❶ 什麼是納濾膜技術
納濾技術是從反抄滲透技術中分離出來的一種膜分離技術,是超低壓反滲透技術的延續和發展分支。一般認為,納濾膜存在著納米級的細孔,且截留率大於95%的最小分子約為1mm,所以近幾年來這種膜分離技術被命名為:Nanofiltration,簡稱:NF,中文譯為:納濾。在過去的很長一段時間里,納濾膜被稱為超低壓反滲透膜(LPRO:LowPressureReverseOsmosis),或稱選擇性反滲透膜或鬆散反滲透膜(LooseRO:LooseReverseOsmosis)。日本學者大谷敏郎曾對納濾膜的分離性能進行了具體的定義:操作壓力≤1.50mPa,截留分子量200~1000,NaCl的截留率≤90%的膜可以認為是納濾膜[1]。納濾技術已經從反滲透技術中分離出來,成為介於超濾和反滲透技術之間的獨立的分離技術,己經廣泛應用於海水淡化、超純水製造、食品工業、環境保護等諸多領域,成為膜分離技術中的一個重要的分支。
❷ 納濾與超濾的區別
超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶回劑穿過一定孔徑的特製的薄答膜,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,缺點也比較顯而易見,市面上的超濾機因過濾孔徑較大,對重金屬的清除有限,尤其不適合北方水垢較重地區。
納濾是一種納米級的新型分離膜,是介於超濾膜和反滲透膜之間的一種濾膜,它代表膜分離領域的最新成果,是目前國際上發達國家如美國、日本、法國等國家飲用凈水處理方法所採用方法之首選。
❸ 納濾的前景
NF膜對水中分子量為幾百的有機小分子具有分離性能,對色度,硬度和異味有很好的去除 能力,並且操作壓力低,水通量大,因而將在水處理領域發揮巨大的作用.在NF膜 的制備,表徵和分離機理方面,還有大量的技術問題需要解決,尚需要開發廉價而性能優良 的膜,並能提供給用戶各種准確的膜性能參數,這些都是納濾技術在廢水處理及其他應用中的關鍵.
納米TiO2光催化氧化技術介紹了納米科技特別是納米TiO2光催化氧化技術和納濾膜技術的原理及其在水處理中的作用及應用方法,認為嶄新的納米水處理技術的應用已為期不遠.納米科技研究在0.1~100 nm尺度范圍內物質具有的特殊 性能及如何利用這些性能.廣義上,納米材料是指在三維空間中,至少有一維達 到納米尺度范圍或以它們為基本單元所構成的材料.納米材料在機械性能,磁,光,電,熱 等方面與普通材料有很大的不同,它具有輻射,吸收,催化,吸附等新特性.許多科學家研 究了納米材料的這些特性及其對水體中的某些污染物的作用,表明納米科技 可能將使水處理技術發生突破性的變化.
❹ 納濾水處理設備的應用
① 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性而實現對水的軟化。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,其出水水質明顯優於其他軟化工藝。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,佛羅里達州近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、維護等方面已優於或接近於常規法。
② 用於去除水中有機物:納濾膜在飲水處理中除了軟化之外,多用於脫色、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值均小於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干擾物質的截留特性,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准。
消毒副產物及其前體物的去除: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准。
此外,納濾出水是低腐蝕性的,對飲用水管網的使用期和管道金屬離子的溶出有正面的影響,有利於保護配水系統的所有材科。試驗表明採用必要後處理的納濾膜系統能夠使管網中鉛的溶解減少50%,同時使其他溶出的金屬離子濃度滿足飲水水質標准要求。
揮發性有機物(VOC)的去除:對飲用水中痕量揮發性有機物具有較高的去除率。
在管道直飲水中的應用: 納濾可以截留二價以上的離子和其他顆粒,所透過的只有水分子和一些一價的離子(如鈉、鉀、氯離子)。納濾可以用於生產直飲水,出水中仍保留一定的離子,並可降低處理費用。
