纳滤 ( NF,Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程,纳滤膜的孔内径范围在几个纳米左右。与容其他压力驱动型膜分离过程相比,出现较晚。它的出现可追溯到70年代末J.E. Cadotte的NS-3 0 0膜的研究,之后,纳滤发展得很快,膜组器于80年代中期商品化。纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来,如CA、CTA膜、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等。但与反渗透相比,其操作压力更低,因此纳滤又被称作“低压反渗透”或“疏松反渗透”( Loose RO )。
⑵ 纳滤技术的概述
基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。膜分离技术被称为“二十一世纪的水处理技术”,自70年代应用于水处理领域后,得到了广泛的研究和空前的发展,受到世界各国水处理工作者的普遍关注,开展了不同水平。不同层次的理论研究和技术开发、应用。在给水处理领域应用最为广泛的是一系列的低压膜,如纳滤膜、反渗透膜等。其中,纳滤膜法水处理技术以其特殊的优势,获得了世界各国的水处理工作者的普遍关注,在水处理技术的研究和开发领域取得了可喜的成绩。
纳滤技术是从反渗透技术中分离出来的一种膜分离技术,是超低压反渗透技术的延续和发展分支。一般认为,纳滤膜存在着纳米级的细孔,且截留率大于95%的最小分子约为1mm,所以近几年来这种膜分离技术被命名为:Nanofiltration,简称:NF,中文译为:纳滤。在过去的很长一段时间里,纳滤膜被称为超低压反渗透膜(LPRO:LowPressureReverseOsmosis),或称选择性反渗透膜或松散反渗透膜(LooseRO:LooseReverseOsmosis)。日本学者大谷敏郎曾对纳滤膜的分离性能进行了具体的定义:操作压力≤1.50mPa,截留分子量200~1000,NaCl的截留率≤90%的膜可以认为是纳滤膜[1]。现在,纳滤技术已经从反渗透技术中分离出来,成为介于超滤和反渗透技术之间的独立的分离技术,己经广泛应用于海水淡化、超纯水制造、食品工业、环境保护等诸多领域,成为膜分离技术中的一个重要的分支。
⑶ 纳滤能否有效去除水中的COD BOD5和TOC
首先,纳滤膜(Nanofiltration Membranes)是80年代末期问世的一种新型分离膜,其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,约为-2000Da,由此推测纳滤膜可能拥有lnm左右的微孔结构,故称之为“纳滤”。纳滤膜大多是复合膜,其表而分离层由聚电解质构成,因而对无机盐具有一定的截留率。国外已经商品化的纳滤膜大多是通过界面缩聚及缩合法在微孔基膜上复合一层具有纳米级孔径的超薄分离层。
纳滤膜能截留纳米级(0.001微米)的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间,截留溶解盐类的能力为20%-98%之间,对可溶性单价离子的去除率低于高价离子,纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭,且部分去除溶解盐,在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。
纳滤过程的关键是纳滤膜。对膜材料的要求是:具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、机械强度高、耐酸碱及微生物侵蚀、耐氯和其它氧化性物质、有高水通量及高盐截留率、抗胶体及悬浮物污染,价格便宜且采用的纳滤膜多为芳香族及聚酸氢类复合纳滤膜。复合膜为非对称膜,由两部分结构组成:一部分为起支撑作用的多孔膜,其机理为筛分作用;另一部分为起分离作用的一层较薄的致密膜,其分离机理可用溶解扩散理论进行解释。对于复合膜,可以对起分离作用的表皮层和支撑层分别进行材料和结构的优化,可获得性能优良的复合膜。膜组件的形式有中空纤维、卷式、板框式和管式等。其中,中空纤维和卷式膜组件的填充密度高,造价低,组件内流体力学条件好;但是这两种膜组件的制造技术要求高,密封困难,使用中抗污染能力差,对料液预处理要求高。而板框式和管式膜组件虽然清洗方便、耐污染,但膜的填充密度低、造价高。因此,在纳滤系统中多使用中空纤维式或卷式膜组件。
