❶ 什麼是納濾
納濾是一種獨特的壓力驅動膜分離技術,它介於反滲透和超濾之間,以其孔徑在納米級別(nf)而得名。這一技術起源於70年代末,由J.E. Cadotte的NS-300膜研究推動,隨後發展迅速,80年代中期開始商品化。納濾膜主要源自反滲透膜,如Ca、CTA膜、芳族聚醯胺復合膜和磺化聚醚碸膜,但其操作壓力相對較低,被稱為「低壓反滲透」或「疏鬆反滲透」。
納濾分離技術的工作原理類似於機械篩分,其關鍵在於納濾膜具有電荷特性,這使得它在低壓力下仍能高效去除鹽分和分離大分子量在數百的物質。它在電子、食品和醫葯等領域廣泛應用,如超純水制備、果汁濃縮、抗生素純化、乳清蛋白濃縮,甚至與生化反應器結合等。
相較於超濾或反滲透,納濾對單價離子和小分子的截留效果較差,但對於二價或多價離子及分子量200至500的有機物有較高的脫除效率。納濾在水處理中常用於軟化、凈化,以及分離、分級和濃縮特定物質,如染料、抗生素、多肽和多糖等。在環保和資源回收方面,納濾技術也被用於廢水處理中的有價物質回收,如乳清廢液中的低聚糖和亞硫酸鈣廢液中的糖分回收。
❷ 膜分離實驗設備原理
膜分離的原理是什麼
?
何為納濾膜?
答:納濾膜的透過物大小在
1
-
10nm
,科學家們推版測權納濾膜表面分離層可能擁有納米級
(
10nm
以下)的孔結構,故習慣上稱之為
"
納濾膜
"
又叫
"
納米膜
"
、
"
納米管
"
。
納濾膜凈化原理?
答:(
1
)溶解
--
擴散原理:滲透物溶解在膜中,並沿著它的推動力梯度擴散傳遞,在膜的
表面形成物相之間的化學平衡,傳遞的形式是:能量
=
濃度
o
淌度
o
推動力,使得一種物質
通過膜的時候必須克服滲透壓力。
(
2
)電效應:納濾膜與電解質離子間形成靜電作用,電解質鹽離子的電荷強度不同,造成
膜對離子的截留率有差異,在含有不同價態離子的多元體系中,由於道南(
DONNAN
)效
應,使得膜對不同離子的選擇性不一樣,不同的離子通過膜的比例也不相同。
道南平衡:
當把荷電膜置於鹽溶液中會發生動力學平衡。
膜相中的反離子濃度比主體溶液中
的離子濃度高而同性離子的濃度低,
從而在主體溶液中產生道南能位勢,
該能位勢阻止了反
離子從膜相向主體溶液的擴散和同性離子從主體溶液向膜的擴散。
當壓力梯度驅動水通過膜
進同樣會產生一個能位勢,
道南能位勢排斥同性離子進入膜,
同時保持電中性,
反離子也被
排斥。
❸ 納濾膜對離子分離技術的操作條件具體分析
納濾膜對離子的截留率受到共離子的強烈影響,對同一種膜在分離同種離子並在該離子濃度恆定條件下,共離子價數相等,共離子半徑越小,膜對該離子的截留率越小,共離子價數越高,膜對該離子的截留率越高。納濾膜對二價離子的截留率較一價離子截留率高得多,主要是由於離子半徑和靜電斥力作用影響造成的。
一、陶氏膜組件操作條件
納濾膜的分離性能有直接影響,操作壓力的提高可提高水通量和脫鹽率,回收率的提高可降低水通量和脫鹽率,料液速率的提高可提高水通量和脫鹽率。納濾膜的耐壓密性好,水通量和截留率隨操作時間延長基本不變,對分子量數百的有機小分子和高價離子有較高的脫除率。
二、陶氏納濾膜元件其它條件
由於道南離子效應的影響、物料的荷電性、離子價數、離子濃度、溶液pH值等對納濾膜的分離效率有一定的影響。
三、納濾膜分離技術具有的典型特徵:
一是截留分子量為200 ~2000Da,其值介於反滲透和超濾之間。
二是納濾膜表面分離層通常帶有電荷,對不同價態的離子具有道南效應,其分離性能具有離子選擇性。
陶氏DOW納濾膜技術以其獨特的分離性能在許多領域中佔有不可替代的地位。目前,國內關於納濾技術的研究多在膜材料、膜結構及分離機理領域,納濾膜元件的運行特性包括測試特性與運行特性兩個方面。測試特性系指特定運行條件下膜元件的運行參數,例如特定給水含鹽量、給水溫度、膜通量及回收率條件下的膜元件工作壓力與透鹽率兩項指標。
❹ 在納濾(膜分離)過程中,Rejection是什麼意思說的詳細一些謝!