❺ 納濾膜在礦井廢水處理工藝中應用有什麼好處
納濾膜在礦井廢水處理工藝
煤礦礦井水是礦區所採煤層及開拓巷道附近的地下水,有時也含有少量滲入的地表水,礦井水流經採煤工作面和巷道時,因受人為活動影響,會帶入煤粉等懸浮顆粒,此外,礦井水還會受到井下採掘過程中採煤設備的乳化液及工作人員排泄物的輕度污染,煤礦礦井廢水的成分主要是懸浮物、可溶性無機物及少量的油脂。一般懸浮物及色度較高,細菌總數超標,COD、BOD略有超標。
採用納濾膜組合工藝處理含懸浮物礦井水,對礦井水中CODMn去除率為98.1%,濁度去除率為99.7%,硬度和含鹽量去除率分別為95.1%和78.2%,色度去除率為95%,納濾膜工藝不需要加氯消毒細菌的去除率為93.6%,出水達到國家標准,既節省了加氯消毒費用,又避免了加氯消毒產生的副產物。
❻ 納米膜的納濾膜應用
納濾膜的這些性能決定了其在飲水處理中特有的廣闊的應用,簡述如下。
① 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性而實現對水的軟化。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,其出水水質明顯優於其他軟化工藝。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,佛羅里達州近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、維護等方面已優於或接近於常規法。
② 用於去除水中有機物:納濾膜在飲水處理中除了軟化之外,多用於脫色、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。
納米膜分離技術是近年來發展起來的膜分離技術,是指膜的納米級分離過程。其通過截留相對分子量為300~100000(被分離物料粒徑相當於0.3~100納米)的膜進行分離、純化,包括了納濾和部分超濾技術所能分離的量程范圍,也是一種以壓力為驅動的膜分離過程。由於納米膜分離技術的截斷物質相對分子量范圍比反滲透大,而比部分超濾小,因此,納米膜分離技術可以截留能通過超濾膜的部分溶質,而讓不能通過反滲透膜的物質通過,從而有助於降低目的截留溶質的損失。這種技術具有操作方便、處理效率高、無污染、安全和節能等諸多優點。
❼ 親們,納濾的應用有哪些啊
納濾主要運用於飲用水和工業用水的純化,廢水凈化處理,工藝流體中有價值成份的濃縮等方面。
❽ 納濾的應用
納濾分離作為一項新型的膜分離技術,技術原理近似機械篩分。但是納濾膜本體帶有電荷性。這是它在很低壓力下仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的重要原因。
納濾分離愈來愈廣泛地應用於電子、食品和醫葯等行業,諸如超純水制備、果汁高度濃縮、多肽和氨基酸分離、抗生素濃縮與純化、乳清蛋白濃縮、納濾膜-生化反應器耦合等實際分離過程中。與超濾或反滲透相比,納濾過程對單價離子和分子量低於200的有機物截留較差,而對二價或多價離子及分子量介於200~500之間的有機物有較高脫除率,基於這一特性,納濾過程主要應用於水的軟化、凈化以及相對分子質量在百級的物質的分離、分級和濃縮(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程產物的分級和濃縮)、脫色和去異味等。主要用於飲用水中脫除Ca、Mg離子等硬度成分、三鹵甲烷中間體、異味、色度、農葯、合成洗滌劑,可溶性有機物,及蒸發殘留物質。
隨著對環境保護和資源綜合利用認識的不斷提高,人們希望在治理廢水的同時實現有價物質的回收,比如:大豆乳清廢液中含有1%左右的低聚糖和少量的鹽,亞硫酸鹽法制備化纖漿和造紙漿過程出現的亞硫酸鈣廢液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,製糖工業中出現的廢糖蜜中含有少量的鹽等等。
NF分離是一種綠色水處理技術,在某些方面可以替代傳統費用高,工藝繁瑣的污水處理方 法.其技術特點是:能截留分子量大於100的有機物以及多價離子,允許小分子有機物和單 價離子透過;可在高溫,酸,鹼等苛刻條件下運行,耐污染;運行壓力低,膜通量高,裝置 運行費用低;可以和其他污水處理過程相結合以進一步降低費用和提高處理效果.在水處理 中,NF膜主要用於含溶劑廢水的處理,能有效地去除水中的色度,硬度和異味.NF膜以其特殊的分離性能已成功地應用於製糖,制漿造紙,電鍍,機械加工以及化工反應催化劑的回收等行業的廢水處理.
