八十年代初期,随着新制膜方法的出现和制膜工艺的不断改进,一个膜家族中的新成员纳滤内膜(容 Nanofiltration membrane,NF )得以问世。因其透过物大小在1~ 10nm ,能使90%的NaCl透析,而99%的蔗糖被截留。显然,这种膜既不能称为反渗透膜(因为不能截留无机盐),也不属于超滤膜范畴(因为不能透析低分子量的有机物)。由于这种膜在渗透过程中截留率大于95%的分子约为1纳米,因而它被命名为“纳滤膜(Nanofiltration)”。在上世纪90年代以来,才有了商品纳滤膜的生产,且其应用范围日益广泛,被广泛应用于行业中各种分离和浓缩提纯过程。
2. 净水领域,超滤、纳滤、RO反渗透的区别
超滤膜及纳滤和反渗透的区别
一、超滤膜
超滤膜是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,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,尤其是超滤技术的实验条件温和,与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化,而且不引起温度、pH的变化,因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中,超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。 家用 工业用 都可以。
超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格,可根据工作的需要来选用。
二、纳滤
纳滤,介于超滤与反渗透之间。现在主要用作水厂或工业脱盐。脱盐率达百分之90以上。反渗透脱盐率达99%以上 但,若对水质要求不是特别高,利用纳滤可以节约很大的成本。
三、反渗透
反渗透,是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术,源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究,后逐渐转化为民用,目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。
用作太空水、纯净水、蒸馏水等制备; 酒类制造及降度用水; 医药、电子等行业用水的前期制备; 化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备; 锅炉补给水除盐软水; 海水、苦咸水淡化; 造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
3. 纳滤设备的工作原理
纳滤(NF)膜的研制与应用较反渗透膜大约晚20年。20世纪70年代研究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”(hybrid
filtration)来表示介于反渗透与超滤之间的膜分离过程,称为松散反渗透(loose
RO)膜。后来美国的Filmtec公司把这种膜技术称为纳滤,一直沿用至今。之后,纳滤技术发展得很快,膜组件于80年代中期商品化。目前,纳滤技术已成为世界膜分离领域研究的热点之一。
(1)
纳滤膜定义
到目前为止,对纳滤膜的准确定义、机制、特征等的认识还远远不充分。学术界比较统一的解释纳滤膜的定义包括以下七个方面:
①
纳滤膜介于反渗透和超滤膜之间,其膜表面分离皮层可能具有纳米级微孔结构。
②
相对于反渗透膜NaCI的脱除率均在95%以上,一般将NaCI脱除率为90%以下的膜均可称之为纳滤膜。
③
反渗透膜几乎对所有溶质都有很高的脱除率,而纳滤膜只对特定的溶质具有脱除率。
④
纳滤膜孔径在1nm以上,一般1~2nm。
⑤
主要去除一个纳米左右的溶质粒子,截留分子量在200~1000道尔顿。
⑥
反渗透膜几乎均为聚酰胺材质,而纳滤膜材料可采用多种材质,如醋酸纤维素、醋酸-三醋酸纤维素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、芳香聚酰胺复合材料和无机材料等。
⑦
一般纳滤膜的表面形成高聚物电解质因而常常有较强的负电荷性。
(2)
纳滤原理
与超滤及反渗透等膜分离过程一样,纳滤也是以压力差为推动力的膜分离过程,是一个不可逆过程。其分离机制可以运用电荷模型(空间电荷模型和固定电荷模型)、细孔模型以及近年来才提出的静电排斥和立体阻碍模型等来描述。与其他膜分离过程比较,纳滤的一个优点是能截留透过超滤膜的小分子量的有机物,又能透析反渗透膜所截留的部分无机盐——也就是能使“浓缩”与脱盐同步进行。
4. 纳滤水处理设备的特征
