正渗透处理纳滤脓水

㈠ 纳滤后的浓水可以进反渗透吗

最好不用，由于纳滤后的浓水含盐量要远高于原水含盐量，这样的浓水作为RO的进水会增加RO膜的负担，缩短RO膜的使用寿命。

㈡ 为什么在水处理中反渗透和纳滤必须采用错流过滤模式

过滤方式分错流过滤和死端过滤。
反渗透和纳滤采用死端过滤，会导致进水端回盐分持续浓缩，浓度越来越答高，膜的除盐率是一定的，如果盐分越高，那么透过膜的盐分就会越多，造成出水水质电导率过高。其次是反渗透和纳滤膜元件的结构决定的，反渗透和纳滤是非对称膜，无法进行反洗，就如运行过程中的背压一样，造成膜片的剥离，损坏反渗透膜。

㈢ 微滤、纳滤和反渗透处理水质有什么要求（进水控制指标）

这三个可分成2种
微滤：主要控制悬浮物或浊度、兼顾pH，
纳滤和反渗透：影响较大的是TDS含盐量，主要控制重金属离子、氧化性物质、pH

㈣ 纳滤膜的水渗透系数和溶质渗透系数是多少

利用孔模型分析膜孔结构

本文基于孔模型，从膜对NaCl溶液的透过实验中，得到8种膜的结构参数，实验结果表明，从溶质透过膜的参数与从溶剂透过膜的参数得到的膜结构参数并不一致。根据孔模型由溶质的Stokes半径γs得到的膜孔半径γp与根据透过溶剂而计算出的膜孔半径γω之间存在线性关系，对于CA膜，它们的关系式是：γω＝10.50(γp-1.739)，γp与γω之间的相关关系是0.9986，对于γp的标准偏差是0.14。
关键词：孔模型；膜结构参数；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

测定膜结构参数对于预测溶质透过膜的传递性能是很重要的。为了能测定膜的结构参数，出现了摩擦模型，孔模型，改进的孔模型，SHP模型等。Nakao和Kimura等针对单组分水溶液，将这些模型应用到超滤膜分离体系和纳滤膜分离体系，以不同溶质的渗透实验计算了超滤膜和纳滤膜的γp和Ak/△x值〔1-3〕。
本文通过膜对NaCl水溶液的透过实验，在确定不可逆过程热力学迁移方程中的三个参数后，基于改进的孔模型〔6〕，得到8种分离膜的结构参数，并比较了从溶质和从溶剂透过性能所得到膜孔结构参数的区别。这些膜对NaCl的脱除率在15%～99%之间，其中有部分膜是超滤膜。

1 理 论
压力驱动过程中膜的迁移过程可以用不可逆过程热力学来描述。Kedem和Katchalsky〔4〕基于线性非平衡热力学唯象理论提出如下的传递方程：

Jv＝Lp(△P-σ△π) (1)

Js＝ω△π＋(1-σ)Jv. (2)

利用Van't Hoff等式△π＝RT△Cs，则式(2)可以写成

Js＝P△Cs＋(1-σ)Jv. (3)

为解决膜二边平均浓度的问题，Spiegler等〔5〕将等式(3)改写成另一种形式：

Js/△C＝P＋(1-σ)(JvCln/△C) (4)

等式(3)、(4)是作为反渗透膜(具有高溶质分离率)的传递方程提出的，Nakao在他的实验中〔2〕说明等式(3)、(4)也适用于作为超滤膜的传递方程。
在这些等式中，膜的表征以三个传递系数表示：纯水透过系数Lp，溶质渗透系数ω或P和反射系数σ。但上述唯象方程属于黑箱模型，不能得到有关膜内部透过机理的情况，因此，出现一些利用膜结构来说明σ和P的传递模型。
Pappenheimer等提出了传递“孔理论”来计算通过毛细管的迁移过程，在这个理论中，溶质通量包括过滤流和扩散流，这二种流动都受到进入膜孔时位阻障碍和孔内摩擦阻力的影响。Verniory等人〔6〕利用Haberman和Sayre的计算和摩擦模型改进了这种“孔理论”，根据这种改进的孔理论，膜结构可以用参数σ和P来预测。假设圆柱形膜孔的孔径与孔长分别为常数rp和△x，并且球状溶质半径为rs，则溶质通量可表示成

(5)

这里Ak是总的贯通孔面积与膜有效面积之比，SD和SF分别是扩散流和过滤流的位阻因数，并且是rs与rp比值q的函数，其中：

SD＝(1-q)2 (6)

SF＝(1-q)2(1＋2q-q2) (7)

f(q)和g(q)是圆形壁面效应的修正因数，由Haberman和Sayre计算如下：

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)

将式(5)与式(3)相比较，则膜的参数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，纯水通量用Hagen-Poiseuille式表示，因此，纯水透过速率Lp可以写成：

