地表水納濾通量

1. 工業用納濾膜過濾有哪些幾種方式

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，納濾膜運行壓力一般為3.5~16bar。

納濾

納濾原理

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。

反滲透和納濾過程

根據反滲透和納濾原理可知，滲透和反滲透及納濾必須與具有允許溶劑（水分子）透過的半透膜（反滲透膜或納濾膜）聯系在一起才有意義，才會出現滲透現象和反滲透或納濾操作。

納濾膜：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稱為納濾膜；

詳情可見官網：網頁鏈接

2. 納濾技術的納濾膜

1. 納濾膜是以壓力差為推動力，介於反滲透和超濾之間的截留水中粒徑為納米級顆粒物的一版種膜分離技術。權

2. 孔徑在1nm以上，一般1-2nm（1納米(nm)=0.001微米(um)）。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於高價陰離子鹽溶液。

3. 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。

3. 納濾膜的基本信息

納濾膜基本原理
在一張半透膜隔開水溶液時，加在溶液上並使其能剛好阻止純溶內劑進入溶液容的額外壓力稱為滲透壓，在一般情況下水溶液中的溶質濃度越高滲透壓就越大。當溶液一端沒有加壓時，純溶劑會通過半透膜向溶液中擴散，這種現象叫做滲透。相反在加溶液端所外加的壓力超過了滲透壓，則反而使得溶液中的溶劑向純溶劑一側流動，這個過程稱為反滲透。納濾膜分離技術正是運用了反滲透原理。
納濾膜元件在以前稱作疏鬆反滲透，其截留特性介於中空纖維超濾膜和反滲透膜之間，孔徑大約在100-1000道爾頓。所以，納濾膜元件對於水溶液中溶解的小分子有機物具有很高的脫除率。同時也對水溶液中的各種離子有一定的脫除率。納濾水處理膜的性能主要由水通量和脫鹽率來決定的。納濾膜的水通量和脫鹽率受壓力、溫度、濃度、流量、PH值、回收率等等因素說影響。

4. 納濾膜的水滲透系數和溶質滲透系數是多少

利用孔模型分析膜孔結構

本文基於孔模型，從膜對NaCl溶液的透過實驗中，得到8種膜的結構參數，實驗結果表明，從溶質透過膜的參數與從溶劑透過膜的參數得到的膜結構參數並不一致。根據孔模型由溶質的Stokes半徑γs得到的膜孔半徑γp與根據透過溶劑而計算出的膜孔半徑γω之間存在線性關系，對於CA膜，它們的關系式是：γω＝10.50(γp-1.739)，γp與γω之間的相關關系是0.9986，對於γp的標准偏差是0.14。
關鍵詞：孔模型；膜結構參數；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

測定膜結構參數對於預測溶質透過膜的傳遞性能是很重要的。為了能測定膜的結構參數，出現了摩擦模型，孔模型，改進的孔模型，SHP模型等。Nakao和Kimura等針對單組分水溶液，將這些模型應用到超濾膜分離體系和納濾膜分離體系，以不同溶質的滲透實驗計算了超濾膜和納濾膜的γp和Ak/△x值〔1-3〕。
本文通過膜對NaCl水溶液的透過實驗，在確定不可逆過程熱力學遷移方程中的三個參數後，基於改進的孔模型〔6〕，得到8種分離膜的結構參數，並比較了從溶質和從溶劑透過性能所得到膜孔結構參數的區別。這些膜對NaCl的脫除率在15%～99%之間，其中有部分膜是超濾膜。

1 理 論
壓力驅動過程中膜的遷移過程可以用不可逆過程熱力學來描述。Kedem和Katchalsky〔4〕基於線性非平衡熱力學唯象理論提出如下的傳遞方程：

Jv＝Lp(△P-σ△π) (1)

Js＝ω△π＋(1-σ)Jv. (2)

利用Van't Hoff等式△π＝RT△Cs，則式(2)可以寫成

Js＝P△Cs＋(1-σ)Jv. (3)

為解決膜二邊平均濃度的問題，Spiegler等〔5〕將等式(3)改寫成另一種形式：

Js/△C＝P＋(1-σ)(JvCln/△C) (4)

等式(3)、(4)是作為反滲透膜(具有高溶質分離率)的傳遞方程提出的，Nakao在他的實驗中〔2〕說明等式(3)、(4)也適用於作為超濾膜的傳遞方程。
在這些等式中，膜的表徵以三個傳遞系數表示：純水透過系數Lp，溶質滲透系數ω或P和反射系數σ。但上述唯象方程屬於黑箱模型，不能得到有關膜內部透過機理的情況，因此，出現一些利用膜結構來說明σ和P的傳遞模型。
Pappenheimer等提出了傳遞「孔理論」來計算通過毛細管的遷移過程，在這個理論中，溶質通量包括過濾流和擴散流，這二種流動都受到進入膜孔時位阻障礙和孔內摩擦阻力的影響。Verniory等人〔6〕利用Haberman和Sayre的計算和摩擦模型改進了這種「孔理論」，根據這種改進的孔理論，膜結構可以用參數σ和P來預測。假設圓柱形膜孔的孔徑與孔長分別為常數rp和△x，並且球狀溶質半徑為rs，則溶質通量可表示成