作为一种新型分离技术,纳滤膜在其分离应用中表现出下列三个显著特征:一是其截留版分子量介于反渗透膜和超滤膜权之间,为 200 ~ 2000 ;二是纳滤膜对无机盐有一定的截留率,因为它的表面分离层是由聚电解质所构成,对离子有静电相互作用。三是超低压大通量,即在超低压下( 0.1Mpa )仍能工作,并有较大的通量。
从结构上来看纳滤膜大都是复合型膜,即膜的表面分离层和它的支撑层的化学组成不同。根据其第一个特征推测纳滤膜的表面分离层可能拥有 1nm 左右的微孔结构,故被称之为 “ 纳滤 ” 。
纳滤膜对小分子量有机物和盐类的分离有很好的效果。其分离过程无任何化学反应,无需加热,无相变化,不影响分离物质的生物活性、风味和香气等,并具有节能、无公害特点
用纳滤膜与生化反应器耦合在一起,开发的膜生化反应器,可以用膜分离产物,底物和酶则被截留,通过不断添加底物,即可以达到反复利用酶并得到高产率生化产品的目的。
5. 纳滤膜分离设备清洗时有哪些注意事项
纳滤膜清洗时的注意事项
1、纳滤膜清洗后产水量不能恢复到百分之百
一般来说,纳滤膜在进行离线清洗之后,大部分膜会恢复到开始的性能。
2、纳滤膜将脱盐率提高到一定程度
根据膜元件受到的不同污染来进行最终判断,对于污染来说,如果没有损害脱盐层,就不会达到一定状态。
3、清洗要有专业人员到场
事实上,在现场进行离线清洗主要是避免出现膜元件不足的现象,而且还要很好的保证纳滤膜的清洗效率。
6. 实验室用纳滤膜分离可以吗
纳滤膜具有较好的分离过滤性能,其过滤精度相对较高,且适应性较强,因而在各个行业都已经得到了很好的应用。
7. 纯净水处理设备
纯净水设备工艺流程:
1.原水 → 原水箱 → 原水泵 →多介质过滤器 (石英砂过滤器)→活性炭过滤器 →软水处理器 → 精密过滤器 → 高压泵 → 一级反渗透(RO)装置 → 纯净水箱 → 高压泵→二级反渗透→紫外线杀菌装置 → 用水点
2.原水→原水箱→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→高压泵→一级反渗透设备→纯水箱→纯水泵→用水点(出水电导率:≦10us/cm)
3.原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→一级高压泵→第一级反渗透→二级高压泵→第二级反渗透(反渗透膜表面带正电荷)→纯水箱→纯水泵→用水点(出水电导率:≦2us/cm)
纯净水设备主要工艺流程说明
1、原水罐(可选)
储存原水,用于沉淀水中的大泥沙颗粒及其它可沉淀物质。同时缓冲原水管中水压不稳定对水处理系统造成的冲击。(如水压过低或过高引起的压力传感的反应)。
2、原水泵
恒定系统供水压力,稳定供水量。
3、多介质过滤器
采用多次过滤层的过滤器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质,可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量,延长设备的使用寿命。
4、活性炭过滤器
系统采用果壳活性炭过滤器,活性炭不但可吸附电解质离子,还可进行离子交换吸附。经活性炭吸附还可使高锰酸钾耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由于吸附作用使表面被吸附复制的浓度增加,因而还起到催化作用、去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余氯值及农药污染物和除去水中的三卤化物(THM)以及其它的污染物。富涞纯净水设备。可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量,延长设备的使用寿命。同时,设备具有自我维护系统,运行费用很低。
5、离子软化系统/加药系统
RO装置为了溶解固体形物的浓缩排放和淡水的利用,为防止浓水端特别是RO装置最后一根膜组件浓水侧出现CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4,SrSO4,SiSO4的浓度积大于其平衡溶解度常数而结晶析出,损坏膜原件的应有特性,富涞单级反渗透纯净水生产设备。在进入反渗透膜组件之前,应使用离子软化装置或投放适量的阻垢剂阻止碳酸盐,SiO2,硫酸盐的晶体析出。
6、精密过滤器
采用精密过滤器对进水中残留的悬浮物、非曲直粒物及胶体等物质去除,使RO系统等后续设备运行更安全、更可靠。滤芯为5um熔喷滤芯、目的防止上级过滤单元,漏掉的大于5um的杂质除去。防止进入反渗透装置损坏膜的表面,从而损坏膜的脱盐性能。
7、反渗透系统
反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般是水)通过反渗透膜(或称半透膜)而分离出来,因为这个过程和自然渗透的方向相反,因此称为反渗透。