納濾是一種綠色水處理技術,是國際上膜分離技術的最新發展,在某些方面可以替代傳統費用高、工藝繁瑣的污水處理方法。納米級孔徑且帶有電荷的特殊過濾性能特點是:能截留分子量大於200的有機物以及多價離子,允許小分子有機物和單價離子透過;可在高溫、酸、鹼等苛刻條件下運行,膜耐受的條件范圍寬,濃縮倍數高,耐污染;運行壓力低,膜通量高,裝置運行費用低,能耗極低(唯一驅動力是壓力)。
由於納濾膜特殊的孔徑范圍和制備時的特殊處理(如復合化、荷電化),使得納濾膜具有較特殊的分離性能,其在降低廢水COD、水源水的色度、硬度和去除飲用水中的有機物(TOC)、三鹵代烷(THMs)前驅物等方面的應用近年來受到廣泛重視,已成功地應用於製糖行業、造紙行業、電鍍行業、機械加工行業及化工反應催化劑的回收行業等的廢水處理中。納濾膜的應用研究主要集中在幾個方面:根據中性溶質的分子量大小而進行分離;截留有機物分子而讓單價電解質透過膜層;根據離子價態而實現離子問的分離。根據納濾膜分離的特點,其應用范圍主要適用於下述情況的物質分離:①對單價鹽分離的截留率要求不高;②要求進行不同價態離子的分離,如軟化處理;③需要對高分子量有機物與低分子量有機物進行分離,如葡萄酒脫醇;④鹽和對應的酸的分離;⑤有機物和無機物的分離,如染料脫鹽、乳清濃縮脫鹽和飲用水凈化。
納濾膜具有熱穩定性、耐酸、耐鹼和耐溶劑等優良性質,在廢水的有價物質回收中起到不可估量的作用,廣泛地應用於各種有機廢水的回收處理。比如農葯廢液處理、乳清和抗菌素脫鹽、電鍍廢液中金屬回收、各種石化廢水處理等。在給水處理中,納濾膜主要用於制備軟化水、飲用純凈水,能有效地去除水中的色度、硬度和異味 。
試驗研究及應用
(1)日用化工廢水處理.用NF膜處理日用化工廢水的應用研究表明NF膜耐酸鹼,有優良的截留率,對重金屬有很好的去除率,不存在膜污染問題.據估計,由於NF膜的運行費用低於反滲透技術,對有機小分子有良好的脫除率,可能會覆蓋90%以上的日用化工廢水處理.
(2)石油工業廢水處理.
石油工業廢水主要包括石油開采和煉制過程中產生的含各種無機鹽和有機物的廢水,其成分 非常復雜,處理難度大.採用膜法特別是NF法與其他方法相給合,既可有效處理廢水還可以 回收有用物質.例如,先用NF膜將原油廢水分離成富油的水相和無油的鹽水相,然後把富油 相加入到新鮮的供水中再進入洗油工序,這樣既回收了原油又節約了用水.以前多採用反滲 透 和相分離結合的方法處理石油工業廢水,但存在著膜污染嚴重的問題,如果在反滲透前加一NF膜,就可以解決膜污染的問題.石油工業的含酚廢水中主要含有苯酚,甲基酚,硝基酚以 及各類取代酚,此類物質的毒性很大,必須脫除後才能排放,若採用NF技術,不僅酚的脫除 率可達95%以上,而且在較低壓力下就能高效地將廢水中的鎘,鎳,汞,鈦等重金屬高價離子脫除,其費用比反滲透等方法低得多.
(3)殺蟲劑廢水處理.一般的水處理方法不能除去污染水中的低分子有機農葯.通過研究NF膜對不含酚殺蟲劑的截留性能發現除了二氯化物以外,其他殺蟲劑的截留 率均高於96.7%,所有殺蟲劑在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影響.採用NF處理含有酚 類殺蟲劑的廢水也十分有效.
(4)化纖,印染工業廢水處理.NF可以用於印染過程排水中染料及助劑的脫除和回用.處 理染料聚合漿料時,由於大多數染料的分子量在幾百到幾千,NF膜可以讓一些無機鹽或小分 子通過,而對較大的染料分子進行截取,粗染料漿液經NF系統後,染料可以富集,而無機鹽 的濃度下降,脫鹽率大於98%,染料損失率小於0.1%,而且可以在高溫下運行.此外,NF還 可以用於纖維加工過程中的含油廢水的處理及回收再利用.