(5)

這里Ak是總的貫通孔面積與膜有效面積之比，SD和SF分別是擴散流和過濾流的位阻因數，並且是rs與rp比值q的函數，其中：

SD＝(1-q)2 (6)

SF＝(1-q)2(1＋2q-q2) (7)

f(q)和g(q)是圓形壁面效應的修正因數，由Haberman和Sayre計算如下：

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)

將式(5)與式(3)相比較，則膜的參數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，純水通量用Hagen-Poiseuille式表示，因此，純水透過速率Lp可以寫成：

Lp＝(r2p/8μ).(AK/△X) (12)

2 實 驗
2.1 實驗裝置

實驗裝置如圖1所示。

圖1 實驗裝置示意圖
1.原液池，2.微濾器，3.恆流泵，4.測試池，
5.微型電導檢測器，6.磁攪拌子，6.硅壓力感測器

2.2 實驗條件和過程
首先，將膜充分潤濕後置於測試池，用純水預壓1h，預壓壓力為膜最高實驗壓力的1.2倍左右。然後原液換成0.01mol/L NaCl溶液，測定不同壓力時透過液流速JV和濃度C3，利用式(4)，根據Js/△C和JVCln/△C的關系，採用最佳擬合，得到膜性能參數σ和P，將σ和P代入(10)和(11)式，就能根據溶質的Stokes半徑rs而算出膜孔半徑rp和膜的Ak/△X值。在25℃條件下，NaCl-H2O體系的Stokes半徑rs＝1.616×10-10m。
利用式(1)計算膜的Lp值。
將Lp值和由式(11)得到的Ak/△X值代入Hegen-Poiseuille式(12)中，則可得到根據透過溶劑而計算出的膜孔孔徑rω。

3 結果和討論
在測試壓力范圍內，透過液流速與壓力成直線關系，並且實驗中透過液通量與純水通量幾乎一致，因此，實驗滲透壓可以忽略不計。並且這也表明，實驗過程中沒有出現污染或嚴重濃差極化現象。
3.1 壓力的影響
壓力對脫除率的影響是很大的，隨壓力增加，R值也增加，R值增加到某個數值後，變化趨緩。因此，對於表示膜的特徵來說，R不是一個很合適的參數。
3.2 膜性能參數的確定
用以下方法確定膜的三個遷移參數Lp、σ和P。
純水透過參數Lp利用實驗的透過速率從式(1)可以得到，滲透壓△π忽略不計，參數σ和P則利用對數平均濃度Cln從式(4)中可以確定。從實驗數值看，Js/△C和Jυ.Cln/△C是一相當好的直線關系，這樣參數σ和P也可從這條直線的斜率和截距中求得。
8種膜的三個性能參數列於表1。

表1 膜的性能參數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

從表1可知，實驗所用膜對NaCl的σ值在0.131～0.943之間。
3.3 膜結構參數的計算
根據改進的「孔模型」，式(10)的關系式可如圖2所示，因此，在膜的σ值已知時，可從式(10)求出q值，再代入溶質的Stokes半徑即可得到膜的rp值(＝rs/q)

圖2 σ與q之間關系

列於表2的膜的另一個結構參數Ak/△X也是基於孔模型，採用式(11)從q值和實驗數值溶質的滲透系數P計算得到。

表2 從孔模型中得到的膜結構參數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

若將膜的Ak/△X值和表1中的Lp值代入式(12)，則可得到由水的透過速率Lp得到的膜孔半徑，以rω表示，結果見表3。
表3 由水的透過速率得到的膜孔半徑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

比較表2和表3，可看到，rω與rp並不一致，並且rω大於rp。
不同文獻〔1.3〕在利用「孔模型」時，提到由P得到的Ak/△X值與由Lp得到的Ak/△X值之間存在偏差，即從溶質透過膜參數與從溶劑透過膜參數得到的膜結構參數並不一致。
以rp對rω作圖，可看到除了8#膜，其餘膜的rp與rω幾乎落在一條直線上，見圖3。因8#膜為SPS膜，其餘的均為CA膜。8#膜的rp與rω的關系不在直線上。也許，因材料不同，它的斜率和截距不同。

圖3 rp與rω關系

除去8#膜的rp和rω值，對其餘7種膜的rp和rω進行線性回歸的結果是：

rp＝0.09527rω＋1.739 (13)