反渗透法能适应各类含盐量的原水,尤其是在高含盐量的水处理工程中,能获得很好的技术经济效益。沈阳富涞纯净水灌装生产线。反渗透法的脱盐率提高,回收率高,运行稳定,占地面积小,操作简便,反渗透设备在除盐的同时,也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除。
8、臭氧杀菌器(可选)
杀灭由二次污染产生的细菌彻底保证成品水的卫生指标。
8. 纳滤水处理设备的工艺流程
1. 原水罐 (可选)
储存原水,用于沉淀水中的大泥沙颗粒及其它可沉淀物质。同时缓冲原水管中水压不稳定对水处理系统造成的冲击。(如水压过低或过高引起的压力传感的反应)。
2.增压泵
恒定系统供水压力,稳定供水量。
3.多介质过滤器
采用多次过滤层的过滤器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质,可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量,延长设备的使用寿命。同时,设备具有自我维护系统,运行费用很低。
4.活性炭过滤器
系统采用果壳活性炭过滤器,活性炭不但可吸附电解质离子,还可进行离子交换吸附。经活性炭吸附还可使高锰酸钾耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由于吸附作用使表面被吸附复制的浓度增加,因而还起到催化作用、去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余氯值及农药污染物和除去水中的三卤化物(THM)以及其它的污染物。
5.离子软化系统/加药系统
为防止浓水端特别是纳滤装置最后一根膜组件浓水侧出现CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4, SrSO4, SiSO4的浓度积大于其平衡溶解度常数而结晶析出,损坏膜原件的应有特性 ,在进入膜组件之前,应使用离子软化装置或投放适量的阻垢剂阻止碳酸盐, SiO2,硫酸盐的晶体析出.
6.精密过滤器
采用精密过滤器对进水中残留的悬浮物、非曲直粒物及胶体等物质去除,使RO系统等后
续设备运行更安全、更可靠。滤芯为5um熔喷滤芯、目的防止上级过滤单元,漏掉的大于5um的杂质除去。防止进入反渗透装置损坏膜的表面,从而损坏膜的脱盐性能。
7.高压泵
采用立式多级不锈钢离心高压泵,这是 主机的一个重要组件,它的作用是给纳滤膜输送一定数量一定压力的水源。其品质的好坏对整机的影响很大。使用中应保证不得空转,不得长期超负荷运行,经常按要求排除空气,应保证电器部件的干燥。
8.纳滤主机
纳滤主机运用泵的压力使溶液中的溶剂通过纳膜分离出来,将水中有害物质去除,也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除,同时保留部分微量元素。
9.储水箱
储存纳滤主机制备的成品水。
10.臭氧杀菌器(可选)
杀灭由二次污染产生的细菌彻底保证成品水的卫生指标。
产品型号 型号 产水量
(m/H) 电机功率
(KW) 入口管径
(inch) 外型净尺寸
(mm) 主机运输重量(Kg) YS-NF -0.5 0.5 1.50 3/4 500×664×1550 140 YS-NF -1 1 2.20 1 1600×700×1550 250 YS-NF -2 2 4.00 1 2500×700×1550 360 YS-NF -3 3 4.00 1.5 2500×900×1550 560 YS-NF -5 5 8.50 2 2500×664×1550 600 YS-NF -8 8 10.00 2 3600×800×1550 750 YS-NF -10 10 11.00 2 3600×800×1550 800 YS-NF -15 15 16.00 2.5 4600×800×1550 840 YS-NF -20 20 22.00 2.5 4600×1000×1550 1540 YS-NF -30 30 37.00 3 6600×1000×1600 2210 YS-NF -40 40 45.00 4 6600×1000×1600 2370 YS-NF -50 50 55.00 5 6600×1625×2000 3500 YS-NF -60 60 75.00 6 6600×1625×2000 3950 YS-NF -80 80 90.00 8 6600×1800×2000 4500 YS-NF -100 100 110.00 10 6600×2200×2000 5700
9. 纳滤膜操作压力一般为多少
在纳滤过程中操作压力一般低于1.0兆帕,故也称为低压渗透。操作压力降低则意味着对系统动力设备要求的降低,这对于降低整个分离系统的设备投资是有利的。
10. 纳滤膜分离技术可以适用于实验室
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,你可以根据自己实验需求,来应用纳滤膜分离技术