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反滲透膜截留率怎麼算

發布時間:2024-10-05 11:56:34

反滲透法的特性

反滲透方法可以從水中除去90 %以上的溶解性鹽類和99 %以上的膠體微生物及有機物等。尤其以風能、太陽能作動力的反滲透凈化苦鹹水裝置,是解決無電和常規能源短缺地區人們生活用水問題的既經濟又可靠的途徑。反滲透淡化法不僅適用於海水淡化,也適合於苦鹹水淡化。現有的淡化法中,反滲透淡化法是最經濟的,它甚至已經超過電滲析淡化法。由於反滲透過程的推動力是壓力,過程中沒有發生相變化,膜僅起著「篩分」的作用,因此反滲透分離過程所需能耗較低。在現有海水和苦鹹水淡化中,反滲透法是最節能的。反滲透膜分離的特點是它的「廣譜」分離,即它不但可以脫除水中的各種離子,而且可以脫除比離子大的微粒,如大部分的有機物、膠體、病毒、細菌、懸浮物等,故反滲透分離法又有廣譜分離法之稱。 與其他水處理方法相比具有無相態變化、常溫操作、設備簡單、效益高、佔地少、操作方便、能量消耗少、適應范圍廣、自動化程度高和出水質量好等優點。反滲透法脫鹽率及產水純凈程度都比電滲析法高,出水水質優於我國《生活飲用水衛生標准》,對高氟低礦化度苦鹹水通過反滲透法淡化,出水水質可達到我國《飲用純凈水衛生標准》。有資料表明,反滲透法淡化苦鹹水的能耗———電耗、水耗均低於電滲析法,而且反滲透法設備結構緊湊、佔地面積小、運行效果穩定可靠、符合「清潔生產」要求,反滲透法是較其他方法更為合理、有效的苦鹹水淡化方法。
採用反滲透法對不同含鹽量的苦鹹水進行脫鹽淡化,淡化過程中,系統運行穩定。系統的脫鹽率達96 %以上,淡化水水質達到國家生活飲用水標准。反滲透系統苦鹹水淡化裝置具有較強的適應性,可根據原水的水質情況,調整運行參數來實現對不同含鹽量的苦鹹水連續進行處理。該裝置高度集成化,可望成為定型的成套設備。 在水處理方面使用反滲透技術在全世界的公認度:
1、Harvard美國哈佛大學醫學院檢驗合格。
2、美國國家衛生試驗所檢驗標准。
National Sanitation Foundation Testing Laboratory Seal
3、美國LOMA LINDA大學醫學院檢驗合格。
4、美國加洲ORANGE COUNTY自來水管理局獎賞。
5、Dr.T.C.McDANIEL美國醫學學會推薦。
6、Wcts檢驗合格。
7、CCEL檢驗超標准。
8、NASA美國太空總署採用太空梭裝備。
9、Coca cola(可口可樂)公司採用。
10、美國海軍採用使海水變淡水。 給水預處理對反滲透法安全運行是至關重要的。無論地表水或地下水,都含有一些可溶或不可溶的有機物和無機物。雖然反滲透能截留這些物質,但反滲透主要是用來脫鹽。如果反滲透給水中含有過多的濁度、懸浮物質,這些物質將會淤積在膜表面上,此外還可使水中硬度過高而結垢,這些將使流道堵塞,造成膜組件壓差增大、產水量和脫鹽率下降,甚至使膜組件報廢的嚴重結果。另外不同膜材料具有不同的化學穩定性,它們對p H、余氯、溫度、細菌、某些化學物質等的穩定性也有很大的影響,對給水預處理的要求也不同。一般來講,膜組件生產廠商均會提出給水水質指標。這些指標包括:
(1) 淤泥密度指數( S D I) 。該指數能較好地反映給水中膠體、濁度和懸浮物的含量,給水預處理後, S D I 越低對膜組件的使用年限越長, 一般要求S D I ≤4 。降低給水中的S D I ,可採取絮凝、沉澱、過濾等方法。
(2) p H。復合膜耐p H 范圍較寬(2~11) ,而三醋酸纖維素耐p H 范圍較窄(3~8) ,超過規定范圍膜易水解。調節p H 的另一個目的是降低給水中的鹼度。
(3)鹼度。鹼度是度量水樣中和酸的能力,能與酸中和的物質是氫氧根離子、碳酸鹽、碳酸氫鹽、硅酸鹽和磷酸鹽等,鹼度與氫氧化物和碳酸鹽結垢有密切關系。鹼度過高就必須用酸中和加以破壞。
(4) 溫度。不同膜材料的耐溫能力有所不同。如復合膜耐溫可高達45 ℃,而三醋酸纖維膜則不能超過35 ℃,水溫度過高還會增加膜的壓密性,膜組件產水量會大大下降。此外較高的水溫( 超過25 ℃) 會加速細菌的繁殖,這時更要注意滅菌措施。
(5) 鐵錳的含量。鐵、錳易造成膜面上污垢的沉積。
(6) 硫酸鹽。硫酸鹽(如CaSO4 ) 不易清除,當硫酸鹽和鈣、鎂含量較高時,必須注意加防垢劑,嚴格控制水的回收率。