或者改寫成

rω＝10.50(rp-1.739) (14)

rp與rω之間的線性相關系數是0.9986，對rp的標准偏差是0.14。因此，可以認為對於CA膜，在NaCl水溶液體系中，根據孔模型由膜性能參數σ和P得到的膜孔半徑rp與根據透過溶劑而計算出的膜孔半徑rω之間存在線性關系。
由式(14)和圖3可知，當rp小於1.74×10-10m時，rω已為零，也即此時，膜的純水透過速率為零。這與祝振鑫等〔7〕推導的當網路孔半徑小到2.0×10-10m時，膜產率為零的推論非常相近。水分子半徑為0.87×10-10m，也即當孔道小於兩個水分子時，水分子即被卡住，使水不能流動。

4 結 論
本文利用孔模型，對8種膜的性能參數和結構參數進行了測定。實驗表明，由溶質的Stokes半徑基於孔模型得到的膜孔半徑rp與從溶劑水的透過速率得到的膜孔半徑rω並不一致，但存在線性關系。對於CA膜，在NaCl水溶液體系中，它們的關系是: rω＝10.50(rp-1.739)。相關關系是0.9986，對於rp的標准偏差是0.14。這也表明當rp小到1.74×10-10m時，膜的純水透過速率為零。
對其它材料製成的膜的rp與rω之間關系有待進一步實驗。

5. 8040的納濾膜每一隻膜每小時產多少水

8040中空纖維超來濾膜 如果是源放在 反滲透8040膜殼內的膜組件 產水量：900L/H-1440L/H 8040這結構的膜元件 膜面積大概在12-18㎡ 設計通量一般在，50-85L/h㎡ 還有一種膜 也有人稱為8040，這種結構的就是自身帶有膜殼，有4個活接借口的 這個結構的膜元件產水量在：1250L/H-2010L/H 這結構的膜元件 膜面積大概在25-30㎡，每個廠家膜面積都有差異 中空纖維超濾膜組件的設計通量都差不多 范圍 希望能夠幫助到您，如果您有疑問，可以聯系我

6. 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。

7. 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

8. 反滲透膜、超濾膜、微濾膜、納濾膜，四種膜各自的優點及優勢 不要百度百科上的，都看過了

反滲透精度要比超濾和微濾高 也就是過濾的更加細致 不過因為精度高 所以對水壓有要內求 出水量小 有廢水 一般容需要儲水罐和增壓泵 可以作到基本完全脫鹽
也就是類似的蒸餾水了 常喝蒸餾水對人體不見的好
納濾精度在反滲透和超濾之間 不過要求的設備成本高 一般很少用
超濾一般作為凈水器所用 出水量適中 也可以過濾掉絕大多數有害物質 也保留些許礦物質 成本也低 設備安裝方便 對水壓沒有什麼要求
微濾和其他幾個差不多 沒有什麼特點

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。

10. 垃圾滲瀝液污水處理的納濾系統為啥有氣泡，納濾系統的通量管有好多氣泡上浮。

垃圾滲瀝液是垃圾填埋後發生的一系列復雜的水動力學和物理化學過程所產生的廢液，它的組分特徵和產生速度與填埋場的天氣、垃圾的種類、填埋場的運行時長都密切相關．一般每1000g垃圾滲瀝液中含有2～15g的固體物質，其組分中鹽類約有1．3～12．3g(單價鹽占很大比例)、氮素0．3～2g(氨氮佔97%)以及少量的重金屬(0．005～0．004g)
目前已有多種壓力驅動膜用於垃圾滲瀝液的處理，僅在德國就有超過70座基於膜技術的垃圾滲瀝液處理廠在運行．因其對幾乎所有污染物都有很高的截留率，RO膜在垃圾滲濾液處理方面得到了廣泛的使用，而NF的應用較少．納濾膜在德國有少量的工程應用，在法國、芬蘭和瑞典有一些中試和實驗室規模的研究，處理的對象主要是一些低濃度的垃圾滲瀝液．在我國，NF在垃圾滲瀝液處理工程中的應用常見於二級生化出水的深度處理，而採用RO-NF雙膜聯用，使用NF對RO過濾濃水脫鹽的應用較少．將納濾膜用於垃圾滲瀝液處理需注意的問題主要有:①為減輕納濾膜污染，使其在運行過程中保持較高的通量水平，需要對納濾的進水進行預處理，通常可採用微濾、超濾等方法去除原水中的大分子和懸浮物等雜質;②若將NF作為污水處理的最後一步處理工藝，則需要在整體工藝設計時與其他工藝組合，比如水中氨氮類物質可使用生化法去除、NF過濾產生的濃水可採用活性炭吸附或者高級氧化的方法;此外，NF產水如需回用，產水中的單價鹽含量也需要根據實際的水質要求考慮進一步脫除;③當進水中氨氮濃度較高時宜先採取氨吹脫、A/O式MBR進行硝化反硝化等方式去除水中高濃度氨氮，再進入NF系統以保證出水水質;④若採用NF-RO雙膜組合工藝，可使用NF處理RO過濾的濃水，提高整個系統的水回收率，減少濃水處理量，同時可作為夏季降雨量大時的應急污水處理單元．