在我国,对纳滤过程的理论研究比较早,但对纳滤膜的开发尚处于初步阶段。在美国、日本等国家,纳滤膜的开发已经取得了很大的进展,达到了商品化的程度,如美国Filmtec公司的NF系列纳滤膜、日本日东电工的NTR-7400系列纳滤膜及东丽公司的UTC系列纳滤膜等都是在水处理领域中应用比较广泛的商品化复合纳滤膜。
对于一般的反渗透膜,脱盐率是膜分离性能的重要指标,但对于纳滤膜,仅用脱盐率还不能说明其分离性能。有时,纳滤膜对分子量较大的物质的截留率反而低于分子量较小的物质。纳滤膜的过滤机理十分复杂。由于纳滤膜技术为新兴技术,因此对纳滤的机理研究还处于探索阶段,有关文献还很少。但鉴于纳滤是反渗透的一个分支,因此很多现象可以用反渗透的机理模型进行解释。关于反渗透的膜透过理论[2]有朗斯代尔、默顿等的溶解扩散理论;里德、布雷顿等的氢键理论;舍伍德的扩散细孔流动理论;洛布和索里拉金提出的选择吸附细孔流动理论和格卢考夫的细孔理论等。
纳滤膜的过滤性能还与膜的荷电性、膜制造的工艺过程等有关。不同的纳滤膜对溶质有不同的选择透过性,如一般的纳滤膜对二价离子的截留率要比一价离子高,在多组分混合体系中,对一价离子的截留率还可能有所降低。纳滤膜的实际分离性能还与纳滤过程的操作压力、溶液浓度、温度等条件有关。如透过通量随操作压力的升高而增大,截留率随溶液浓度的增大而降低等。
所以,纳滤膜可以去除大部分COD及BOD和TOC
⑷ 请比较说明微滤,超滤,纳滤和反渗透等四种常用膜分离技术的异同点
微滤microfiltration以压力为驱动力,分离0.1-1微米的微粒的过程,简称为MF
超滤ultrafiltration以压力差为动力,膜孔径约0.001-0.2微米的物理筛分过程,简称为UF
1,微滤和超滤同属于微孔膜范畴,微孔过滤是一种物理筛分过程,其功能在于截留分子量为几百至几百万的物质,包括大分子有机物,微生物等,而不是以脱盐为目的。
2,微孔膜的孔径为一个范围值:微滤在0.1-1微米,超滤为0.001-0.2微米
3,在学术领域,微滤膜的过滤精度一般用孔径表示,而超滤的过滤精度一般用切割分子量来表示
4,微滤和超滤的过程均以压力为驱动力,用于溶液体系中的物质分离。
5,膜的材料分为有机高分子和无机高分子材料。
纳滤:nanofiltration以压力为驱动力,用于脱除二价及二价以上的多价离子和分子量200以上有机物的膜分离过程,简称为NF
1, 纳滤技术是继反渗透后出现的一种新的分离技术,其分离机理基本和反渗透一致。
2, 纳滤理论精度为0.001-0.005微米,略大于反渗透,因此所需工作压力低于反渗透,早期被称为“松散反渗透”
3, 纳滤的作用在于去除二价及二价以上离子和分子量200以上的物质,对一价离子的去除率较低,其综合脱盐率低于反渗透
反渗透reverse
osmosis在膜的进水一侧施加比溶液渗透压高的外界压力,只允许溶液中水和某些组分选择性透过,其他物质不能透过而被截留在表面的过程,简称RO
1,反渗透的概念始于渗透现象,当把只允许水透过的高分子半透膜作为介质,两侧分别是盐水和纯水时,由于纯水测水的浓度高于盐水测的浓度,纯水将向盐水侧扩散透过,这种浓度差异导致的迁移过程,就是渗透,他是自然界中在生物体内存在的一个普遍现象。
2,反渗透是一种由人类创造力产生的非自然现象或一种水溶液分离技术,其原理是通过施加机械外压,克服浓度差导致的逆向迁移的过程。
3, 反渗透仅适用于液相体系(水溶液体系)中溶质和溶剂的分离,在净水器中运用较多。
4, 反渗透现象必须在外界压力作用下发生,且压力必须高于水溶液的渗透压。
⑸ 超滤膜是相对分子量为5000dalton的分子及胶体,纳滤膜相对分子量为数百至1000dalton的分子
膜的过滤级别其实并没有一个特别精准的范围。从1000到20000的分子量都有在市面上能找到内的不同厂家的超滤膜容,物料上的纳滤膜甚至可以根据需求制造合适分子量的膜。按你的概念来说的话,1000到5000也是超滤膜。
⑹ 超滤膜的孔径,能过滤的分子量是8000 吗 纳滤的 过滤分子量呢
中空纤维超滤膜的过滤孔径
标准孔径是从 6000-500000 道尔顿 之间都可以来,通过生产成形
可以通回过葡聚糖溶答液来评价孔径的准确,和分布率
超滤膜可以用来 提纯,浓缩,和纯化功能,要也根据过滤原液来设计膜参数,和制作膜的物理或者化学的属性。。。
500肯定不是超滤膜。因为超滤膜跟截留不住500分子量的物质,或者说截留率达不到93以上。。