(5)生活污水處理.採用常用的生物降解和化學氧化相結合的方法處理生活污水時,氧化 劑的消耗很大,殘留物多.如果在它們之間增加一個NF系統,讓能被微生物降解的小分子( 分子量小於100)通過,不能生物降解的有機大分子(分子量大於100)被截留下來經化學氧化 後再生物降解,這樣就可以充分發揮生物降解的作用,節省氧化劑或活性炭的用量,降低最 終殘留物的含量.
(6)熱電廠二次廢水的治理及回收利用.熱電廠的二次廢水主要來自沖灰,除塵及冷卻系統,此類廢水中含有大量的懸浮固體,灰份 及高含量的鹽份和部分有機物.利用NF可以把這一類廢水處理成工業回用水.首先用微濾除 去水中的全部懸浮顆粒,質量分數為99%的BOD,98%的COD,73%的總氮和17%的總磷,同時將水中的菌落總數降到3~4個/L,然後加酸降低pH以除去CO2,最後再經NF脫鹽,達到鍋爐用水的質量.澳大利亞太平洋熱電廠的Eraring發電站已用NF對此類廢水進行處理,每天處理1 000~15 000 m3廢水,既減輕了市政供水系統的負荷,每年又可為熱電廠節約 操作費用80萬美元.該熱電廠准備擴大發電規模,用水量也相應增大,估計到2010年,處理 此類廢水量將達5 000 m3/d,效益極其可觀.
(7)酸洗廢液處理.鋼廠的酸洗工序是將鋼材浸入質量分數為20%左右的硫酸酸洗槽中進行 酸洗.隨著酸洗的進行,硫酸濃度逐漸降低,硫酸亞鐵濃度不斷增高,當溶液中硫酸的質量 分數降至6%~8%,生成的硫酸亞鐵濃度超過200~250 g/L時,酸洗速率下降,必須更 換酸洗液,排放酸洗廢液.酸洗好的鋼材必須用清水進行沖洗以除去表面的酸性物質,又造 成了廢酸水的外排.為了保護環境,節約資源,可採用NF工藝處理酸洗廢液.利用NF膜對硫 酸和硫酸亞鐵截留率的不同,先將硫酸亞鐵截留在濃縮液中,然後將濃縮液送入冷卻結晶罐,冷卻結晶出FeSO4·7H2O;透過液再經能截留硫酸的另一NF膜組件,截留後濃縮為20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透過液則排至廢酸水站,進一步處理排放或回收.這一工藝回收 了硫酸和硫酸亞鐵,同時實現了酸洗廢液的回收綜合利用和廢酸水達標排放的目的.
(8)造紙廢水處理.採用NF膜技術替代傳統的化學處理 法能更為有效地除去深色木質素.木漿漂白過程產生的氯化木質素 是帶負電的,容易被帶負電性的NF膜截留,並且對膜不會產生污染.另外,因為整個處理過程中對陽離子(Na+)的脫除率並沒有嚴格要求,採用反滲透技術就顯得沒有必要 .採用超濾/納濾處理牛皮紙製造廢水有很好的效果。
工程應用
納濾膜的孔徑范圍介於反滲透膜和超濾膜之間,其對二價和多價離了及分子量在200~1000之間的有機物有較高的脫除性能,而對單價離子和小分子的脫除率則較低。而且,與反滲透過程相比,納濾過程的操作壓力更低(一般在1.0Mpa左右);同時由於納濾膜對單價離子和小分子的脫除率低,過程滲透壓較小,所以,在相同條件下,納濾與反滲透相比可節能15%左右[3]。因而在水處理中,納濾被廣泛應用於飲用水的濃度凈化、水軟化、有機物和生物活性物質的除鹽和濃縮、水中三鹵代物前軀物的去除、不同分子量有機物的分級和濃縮、廢水脫色等領域。
Sibille等研究了法國Auverw-sur-Oise市的地下水,對納濾和生物處理飲用水(臭氧—生物活性炭過濾)進行了對比。結果表明,納濾可以顯著提高飲用水的水質,減少細菌數量和有機物的濃度,從而使後續消毒更有效,也減少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量極易被細菌等吸收的可生物降解的有機物質(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有機碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透過納濾膜。