Lp＝(r2p/8μ).(AK/△X) (12)

2 实 验
2.1 实验装置

实验装置如图1所示。

图1 实验装置示意图
1.原液池，2.微滤器，3.恒流泵，4.测试池，
5.微型电导检测器，6.磁搅拌子，6.硅压力传感器

2.2 实验条件和过程
首先，将膜充分润湿后置于测试池，用纯水预压1h，预压压力为膜最高实验压力的1.2倍左右。然后原液换成0.01mol/L NaCl溶液，测定不同压力时透过液流速JV和浓度C3，利用式(4)，根据Js/△C和JVCln/△C的关系，采用最佳拟合，得到膜性能参数σ和P，将σ和P代入(10)和(11)式，就能根据溶质的Stokes半径rs而算出膜孔半径rp和膜的Ak/△X值。在25℃条件下，NaCl-H2O体系的Stokes半径rs＝1.616×10-10m。
利用式(1)计算膜的Lp值。
将Lp值和由式(11)得到的Ak/△X值代入Hegen-Poiseuille式(12)中，则可得到根据透过溶剂而计算出的膜孔孔径rω。

3 结果和讨论
在测试压力范围内，透过液流速与压力成直线关系，并且实验中透过液通量与纯水通量几乎一致，因此，实验渗透压可以忽略不计。并且这也表明，实验过程中没有出现污染或严重浓差极化现象。
3.1 压力的影响
压力对脱除率的影响是很大的，随压力增加，R值也增加，R值增加到某个数值后，变化趋缓。因此，对于表示膜的特征来说，R不是一个很合适的参数。
3.2 膜性能参数的确定
用以下方法确定膜的三个迁移参数Lp、σ和P。
纯水透过参数Lp利用实验的透过速率从式(1)可以得到，渗透压△π忽略不计，参数σ和P则利用对数平均浓度Cln从式(4)中可以确定。从实验数值看，Js/△C和Jυ.Cln/△C是一相当好的直线关系，这样参数σ和P也可从这条直线的斜率和截距中求得。
8种膜的三个性能参数列于表1。

表1 膜的性能参数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

从表1可知，实验所用膜对NaCl的σ值在0.131～0.943之间。
3.3 膜结构参数的计算
根据改进的“孔模型”，式(10)的关系式可如图2所示，因此，在膜的σ值已知时，可从式(10)求出q值，再代入溶质的Stokes半径即可得到膜的rp值(＝rs/q)

图2 σ与q之间关系

列于表2的膜的另一个结构参数Ak/△X也是基于孔模型，采用式(11)从q值和实验数值溶质的渗透系数P计算得到。

表2 从孔模型中得到的膜结构参数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

若将膜的Ak/△X值和表1中的Lp值代入式(12)，则可得到由水的透过速率Lp得到的膜孔半径，以rω表示，结果见表3。
表3 由水的透过速率得到的膜孔半径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

比较表2和表3，可看到，rω与rp并不一致，并且rω大于rp。
不同文献〔1.3〕在利用“孔模型”时，提到由P得到的Ak/△X值与由Lp得到的Ak/△X值之间存在偏差，即从溶质透过膜参数与从溶剂透过膜参数得到的膜结构参数并不一致。
以rp对rω作图，可看到除了8#膜，其余膜的rp与rω几乎落在一条直线上，见图3。因8#膜为SPS膜，其余的均为CA膜。8#膜的rp与rω的关系不在直线上。也许，因材料不同，它的斜率和截距不同。

图3 rp与rω关系

除去8#膜的rp和rω值，对其余7种膜的rp和rω进行线性回归的结果是：

rp＝0.09527rω＋1.739 (13)

或者改写成

rω＝10.50(rp-1.739) (14)

rp与rω之间的线性相关系数是0.9986，对rp的标准偏差是0.14。因此，可以认为对于CA膜，在NaCl水溶液体系中，根据孔模型由膜性能参数σ和P得到的膜孔半径rp与根据透过溶剂而计算出的膜孔半径rω之间存在线性关系。
由式(14)和图3可知，当rp小于1.74×10-10m时，rω已为零，也即此时，膜的纯水透过速率为零。这与祝振鑫等〔7〕推导的当网络孔半径小到2.0×10-10m时，膜产率为零的推论非常相近。水分子半径为0.87×10-10m，也即当孔道小于两个水分子时，水分子即被卡住，使水不能流动。

4 结 论
本文利用孔模型，对8种膜的性能参数和结构参数进行了测定。实验表明，由溶质的Stokes半径基于孔模型得到的膜孔半径rp与从溶剂水的透过速率得到的膜孔半径rω并不一致，但存在线性关系。对于CA膜，在NaCl水溶液体系中，它们的关系是: rω＝10.50(rp-1.739)。相关关系是0.9986，对于rp的标准偏差是0.14。这也表明当rp小到1.74×10-10m时，膜的纯水透过速率为零。
对其它材料制成的膜的rp与rω之间关系有待进一步实验。

