃縮倍數(n)增大而上升,之後則開始呈下降趨勢。這一現象可根據細孔理論來解釋。細孔理論的依據有兩點:其一是膜截留溶質分子主要考慮篩分作用的機理;其二是視溶質分子為剛性球。反滲透過程截留溶質(中性分子和電解質)主要是依靠篩分機理,因此可以用細孔理論來解釋。細孔理論表明:膜對溶質溶液的截留率在一定濃度范圍內隨溶液濃度的變化不大,可視為不變。在本實驗中,濃縮兩倍的濃度可能還未超出細孔理論所限定的范圍,溶質濃度雖然增加,但還不能大量通過膜片,因此溶質的透過量變化不是很大。而同時,膜通量(Jw)在下降,但下降趨勢不是很大。綜合溶質透過量和膜通量兩方面的因素,Cu離子的截留率呈略微上升的趨勢。濃縮2倍以後,該濃度值可能已經超過細孔理論所限定的范圍,溶質濃度的進一步增加導致其透過膜片的量開始逐步增加,因而Cu的截留率(R1)會呈下降趨勢。
由圖13可知,在濃縮6倍之前,COD離子截留率(R2)隨濃縮倍數(n)增大而上升,之後則開始呈下降趨勢。這一現象的原因和Cu離子截留率變化的原因一樣。反滲透膜截留COD分子和Cu離子所依據的都是篩分原理,導致COD截留率在濃縮6倍時出現下降趨勢,可能是6倍濃度是超過細孔理論所限定范圍的臨界點。
表2 反滲透濃縮分離實驗數據表
項目濃度濃縮倍數 滲透液(mg/L) 濃縮液(mg/L) 截留率 膜通量(L/min)
Cu離子 COD Cu離子 COD Cu離子 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.反滲透濃縮的實驗結果
反滲透濃縮實驗的目的是希望能夠盡可能的濃縮料液,本次實驗是在納濾濃縮的基礎上將料液再濃縮10倍,實驗數據如表2所示。
由表2可以知道,在初始狀態時,料液Cu離子濃度為1478mg/L,滲透液濃度為4.07mg/L;料液濃縮10倍後,其濃度達到14625mg/L,透過液濃度為220.45mg/L。
在初始狀態時,料液COD值為2430mg/L,滲透液濃度為343mg/L;濃縮10倍後,濃縮液COD為17020mg/L,滲透液濃度為5510mg/L。
4. 結論
通過實驗室規模的實驗,研究了不同壓力(ΔP)和濃縮倍數(n)條件下,納濾膜和反滲透膜的分離性能,得到如下結論:
1.在ΔP=1.5 MPa條件下進行濃縮,納濾膜可以使料液濃縮近10倍,料液體積濃縮為原來的1/10。納濾膜對Cu離子的截留率在96%以上,對COD的截留率在57%以上。隨著濃度的增加,納濾膜的截留率會降低。
2.在ΔP=3.0 MPa條件下進行濃縮,反滲透膜可以使料液濃縮近10倍,料液體積濃縮為原來的1/10。反滲透膜對Cu離子的截留率在98%以上,對COD的截留率在67%以上。隨著濃度的增加,反滲透膜的截留率會降低。
3.本實驗在濃縮過程中,沒有調整料液pH值。原因是pH值對膜分離性能確有影響,但在實際工程中調整pH值需要增加設備投資和運行費用。綜合權衡效果和投資這兩方面的影響,實際工程中一般不會調節對廢水pH值後再進行膜分離處理。
4.和反滲透階段相比,納濾階段的透過液濃度不是太高。因此,納濾階段的濃縮倍數應該還可以提高。
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
參考文獻
[1] 許振良. 膜法水處理技術. 北京:化學工業出版社,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。
⑧ 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
⑨ 納濾膜過濾的分子量范圍是多少
納濾膜能截留0.1-1
微米之間的顆粒。能允許大分子和溶解性固體(無機鹽)等通過,但會截留住懸專浮物、細菌及屬大分子量膠體等物質。納濾膜的操作壓力比反滲透的低,但價格比反滲透貴些,所以一般家用凈水機主要是超濾和反滲透飲水機。工業來說,要看出水的具體要求,如果要達到純水要求的話,就必須要用反滲透。
納濾膜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。納濾膜技術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。