(7) 硬度。硬度主要指鈣離子和鎂離子的含量,它是碳酸鹽垢和硫酸鹽垢的主要成分。通過計算水中Lange2lier 飽和指數、Stiff 和Davis穩定指數可判斷結垢的趨勢。
(8)余氯。加氯滅菌也是反滲透淡化過程中不可少的過程,但不同膜材料的耐氯性有很大的差別。三醋酸纖維素耐氯性能較好,可耐1. 0 mg/ L 的余氯,而復合膜則只能在低於0. 1 mg/ L 下運行。通過加入亞硫酸氫鈉可以降低余氯。
(9)總有機碳( TOC) 。TOC 過多可能引起微生物的污染,特別是經過殺菌消毒過程,如水溫較高,消毒分解的有機物,正是細菌的餌料,以致殘存的細菌繁殖更快,醋酸纖維素膜對此非常敏感。降低給水中的TOC ,可通過活性碳吸附。 雖然反滲透系統運行已證明是可靠的,但產生的故障報道也不少,如給水預處理不當、沒有按規定控制各種運行參數,均系操作不當引起。因此,反滲透淡化系統安全運行必須注意以下問題:
(1) 定期測試S D I 指數。S D I 過高,會造成膜組件的不可逆污染,縮短組件的壽命。
(2) 控制回收率。回收率過高,一方面使難溶鹽的組分超過溶度積而結垢,另一方面組件里的濃水流速過低,易於產生濃差極化引起結垢,同時不利於把水中膠體、懸浮物等排出。
(3) 注意膜組件的壓差。膜組件的初期壓差是很小的,如若壓差增大較快,預示膜組件被污染或結垢,必須查出原因,並予以糾正。
(4) 注意產水量和脫鹽率的變化,通常與壓差變化同時出現。如在短時間內,產水量和脫鹽率明顯變化,必須檢查預處理系統運行是否正常,如加葯量是否合適、過濾器是否漏砂等。 (1)反滲透系統對二價及多價陽陰離子的截留效果高於單價離子(表1) 。
表1 陰、陽離子截留率( %)
陽離子陰離子
Fe3 + Ca2 + Mg2 + K+ Na + SO2 -4 Cl - F - HCO -3
100. 0 98. 8 99. 5 98. 5 96. 5 98. 4 96. 4 96. 0 94. 7
(2 )反滲透系統對水質極差的SO4 ·Cl2Na ·Mg型和SO4 ·Cl2Na 型苦鹹水中的溶解性總固體、總硬度、鐵、錳、鈣、鎂、鉀、鈉、硫酸鹽、氯化物、二氧化硅等無機鹽的去除率為96 %~100 %;總硬度、氯化物、硫酸鹽、溶解性固體等指標去除率大於 98 % ,出水水質優於國家和國際水質標准.
(3)反滲透系統對人體健康危害較大的氟化物去除率為96 % ,六價鉻去除率為92. 5 %。
(4)反滲透系統對污染性及毒理學指標、耗氧量、N H32N、NO22N 、NO32N、砷去除率40 %~83 %,低於上述無機鹽類去除率,但原水中污染性指標含量相對較低,40 %~83 %的去除率完全可以滿足生活飲用水衛生標准要求。
(5) 苦鹹水中,微生物含量在地表水、地下水中差異較大,反滲透系統對細菌總數檢測的去除率從44. 6 %提高到93. 2 % ,去除效果明顯。
(6) 原水中毒理學指標及部分理化指標如銅、鋅、鉛、鉻、鎘、銀、汞、硒、氰、揮發酚類、三氯甲烷、四氯化碳、苯並(a) 芘、滴滴涕、六六六含量均較低,大都低於檢驗方法的檢出下限,不做加標檢驗,難以從運行水質指標中確定反滲透器對它們的去除效果,但根據中國預防醫學科學院環境衛生監測所1997年7 月對一些反滲透裝置加標檢驗報告來看,上述指標的去除率絕大部分達到100 %。 鍋爐補給水、除鹽水設備------各種蒸汽鍋爐、火力發電廠、熱水爐、石化熱力鍋爐等補給水。
中水、廢水回用設備------石油化工、鋼鐵、市政、紡織印染等工業領域的中水、廢水回用。
電子工業用超純水設備------單晶硅、半導體晶片切割製造、半導體晶元、半導體封裝、引線框架、集成電路、液晶顯示器、導電玻璃、顯像管、線路板、光通信、電腦元件、電容器潔凈產品及各種元器件等生產工藝用純水。
一般工業用純水設備-----鍍膜玻璃、電鍍、表面塗裝、紡織印染、工業配液、工業產品清洗等用水。
生物醫葯行業用純水設備-----針劑、粉針劑、大輸液、生化製品用水、醫用無菌水、口服液等符合GMP標准。
精細化工行業用純水設備------化工工藝用水、化學葯劑、化妝品等用純水。
飲料、食品行業水處理設備---飲用純凈水、蒸餾水、礦泉水、天然水、礦化水、啤酒生產用水、白酒勾兌用純水。
苦鹹水淡化、海水淡化設備。
膜分離設備--葯物分離、回收、濃縮、提純設備。
生活飲用水處理、賓館、樓宇、社區優質供水設備、直飲水工程。