分類: 教育/科學 >> 科學技術 >> 工程技術科學
解析:
Rejection是指截留率
面向飲用水制備過程的納濾膜分離技術
Application of nanofiltration membranes to drinking water proction
<<膜科學與技術 >>2003年04期
王大新 , 王曉琳
納濾膜分離技術在飲用水制備方面具有獨特的作用,是制備優質飲用水的有效方法.依據電荷效應,納濾膜可以降低水質硬度,去除飲用水中對人體有害的硝酸鹽、砷、氟化物和重金屬等無機污染物;依據篩分效應,納濾膜可以有效地去除農葯殘留物、三氯甲烷及其中間體、激素以及天然有機物等有機污染物.文章詳細綜述了國內外納濾膜技術在飲用水制備中應用研究的最新進展,納濾膜對地表水或地下水中存在的各種無機、有機污染物的分離特性及飲用水制備過程中的納濾膜污染與防治對策.
膜分離技術處理電鍍廢水的實驗研究
慧聰網 2005年9月20日10時17分 信息來源:夏俊方 網友評論 0 條 進入論壇
由圖9可知,當壓力(ΔP)小於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)隨著壓力(ΔP)的增加而上升;當壓力(ΔP)大於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)隨著壓力(ΔP)增加而呈下降趨勢。這一現象的原因和納濾過程相似。當壓力(ΔP)小於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)的正向變化趨勢可和納濾過程作同樣的解釋。當壓力(ΔP)大於3.0 MPa時,Cu離子截留率(R1)的反向變化趨勢。這可能是由於壓力已經達到反滲透膜最佳運行壓力范圍的上限。此時,膜攔截溶質的能力已大為減弱,溶質開始大量透過膜片,導致其截留率呈下降趨勢。
由圖10可知,COD截留率(R2)隨著壓力(ΔP)的增加而上升。和Cu離子的上升變化趨勢的原因一樣,非平衡熱力學模型的Spiegler-Kedem方程能很好的解釋這一現象。
有一個問宴鄭爛題:Cu離子的截留率(R1)和COD的截留率(R2)變化曲線不同,COD曲線沒有下降趨勢。這可能是由於反滲透膜對COD分子和Cu離子的截留能力有所差異。當運行壓力(ΔP)大於3.0 MPa時,膜對Cu離子的截留能力已經下降了很多,而對COD分子的截留能力下降不大。但晌漏可以發現,COD曲線隨著壓力的增加,已逐漸趨於平緩,這說明膜對COD的截留能力也在下降。
壓力實驗表明:SE抗污染反滲透膜的最佳運行壓力為3.0 MPa。
3.2.2濃縮倍數(n)對反滲透膜分離性能的影響
反滲透實驗採用3.0 MPa的壓力運行。反滲透濃縮實驗料液為納濾過程濃縮10倍的濃縮液,體積50L。
反滲透濃縮試驗採用濃水迴流方式,即濃水迴流入料液桶。濃縮倍數是按照料液桶內剩餘料液的體積與原始料液的體積比來確定。例如,料液桶內還剩下1/10料液時,即為濃縮10倍,取樣測試。
濃縮倍數對反滲透膜分離性能的影響曲線如圖11、12、13所示。
由圖11可知,膜通量(Jw)隨著料液濃度(C)增加而降低。這一現象和納濾過程一樣,也可以根據優先吸附——毛細孔流模型來解釋。
由圖12可知,在濃縮兩倍之前,Cu離子截留率(R1)隨濃縮倍數(n)增大而上升,之後則開始呈下降趨勢。這一現象可根據細孔理論來解釋。細孔理論的依據有兩點:其一是膜截留溶質分子主要考慮篩分作用的機理;其二是視溶質分子叢敗為剛性球。反滲透過程截留溶質(中性分子和電解質)主要是依靠篩分機理,因此可以用細孔理論來解釋。細孔理論表明:膜對溶質溶液的截留率在一定濃度范圍內隨溶液濃度的變化不大,可視為不變。在本實驗中,濃縮兩倍的濃度可能還未超出細孔理論所限定的范圍,溶質濃度雖然增加,但還不能大量通過膜片,因此溶質的透過量變化不是很大。而同時,膜通量(Jw)在下降,但下降趨勢不是很大。綜合溶質透過量和膜通量兩方面的因素,Cu離子的截留率呈略微上升的趨勢。濃縮2倍以後,該濃度值可能已經超過細孔理論所限定的范圍,溶質濃度的進一步增加導致其透過膜片的量開始逐步增加,因而Cu的截留率(R1)會呈下降趨勢。
由圖13可知,在濃縮6倍之前,COD離子截留率(R2)隨濃縮倍數(n)增大而上升,之後則開始呈下降趨勢。這一現象的原因和Cu離子截留率變化的原因一樣。反滲透膜截留COD分子和Cu離子所依據的都是篩分原理,導致COD截留率在濃縮6倍時出現下降趨勢,可能是6倍濃度是超過細孔理論所限定范圍的臨界點。
表2 反滲透濃縮分離實驗數據表
項目濃度濃縮倍數 滲透液(mg/L) 濃縮液(mg/L) 截留率 膜通量(L/min)
Cu離子 COD Cu離子 COD Cu離子 COD
初 始 4.07 343 1478 2430 99.72% 85.88% 0.393