㈤ 反渗透和纳滤处理后的废水怎么处理

1、如果是反渗透的净水机，所排出的废水是已经经过了前三级过滤又冲洗了反渗透膜版的水，这种如果是直权接倒掉是很可惜的，可以用这种水涮拖把，洗菜洗衣服冲厕所都可以。

2、建议净水机过滤的废水管不用顺到下水道中，要单独顺到一个容器中，这种水接出来涮拖把和冲厕所可以，起到节约用水的作用。

㈥ 水处理的正渗透

正渗透-寻找水处理脱盐新技术
正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术，世界上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索。正渗透与反渗透是一对互逆的方法。国外1976年，有液-液体系的原始尝试，国内1992年，发明过液-固体系的正向渗透（非加压）吸附渗透法脱盐（CN92110710.2）。直到约10年后，又重新跟随国际潮流，开始标准的模仿复制的模式， 2008年有综述报告。 随着科技的飞速发展，压力驱动反渗透膜分离技术（RO）在膜、膜组器、设备和工艺等方面都有了较大创新和改进，但人们也越来越意识到RO技术在节能、环保领域存在的局限，而且就脱盐来讲，RO技术可认为已接近发展的顶峰。因此，国外已经开展了“正向渗透膜分离技术（FO）”的相关研究，并取得了一定的成果，在海水淡化、污水处理、食品加工、医药等领域得到了应用，特别是“压力延缓渗透（FRO）海水发电”，更是一项极具前景的清洁再生能源开发技术J。但是国内对正向渗透膜分离技术关注得很少，相关研究和论文也不多。虽然，上个世纪90年代中国有了创造性的发明“非加压吸附渗透法海水淡化”（CN92110710.2）。

正向渗透分离技术很早就得到了应用。很久以前，人们就采用食盐来长期贮存食物，因为在高盐环境下多数细菌、霉菌和病原菌由于渗透作用会脱水死亡或暂时失去活性。如今，人们已经开始利用正向渗透膜分离技术进行海水淡化、工业废水处理、垃圾渗透液处理等研究；食品工业在实验室利用正向渗透膜分离来浓缩饮料；紧急救援时的生命支持系统利用正向渗透膜分离技术制取淡水。随着材料科学的发展，正向渗透技术已经应用于人体的药物控制释放。 （90年代）
非加压吸附渗透海水淡化法，或称为“正向渗透法”，让水通过多孔膜正向渗透进入一种超强吸水的吸附剂或盐浓度甚至超过海水的溶液或固态物，不需要外界加压，但溶液里的特殊盐分提取液很容易蒸发，不需要加太多的热（加热能与反渗透加压的能量比？）。分固态盐、液态盐方向。固态盐解吸附耗能更小。
海水淡化技术：非加压吸附渗透海水淡化法（CN92110710.2）1992年：上个世纪90年代邓宇的发明，《美国化学文摘》收录。
另外两种方法都在薄膜结构上有了创新和改进： 软水机原理及功能：根据离子交换的原理，即用 Na+交换Mg2+Ca2+，使水中的硬度降低到70毫克/升以下成为软水，此水处理设备主要功能是祛除水碱，水垢。
软水机水处理设备的优缺点：
优点：祛除水垢，水碱效果好，同时流量大，基本上不降低水压。经过软水机水处理设备产生的水，清洁能力特强，洗衣，淋浴，美容护肤效果强；也能减轻能源消耗。同时也节约洗涤用品，降低家务强度。软水机水处理设备产生的水最适宜作为生活用水的。
缺点：软水机水处理设备不能祛除细菌，病毒，有机物，不能直接饮用；再生时需要耗盐；并产生一定量的废水。
软化水的适用领域:浴室、厨房、洗衣、暖气、锅炉、中央空调设备供水、美容保健等广大领域。 纯水机原理及功能：采用PP棉，活性炭及RO膜等滤芯，五级或五级以上过滤，其中最核心是RO膜，RO膜是目前过滤精度最高的滤芯。制出的水为纯净水，可以直接生饮。
纯水机水处理设备优缺点：
优点：纯水机水处理设备过滤精度高，适用于多种水质，净化后的水是纯净水，口感好，不含任何杂质。
缺点：纯水机水处理设备每日制水量少，只能解决饮用和做饭；前三级滤芯使用寿命短，需要定期更换滤芯；不适宜长期作为直饮水，尤其是儿童和老人更不宜长期饮用纯净水。
超滤机是净水机水处理设备中的主流产品，具有精度高，净化效果好，滤芯寿命长，并能自动清洗滤芯。
净水机原理及功能：采用0.01微米的超滤膜分离技术，能有效祛除水的泥沙，铁锈，悬浮物，胶体，细菌，病毒，大分子有机物等有害物。
净水机水处理设备优点缺点：
优点：净水机水处理设备过滤精度高；净化水接近矿泉水，能直接生饮；流量大；滤芯使用年限长；自动清洗滤芯；不需要电；不浪费水。
缺点：净水机水处理设备祛除水垢，水碱效果较差，适用中等以下硬度地区；单一超滤机不能彻底去除水中异味，水质口感较差；换芯比较麻烦，不能彻底去除水中重金属。 纳滤膜水处理机是以纳滤膜为主要部件，结构略为疏松，类似反渗透膜的水处理机，纳滤膜是荷电膜，能进行电性吸附，对电性高的F离子等，能部分去除，并具有纳密级孔径，大分子不能通过，游离态的水分子部分通过，NaCl部分透过，钙离子，镁离子更少部分能通过。囊括了以上水处理机的优点，且避免了二水处理。