Ⅱ 家裡用的沁園反滲透凈水機,現在純水跟廢水比例是1:2,夏季1:1,這是什麼原因,

水的流量因為溫度的關系會導致變化,其實不止是廢水比的變化,其實只要注意一下會發現夏天制水量會比冬天相對來說比較快。雖然有泵在加壓,但是也避免不了這種尷尬的問題。所以在RO反滲透加壓技術中,有一些廠家會根據溫度的變化,改變泵的電壓,強制使泵打得壓力跟著溫度得變化來,這樣才能保證RO膜上得壓力,保證制水的效率、流量和質量。
但是就家用的凈水器來說就比較簡單了。反正供到泵上的都使24DCV永遠都不變,就會造成溫度差異導致流量的變化。
通常來說判斷RO反滲透的更換的參數除了電導率值外還要看截留率,產水等各種參數綜合判斷。但是家用產品比較簡單,這些數據沒法測得,再加上個人的專業知識不夠的情況下,為了通俗易懂,簡單的說一下更換家用凈水器RO反滲透的原則(以下僅僅只是個人的觀點):1.水質情況用電導率筆測的值大於30us,就說明需要更換了,2.其次當產水量相比之前的流量太小,無法滿足使用的情況時就需要更換,其次流量的判斷何為太小,通常來說ro反滲透都是有大小的,一般的家用機使用的是100GPD的膜(當然使用其他的膜也有,但是更換的時候不能隨意改變膜的大小),這個意思就是24小時產水量為100加侖,按照換算(100*3.785)/24=15.77L/h,也就是說一般為每小時產16升,如果太過於低了,低於各6,7升左右都可以更換。通常來說雖然是16升/h的膜,但是上新膜的時候往往流量不一定能夠達到的,能夠達到13,14升其實也挺不錯了,冬天差不多也就是10升左右點(造成這個的原因太多,不一一解釋),隨著時間的推移只會越來越慢。3.根據時間來換,最簡單的方法就是根據時間來更換最為簡單,提前更換,在水質還未惡化就提前更換是最能夠保證的,通常來說1年更換, 超期不要到1年半,是最能夠保證的。

Ⅲ ro反滲透膜原理

ro反滲透膜的原理是:基於滲透作用和過濾作用。

RO反滲透膜是一種具有選擇性分離功能的半透膜,廣泛應用於水處理、廢水回收和溶液濃縮等領域。滲透作用是指當兩種不同濃度的溶液通過半透膜分隔時,溶劑會從濃度較低的一側向濃度較高的一側自發擴散。

這一過程依賴於半透膜的選擇性分離功能,使溶劑分子通過,而阻止溶質分子通過。過濾作用則是指在壓力驅動下,溶液中的懸浮物、膠體等大分子物質被半透膜的微孔截留,從而實現對溶液的凈化。

RO反滲透膜的主要性能指標包括水通量、脫鹽率、截留率等。水通量指單位時間內通過半透膜的水量,脫鹽率指半透膜對鹽分的去除能力,截留率則表示半透膜對溶質的選擇性分離效果。