2 倍 6.06 552 2950 4375 99.79% 87.38% 0.346
4 倍 17.17 923 5889 8010 99.71% 88.48% 0.224
6 倍 47.78 1200 9183 11920 99.48% 90.16% 0.133
8 倍 121.49 4160 12216 15000 99.01% 72.27% 0.036
10 倍 220.45 5510 14325 17020 98.46% 67.63% 0.021
6.反滲透濃縮的實驗結果
反滲透濃縮實驗的目的是希望能夠盡可能的濃縮料液,本次實驗是在納濾濃縮的基礎上將料液再濃縮10倍,實驗數據如表2所示。
由表2可以知道,在初始狀態時,料液Cu離子濃度為1478mg/L,滲透液濃度為4.07mg/L;料液濃縮10倍後,其濃度達到14625mg/L,透過液濃度為220.45mg/L。
在初始狀態時,料液COD值為2430mg/L,滲透液濃度為343mg/L;濃縮10倍後,濃縮液COD為17020mg/L,滲透液濃度為5510mg/L。
4. 結論
通過實驗室規模的實驗,研究了不同壓力(ΔP)和濃縮倍數(n)條件下,納濾膜和反滲透膜的分離性能,得到如下結論:
1.在ΔP=1.5 MPa條件下進行濃縮,納濾膜可以使料液濃縮近10倍,料液體積濃縮為原來的1/10。納濾膜對Cu離子的截留率在96%以上,對COD的截留率在57%以上。隨著濃度的增加,納濾膜的截留率會降低。
2.在ΔP=3.0 MPa條件下進行濃縮,反滲透膜可以使料液濃縮近10倍,料液體積濃縮為原來的1/10。反滲透膜對Cu離子的截留率在98%以上,對COD的截留率在67%以上。隨著濃度的增加,反滲透膜的截留率會降低。
3.本實驗在濃縮過程中,沒有調整料液pH值。原因是pH值對膜分離性能確有影響,但在實際工程中調整pH值需要增加設備投資和運行費用。綜合權衡效果和投資這兩方面的影響,實際工程中一般不會調節對廢水pH值後再進行膜分離處理。
4.和反滲透階段相比,納濾階段的透過液濃度不是太高。因此,納濾階段的濃縮倍數應該還可以提高。
Research on The Treatment of Electroplating Rinsing Wastewater
with Separating Membrane
Xia junfang1,Gao qilin2
(1. Xia junfang, Shanghai Wantyeah Environment engineering CO.,Ltd )
(2.Cao haiyun )
Abstract In this article, the NF+RO system is used to condense the copper electroplating rinsing wastewater. The study show: In the NF phase, at the condition of that pressure(ΔP)=1.5 MPa , the wastewater can be condensed 10 times; The rejection for copper is above 96% and COD is above 57%. In the RO phase, at the condition of that pressure(ΔP)=3.0 MPa , the wastewater can be condensed 10 times; The rejection for copper is above 98% and COD is above 67%. When the the concentration of the wastewater increased, the rejection of NF and RO decreased.
Key words: Membrane separating, Nanofiltration, Reverse O *** osis, Condense,
Electroplating Wastewater
參考文獻
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❺ 卷式納濾膜對離子分離的操作條件是什麼
納濾膜對離子的截留率受到共離子的強烈影響,
對同一種膜在分離同種離子並在該離子濃度恆定條件下,共離子價數相等,共離子半徑越小,膜對該離子的截留率越小,共離子價數越高,膜對該離子的截留率越高。
納濾膜對二價離子的截留率較一價離子截留率高得多,
主要是由於離子半徑和靜電斥力作用影響造成的由於道南離子效應的影響、物料的荷電性、離子價數、離子濃度、溶液pH值等對納濾膜的分離效率有一定的影響。