雖然,納濾技術的工程應用在美國、日本等國家的給水行業中已經得到大規模的推廣,但在我國,將納濾技術廣泛地應用於工程實踐的條件還不成熟,尚處於嘗試階段、本要問題是國產納濾膜的性能指標不夠過關。已有工程實例的報道,如國內首套工業化大規模膜軟化系統——山東長島南隍城納濾示範工程,是納濾技術在高硬度海島苦鹹水凈化的實際應用。該工程由國家海洋局杭州水處理中心設計,於1997年4月正式投入生產淡水,系統連續正常運行27個月,淡化水符合國家生活飲用水衛生標准。
有關學者曾採用納濾膜對某市自來水(以污染嚴重的淮河水為原水)進行深度處理試驗,研究了納濾循環制水試驗工藝的效果。結果表明,循環試驗工藝與單級納濾工藝相比,在同樣較低的壓力下,出水率較高,並且能耗降低,減少了濃水排放。即使在回收率較高(80%)的情況下,膜出水中的總有機碳(TOC)仍比自來水低50%;對致會變物的去除十分顯著,使Ames試驗陽性的水轉為陰性。
納濾膜應用問題
納濾膜有較高的膜通量,可以截留有機及無機污染物,而對人體必需的一些離子又有較大的透過率,因此,把納濾膜應用於飲用水的深度凈化較其它的膜分離技術有較大的優勢。把鋼濾膜應用於給水處理領域的主要問題是:
這三個問題是膜分離的基本問題,也是納濾膜法水處理技術難以廣泛應用的主要原因。世界各國的水處理工作者正在進行廣泛的研究,尋求解決這些問題的途徑。納濾技術在給水處理領域的推廣應用還依賴於這些問題的進一步解決。
❾ 外壓式納濾陶瓷膜可以應用在哪些領域
陶瓷納濾膜一般可以應用在以下領域:
、化學工業
(1)石油化工催化劑回收。
催化劑廣泛應用於石化和化工生產。反應後一般需要分離產物和催化劑。陶瓷納濾膜具有良好的耐熱性、耐化學溶劑性和機械強度。錯流過濾用於催化反應的固液分離。具有耐高溫、耐酸鹼、耐溶劑等優點。與反應器耦合,可充分提高反應器的效率,分離精度高,並可分離納米催化劑。
(2)鹵水精製在氯鹼化工中的應用
陶瓷納濾膜以其優良的耐污染性和長壽命在氯鹼化工領域得到了廣泛的應用。採用高效的錯流過濾方法,很難使其它煉油和過濾技術取得效果和優勢。
2、葯品的精細分離
與傳統有機膜相比,陶瓷復合納濾膜具有分離精度高、濾液質量有保證、高通量過濾、產品收率高、廢水少、清洗次數少、無需添加添加劑等獨特優點。可實現目標產品的脫鹽預濃縮。已成功應用於谷氨酸、檸檬酸、衣康酸、維生素C等生物企業。
3、環境水處理
以陶瓷膜和有機膜為核心的一體化工藝,廣泛適用於含油廢水處理、冶金廢水處理、化工廢水處理、造紙廢水處理、大型純水和超純水制備、電廠濃鹽水零排放等。
4、氣體凈化
以陶瓷納濾膜為核心的一體化工藝處理技術具有分離精度高、流程短、耐酸鹼、耐高溫、耐污染等獨特優點,廣泛應用於工業煙氣脫硫、高爐固體氣分離、汽車尾氣處理等領域。le尾氣處理等。
5、新材料領域
陶瓷納濾膜能有效去除漿料中的雜質離子,有效制備超細、超純納米粉體。目前,它們已應用於納米催化劑、超純有色金屬和其他納米粉末的提純。也可用於鋰電池、石墨烯等材料的納米顆粒純化過程。能及時去除生產過程中的雜質,提高產品收率。
❿ 納濾膜分離技術如何應用在廢水處理
納濾膜分離技術經常被應用到工業重金屬廢水處理中,應用納濾膜分離技術專對重工業生產屬過程中產生的廢水進行處理:一方面可以實現對90%以上的廢水進行回收,使其鈍化;另一方面可以使肺水腫的金屬離子含量濃縮約10倍。將納濾膜應用在造紙廢水處理中,不僅可以實現對廢水中COD(約90%)的處理,而且其膜通量與傳統的聚碸超濾膜相比更高。