在RO反滲透系統中,主要部件包括進水端、濃水端和預處理設施等。進水端負責將原水引入半透膜,濃水端則將處理後的濃水排出,預處理設施則用於去除原水中的懸浮物、膠體等大分子物質,以保護半透膜不被堵塞。

RO反滲透膜的特點:

1、受pH值、溫度等因素的影響:RO反滲透膜的性能會受到pH值、溫度等因素的影響,因此在實際應用中,需要根據具體情況進行調整,以保證其高效穩定的運行。

2、高機械強度和使用壽命:RO反滲透膜具有較高的機械強度,能夠在高壓環境下保持穩定的工作狀態,同時其使用壽命長,能夠長期使用,降低運行成本。

3、低操作壓力:RO反滲透膜可以在較低的操作壓力下發揮功能,這使得其在節能方面具有顯著的優勢。

4、耐化學和生化作用的影響:RO反滲透膜能夠耐受化學或生化作用的影響,這使得其在處理含有各種雜質的污水時具有廣泛的應用前景。

以上內容參考:網路-RO膜

Ⅳ 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

[1] 許振良. 膜法水處理技術. 北京:化學工業出版社,2001 :1~2

[2] Wang X L et al. Electrolyte transport through nanofiltration membranes by the space-charge model and the parison with Teorell-Meyer-Siever model. Journal of Membrane Science. 1995,103:117~133

[3] Nakao. S.,Kimura S. Models Transport Phenomena and Their Applications for Ultrafiltration Data. Journal of Chemical Engineering of Japan. 1982(15):200~204。

Ⅳ 反滲透膜的截留率怎麼算

進水電導率減去出水電導率在除以進水電導率

Ⅵ 納濾膜 產水量多少一般選 陶氏,海德能的

應用納濾膜對溶液來中的自溶質進行分離時,它的截留率會受到一些因素的影響,從而呈現出不同的變化規律,對這個規律進行詳細的了解有利於更好的應用納濾膜的分離性能。
這里我們將主要針對納濾膜在對溶液進行分離的過程中,其根據處理溶質的不同所呈現的一些變化規律做以下詳細介紹:
一、若保持系統的壓力恆定,那麼納濾膜的截留率將會隨著溶液濃度的增加而降低。

二、這種膜的截留率與溶質的摩爾質量變化成正比,當摩爾質量減少時,那麼截留率也將隨之降低。
三、如果溶液的濃度保持恆定時,那麼膜的截留率將同其兩側壓差變化形成正比,壓差降低將導致截留率也隨之下降。
四、對於溶液中一些常見的陰離子,膜的截留率將按照硝酸根離子、氯離子、氫氧離子、硫酸離子的順序依次升高。
五、對於溶液中一些常見的陽離子,膜的截留率將按照氫離子、鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子、銅離子的順序依次升高。