纳滤的 过滤分子量 80~1000 之间
⑺ 反渗透和纳滤的区别是什么
反渗透(RO)和纳滤(NF)技术都是净水设备进行水处理方式,净水设备一般以这两个技术做出的反渗透膜和纳滤膜进行区分,两者有以下区别:
1、过滤精度不同
反渗透可以脱除最小的溶质,分子量小于0.0001微米,由于高的过滤精度,可以滤除水中的细菌和各种杂质,一般用于家庭纯净水、工业超纯水和医疗超纯水的制造。纳滤可脱除分子量在0.001微米左右的溶质,用于过滤精度要求稍低的环境,一般用于水软化、微污染脱盐和工业纯水的制造。
2、脱盐率不同
反渗透技术的脱盐率在99.5% ,能有效截流所有溶解盐份及各种分子量大于>100的有机物,同时允许小分子团通过。纳滤系统采用的是错流过滤的方式,脱盐率在80到90%之间,主要应用于大分子物质的浓缩和纯化。
3、产生的“废水”比例不同
反渗透和纳滤都是通过加压、加电的方式净化水,但反渗透技术由于膜的构成不同,反渗透产生的废水在1:2—1:3,纳滤的废水比在1:1,以省水和环保方面来说,反渗透技术更加耗费资源,纳滤技术相比具有部分去除单价离子、过程渗透压低、操作压力低、省能等优点。
(7)纳滤分离分子量扩展阅读
超滤(UF)和微滤(MF)
超滤和微滤也是净水设备进行水处理的方式。
1、超滤的过滤精度在0.001—0.1微米,用压差的膜法分离技术,可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体等,过滤流量大,使用成本低,但无法消除水中的部分杂质和病菌,常用于制药工业、食品工业、电子工业。
2、微滤的过滤精度在0.1—50微米,只能过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质,是简单的粗过滤,常用于微电子行业超纯水的终端过滤,各种工业给水的预处理。
⑻ 纳滤名词解释
纳滤 是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程,纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。与其他压力驱动型膜分离过程相比,出现较晚。它的出现可追溯到70年代末J.E. Cadotte的NS-3 0 0膜的研究,之后,纳滤发展得很快,膜组器于80年代中期商品化。纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来,如CA、CTA膜、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等。
纳滤(NF)用于将相对分子质量较小的物质,如无机盐或葡萄糖、蔗糖等小分子有机物从溶剂中分离出来。纳滤又称为低压反渗透,是膜分离技术的一种新兴领域,其分离性能介于反渗透和超滤之间,允许一些无机盐和某些溶剂透过膜,从而达到分离的效果 。
纳滤膜是荷电膜,能进行电性吸附。在相同的水质及环境下制水,纳滤膜所需的压力小于反渗透膜所需的压力。所以从分离原理上讲,纳滤和反渗透有相似的一面,又有不同的一面。纳滤膜的孑L径和表面特征决定了其独特的性能,对不同电荷和不同价数的离子又具有不同的Donann电位;纳滤膜的分离机理为筛分和溶解扩散并存,同时又具有电荷排斥效应,可以有效地去除二价和多价离子、去除分子量大于200的各类物质,可部分去除单价离子和分子量低于200的物质;纳滤膜的分离性能明显优于超滤和微滤,而与反渗透膜相比具有部分去除单价离子、过程渗透压低、操作压力低、省能等优点
⑼ 纳滤膜过滤的分子量范围是多少
纳滤膜能截留0.1-1
微米之间的颗粒。能允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过,但会截留住悬专浮物、细菌及属大分子量胶体等物质。纳滤膜的操作压力比反渗透的低,但价格比反渗透贵些,所以一般家用净水机主要是超滤和反渗透饮水机。工业来说,要看出水的具体要求,如果要达到纯水要求的话,就必须要用反渗透。
纳滤膜过滤性能还与膜的荷电性、膜制造的工艺过程等有关。不同的纳滤膜对溶质有不同的选择透过性,如一般的纳滤膜对二价离子的截留率要比一价离子高,在多组分混合体系中,对一价离子的截留率还可能有所降低。纳滤膜技术实际分离性能还与纳滤过程的操作压力、溶液浓度、温度等条件有关。如透过通量随操作压力的升高而增大,截留率随溶液浓度的增大而降低等。