㈦ 正渗透汲取液有哪些

正渗透汲取液有无机盐、聚合电解质、磁性纳米颗粒和智能凝胶等。

1、无机盐

无机盐汲取液循环再生系统，包括原水箱、正渗透单元、汲取液循环回收单元，该正渗透单元包括第1个至第N个正渗透机构，汲取液循环回收单元包括反渗透汲取单元和电渗析汲取单元。

2、聚合电解质

聚电解质作为正渗透汲取液具有渗透压高、溶质反向渗透、易于回收等特点，符合理想正渗透汲取液的要求。此外,，多种分离方法诸如纳滤、超滤和热处理可用于其回收，使得聚电解质型汲取液成为诸如氯化钠等的传统无机汲取液的理想代替物。

3、磁性纳米颗粒

磁性纳米粒子正渗透汲取液，获得的柠檬酸钠磁性纳米粒子正渗透汲取液的渗透压高，与水分离再生容易，能重复利用，在正渗透处理浓盐水或海水方面，具有良好的经济和社会效益。

4、智能凝胶

正渗透是仅依靠渗透压驱动的膜分离过程，水分子自发地通过智能凝胶从水化学势高的原料液部分渗透到水化学势低的汲取液部分，可用于从污水和海水中提取饮用水。

渗透是以膜两侧汲取液和原料液之间的渗透压差为驱动力，使水从原料液(较低渗透压)一侧自发传递到汲取液(较高渗透压)一侧的膜分离技术。汲取液是影响正渗透分离性能的重要因素之一，然而目前使用的大多数汲取液面临反向溶质渗透严重和再生能耗高的问题，这导致了正渗透性能的显著下降。

㈧ 纳滤和反渗透技术，哪个是最好的净水解决方案

水的用途决定了选用哪种工艺，没有最好的解决方案，只有最适合的解决方案。水的纯度要求高，无疑选用反渗透工艺优于纳滤工艺。在饮用水行业，矿泉水选用纳滤的较多，纯净水则采用反渗透。

㈨ saipstar公众号不错，赛普星达，搞特种分离的技术分享，浓水回用用钠虑好还是反渗透好

针对浓水回用，是用纳滤还是反渗透，这要看具体水质，一般增加一段可以有回50%的回收率，前提是其浓水答不能有结垢，不论是纳滤还是反渗透都怕有结垢，结垢对膜是有伤害的。个人建议用东丽的超低压红膜增加一段，不需要段间增压即可满足要求，脱盐率又高。

㈩ 膜处理系统的纳滤的回流液能否直接回到超滤产水箱

根据楼主的复问题描述不是很详制细，暂作如下分析：
1、楼主所用工艺应为“原水—超滤—超滤产水箱—纳滤”组合，超滤作为纳滤的预处理；
2、纳滤工艺用于水的净化，而不是用于原液的浓缩提纯；
3、回流液为纳滤的浓水；

基于上述分析，因为纳滤能截留溶解性有机物及选择性脱盐，所以纳滤的浓水中往往含有大量截留的污染物质，如果直接回流到超滤的产水箱，也就是作为纳滤的进水水源再次进入纳滤膜系统，那么这些浓缩的污染物质就会影响纳滤的进水水质，往复循环下去，就会在纳滤处理环节形成污染物质恶性浓缩循环，形成生物污染或结垢，直接影响纳滤的正常使用，影响膜的使用寿命。

因此建议将纳滤的浓水做如下处理：
1、单独收集到纳滤浓水水箱，结合其水质情况单独使用；
2、回流到超滤进水端或者更前端的处理单元，做预处理后再进入纳滤工艺，尽可能的降低污染物质浓度，防止纳滤设备污堵或结垢；

希望能对你有所帮助，祝你成功！