Ⅶ 膜技術的膜分離

膜是一種起分子級分離過濾作用的介質,當溶液或混和氣體與膜接觸時,在壓力下,或電場作用下,或溫差作用下,某些物質可以透過膜,而另些物質則被選擇性的攔截,從而使溶液中不同組分,或混和氣體的不同組分被分離,它與傳統過濾的不同在於,膜可以在分子范圍內進行分離,並且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要是陶瓷膜和金屬膜,其過濾精度較低,選擇性較小。有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚醯胺、聚醚碸、聚氟聚合物等等。錯流膜工藝中各種膜的分離與截留性能以膜的孔徑和截留分子量來加以區別,下圖簡單示意了四種不同的膜分離過程:(箭頭反射表示該物質無法透過膜而被截留): 微濾(MF) 又稱微孔過濾,它屬於精密過濾,其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材質分為有機和無機兩大類,有機聚合物有醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚碸、聚醯胺等。無機膜材料有陶瓷和金屬等。鑒於微孔濾膜的分離特徵,微孔濾膜的應用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其他污染物,以達到凈化、分離、濃縮的目的。
對於微濾而言,膜的截留特性是以膜的孔徑來表徵,通常孔徑范圍在0.1~1微米,故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進行分離。可作為一般料液的澄清、保安過濾、空氣除菌。 超濾(UF) 是介於微濾和納濾之間的一種膜過程,膜孔徑在0.05μm至1000μm之間。超濾是一種能夠將溶液進行凈化、分離、濃縮的膜分離技術,超濾過程通常可以理解成與膜孔徑大小相關的篩分過程。以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當水流過膜表面時,只允許水及比膜孔徑小的小分子物質通過,達到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。
對於超濾而言,膜的截留特性是以對標准有機物的截留分子量來表徵,通常截留分子量范圍在1000~300000,故超濾膜能對大分子有機物(如蛋白質、細菌)、膠體、懸浮固體等進行分離,廣泛應用於料液的澄清、大分子有機物的分離純化、除熱源。
既可除去水中病菌、病毒、熱源、膠體、COD等有害物質,又可透析對人體有益的無機鹽,已廣泛應用於牛奶脫脂、果汁濃縮、黃酒純化、白酒陳化、啤酒除菌、味精提純 、蔗糠脫色、氨基酸濃縮、醬油除菌等生產中,而且還廣泛應用於醫療針劑水、輸液水、洗瓶水、外科手術洗潔水的制備。因其克服了蒸餾水中含有細菌屍體的缺點,且具有生物活性,所以更有利於病人恢復健康而備受醫學界推崇。
富氧膜以其分離氣體的特殊功能,產生富氧空氣,目前廣泛應用於醫院、養魚場、工業發酵與氧化等場所,尤其在高山缺氧地區特別需要。 膜技術正在把我們的生活帶入一個更新的時代。 濃縮提純技術---納濾膜技術。納濾(NF) 是介於超濾與反滲透之間的一種膜分離技術, 其截留分子量在80~1000的范圍內,孔徑為幾納米,因此稱納濾。基於納濾分離技術的優越特性,其在制葯、生物化工、 食品工業等諸多領域顯示出廣闊的應用前景。
對於納濾而言,膜的截留特性是以對標准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表徵,通常截留率范圍在60~90%,相應截留分子量范圍在100~1000,故納濾膜能對小分子有機物等與水、無機鹽進行分離,實現脫鹽與濃縮的同時進行。
濃縮提純工藝上主要採用截留分子量在100~1000Dal的納濾膜。納濾膜對二價離子,功能性糖類,小分子色素,多肽,頭孢菌素等物質的截留性高於98%,而對一些單價離子,小分子酸鹼,醇等有30-50%的透過性能,常用於溶質的分級,溶液中低分子物質的洗脫和離子組分的調整,溶液體系的濃縮等流體物質的分離、精製、濃縮、脫鹽等工藝過程中。比如結晶母液的回收,樹脂解析液的濃縮,熱敏性物質的濃縮純化等。
納濾膜分離技術常被用於取代傳統的冷凍乾燥、薄膜蒸發、離子交換除鹽、樹脂工藝濃縮、中和等工藝過程。
濃縮提出技術可採用的膜組件主要有:卷式膜,管式膜,中空纖維膜。
採用納濾膜分離技術濃縮提純的優點:
1. 濃縮純化過程在常溫下進行,無相變,無化學反應,不帶入其他雜質及造成產品的分解變性,特別適合於熱敏性物質。
2. 可脫除產品的鹽分,減少產品灰分,提高產品純度,相對於溶劑脫鹽,不僅產品品質更好,且收率還能有所提高。
3. 工藝過程收率高,損失少4. 可回收溶液中的酸,鹼,醇等有效物質,實現資源的循環利用
5. 設備結構簡介緊湊,佔地面積小,能耗低
6. 操作簡便,可實現自動化作業,穩定性好,維護方便。 反滲透(RO) 是利用反滲透膜只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質或小分子物質的選擇透過性,以膜兩側靜壓為推動力,而實現的對液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術的一個重要組成部分,因具有產水水質高、運行成本低、無污染、操作方便運行可靠等諸多優點 ,而成為海水和苦鹹水淡化,以及純水制備的最節能、最簡便的技術.目前已廣泛應用於醫葯、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業。反滲透技術已成為現代工業中首選的水處理技術。
反滲透的截留對象是所有的離子,僅讓水透過膜,對NaCl的截留率在98%以上,出水為無離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機物、細菌、膠體粒子、發熱物質,也即能截留所有的離子,在生產純凈水、軟化水、無離子水、產品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經應用廣泛。 基本流程
由於膜分離過程是一種純物理過程,具有無相變化,節能、體積小、可拆分等特點,使膜廣泛應用在發酵、制葯、植物提取、化工、水處理工藝過程及環保行業中。對不同組成的有機物,根據有機物的分子量,選擇不同的膜,選擇合適的膜工藝,從而達到最好的膜通量和截留率,進而提高生產收率、減少投資規模和運行成本。

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