㈠ 怎样进行纳滤设计
太笼统了,物料的、洁净水的?有兴趣电邮[email protected]
㈡ 纳滤 什么意思 具体怎么操作 (产品如何应用,如配多少只膜,膜的性能,规格)
微滤、纳滤、超滤。。。。。他们的原理都一样,通俗点说,就像筛子,把水里的脏东西回留住。区别就是答筛子眼儿有大有小。
如何应用要具体问题具体分析了,主要看水质和水量,水量大用的膜就多,不同的牌子的膜性能规格材质都不一样。
㈢ 反渗透和纳滤之间有何区别
纳滤是一种特殊而又很有前途的分离膜品种,它因能截留物质的大小约为1纳米(0.001微米)而得名,纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间,它截留有机物的分子量大约为200~400左右,截留溶解性盐的能力为20~98%之间,对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液,如氯化钠及氯化钙的脱除率为20~80%,而硫酸镁及硫酸钠的脱除率为90~98%。纳滤膜一般用于去除地表水的有机物和色度,脱除井水的硬度及放射性镭,部分去除溶解性盐,浓缩食品以及分离药品中的有用物质等,纳滤膜两侧运行压差一般为3.5~16bar。
反渗透是最精密的膜法液体分离技术,它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物,但允许水分子透过,醋酸纤维素反渗透膜脱盐率一般可大于95%,反渗透复合膜脱盐率一般大于98%。它们广泛用于海水及苦咸水淡化,锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备,饮用纯净水生产,废水处理及特种分离等过程,在离子交换前使用反渗透可大幅度地降低操作费用和废水排放量。反渗透膜两侧的运行压差当进水为苦咸水时一般大于5bar,当进水为海水时,一般低于84bar。
纳滤与反渗透没有明显的界限。纳滤膜对溶解性盐或溶质不是完美的阻挡层,这些溶质透过纳滤膜的高低取决于盐份或溶质及纳滤膜的种类,透过率越低,纳滤膜两侧的渗透压就越高,也就越接近反渗透过程,相反,如果透过率越高,纳滤膜两侧的渗透压就越低,渗透压对纳滤过程的影响就越小。
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 超滤、微滤、纳滤的过滤标准是多少
1.超滤膜(UF):过滤精度在0.001-0.1微米。是一种利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、细菌、大分子有机物等有害物质,并能保留对人体有益的一些矿物质元素。是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。超滤工艺中水的回收率高达95%以上,并且可方便的实现冲洗与反冲洗,不易堵塞,使用寿命相对较长。
2.微滤(MF):过滤精度一般在0.1-50微米,常见的各种PP滤芯,活性碳滤芯,陶瓷滤芯等都属于微滤范畴,用于简单的粗过滤,过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质,但不能去除水中的细菌等有害物质。滤芯通常不能清洗,为一次性过滤材料,需要经常更换。① PP棉芯:一般只用于要求不高的粗滤,去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。② 活性碳:可以消除水中的异色和异味,但是不能去除水中的细菌,对泥沙、铁锈的去除效果也很差。③ 陶瓷滤芯:最小过滤精度也只0.1微米,通常流量小,不易清洗。
3.纳滤(NF):过滤精度介于超滤和反渗透之间,脱盐率比反渗透低,也是一种需要加电、加压的膜法分离技术,水的回收率较低。也就是说用纳滤膜制水的过程中,一定会浪费将近30%的自来水。这是一般家庭不能接受的。一般用于工业纯水制造。
4.反渗透(RO):过滤精度为0.0001微米左右,可滤除水中的几乎一切的杂质(包括有害的和有益的),只能允许水分子通过。一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。反渗透技术需要加压、加电,流量小,水的利用率低,不适合大量生活饮用水的净化。
㈥ 8040的纳滤膜每一只膜每小时产多少水
8040中空纤维超来滤膜 如果是源放在 反渗透8040膜壳内的膜组件 产水量:900L/H-1440L/H 8040这结构的膜元件 膜面积大概在12-18㎡ 设计通量一般在,50-85L/h㎡ 还有一种膜 也有人称为8040,这种结构的就是自身带有膜壳,有4个活接借口的 这个结构的膜元件产水量在:1250L/H-2010L/H 这结构的膜元件 膜面积大概在25-30㎡,每个厂家膜面积都有差异 中空纤维超滤膜组件的设计通量都差不多 范围 希望能够帮助到您,如果您有疑问,可以联系我
㈦ 纳滤设备的工作原理
纳滤工作原理
膜分离是利用膜对混合物中各组分的选择渗透作用性能的差异,专以外界能量或化学属位差为推动力对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。膜孔径处于纳米级,适宜于分离分子量在100~1000,分子尺寸约为1 nm的溶解组分的膜工艺被称为纳滤(NF)。NF膜分离需要的跨膜压差一般为0.5~2.0 MPa,比用反渗透膜达到同样的渗透能量所必需施加的压差低0.5~3 MPa。根据操作压力和分离界限,可以定性地将NF排在反渗透和超滤之间,有时也把NF称为"低压反渗透"或"疏松反渗透"。20世纪70年代J. E. Cadotte 研究NS-300膜,即为研究NF膜的开始。当时,以色列脱盐公司用" 混合过滤"来表示介于反渗透与超滤之间的膜分离过程,后来美国的公司把这种膜技术称为纳滤,一直沿用至今。之后,NF发展得很快,膜组件于80 年代中期商品化。目前,NF已成为世界膜分离领域研究的热点之一。
㈧ 纳滤与超滤的区别
超滤是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶回剂穿过一定孔径的特制的薄答膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。
超滤技术的优点是操作简便,成本低廉,不需增加任何化学试剂,缺点也比较显而易见,市面上的超滤机因过滤孔径较大,对重金属的清除有限,尤其不适合北方水垢较重地区。
纳滤是一种纳米级的新型分离膜,是介于超滤膜和反渗透膜之间的一种滤膜,它代表膜分离领域的最新成果,是目前国际上发达国家如美国、日本、法国等国家饮用净水处理方法所采用方法之首选。
㈨ 纳滤膜的结构以及原理
纳滤膜可以过滤水中二价以上金属离子(一般水中一价离子含量极少,且都是对人体有益的矿物质),而纳滤膜的运行压力要远远低于反渗透,同时出水量要远远高于反渗透,完全可以去除水中易结垢的钙镁离子,使用纳滤膜足以满足饮用水的需求。
㈩ 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