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纳滤不去除一价离子

发布时间:2024-11-04 13:03:07

纳滤膜对离子分离技术的操作条件具体分析

纳滤膜对离子的截留率受到共离子的强烈影响,对同一种膜在分离同种离子并在该离子浓度恒定条件下,共离子价数相等,共离子半径越小,膜对该离子的截留率越小,共离子价数越高,膜对该离子的截留率越高。纳滤膜对二价离子的截留率较一价离子截留率高得多,主要是由于离子半径和静电斥力作用影响造成的。

一、陶氏膜组件操作条件

纳滤膜的分离性能有直接影响,操作压力的提高可提高水通量和脱盐率,回收率的提高可降低水通量和脱盐率,料液速率的提高可提高水通量和脱盐率。纳滤膜的耐压密性好,水通量和截留率随操作时间延长基本不变,对分子量数百的有机小分子和高价离子有较高的脱除率。

二、陶氏纳滤膜元件其它条件

由于道南离子效应的影响、物料的荷电性、离子价数、离子浓度、溶液pH值等对纳滤膜的分离效率有一定的影响。

三、纳滤膜分离技术具有的典型特征:

一是截留分子量为200 ~2000Da,其值介于反渗透超滤之间。

二是纳滤膜表面分离层通常带有电荷,对不同价态的离子具有道南效应,其分离性能具有离子选择性。

陶氏DOW纳滤膜技术以其独特的分离性能在许多领域中占有不可替代的地位。目前,国内关于纳滤技术的研究多在膜材料、膜结构及分离机理领域,纳滤膜元件的运行特性包括测试特性与运行特性两个方面。测试特性系指特定运行条件下膜元件的运行参数,例如特定给水含盐量、给水温度、膜通量及回收率条件下的膜元件工作压力与透盐率两项指标。

⑵ 纳滤的原理

纳滤膜是荷电膜,能进行电性吸附。在相同的水质及环境下制水,纳滤膜所需的压力小于反渗透膜所需的压力。所以从分离原理上讲,纳滤和反渗透有相似的一面,又有不同的一面。纳滤膜的孑L径和表面特征决定了其独特的性能,对不同电荷和不同价数的离子又具有不同的Donann电位;纳滤膜的分离机理为筛分和溶解扩散并存,同时又具有电荷排斥效应,可以有效地去除二价和多价离子、去除分子量大于200的各类物质,可部分去除单价离子和分子量低于200的物质;纳滤膜的分离性能明显优于超滤和微滤,而与反渗透膜相比具有部分去除单价离子、过程渗透压低、操作压力低、省能等优点 。

⑶ 纳滤净水器能保留水中的矿物质吗

重金属和钙镁都是一个价态,一样会被去掉,剩下的一价的钠氯就是食盐的主要成分,你自己想留下的矿物质都是有啥,再听见纳滤宣传胡说八道,直接板砖伺候,他们自己都搞不清水里有啥成分是有益的,不信你问问

⑷ 纳滤的过滤原理是

纳滤过滤技术是一种复合过滤技术,一方面过滤孔径高达0.001微米,在回压力差推动力作用答下,无机盐等小分子物质透过膜表面,截留大分子物质;另外一方面膜表面又带有带有荷电基团,通过静电相互作用,产生“道南效应”,对高价金属离子进行截留同时,保留低价金属离子及非金属离子,也就是俗称的有益矿物质;所以纳滤技术其实是比反渗透过滤更先进的过滤技术,虽然反渗透的过滤孔径更小,但是有益有害的统统过滤,几乎仅保留水分子;而纳滤可以做到既去除水中有害物质,又保留水中有益矿物质;市面上目前纳滤技术比较成熟的是GE净水,我知道通用净水的GE纳滤净水器就能保留水中的钾、钠、钙、镁、硒、偏硅酸等一些有益的微量元素,相当于在家喝矿泉水。

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⑹ 纳滤能否有效去除水中的COD BOD5和TOC

首先,纳滤膜(Nanofiltration Membranes)是80年代末期问世的一种新型分离膜,其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,约为-2000Da,由此推测纳滤膜可能拥有lnm左右的微孔结构,故称之为“纳滤”。纳滤膜大多是复合膜,其表而分离层由聚电解质构成,因而对无机盐具有一定的截留率。国外已经商品化的纳滤膜大多是通过界面缩聚及缩合法在微孔基膜上复合一层具有纳米级孔径的超薄分离层。
纳滤膜能截留纳米级(0.001微米)的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间,截留溶解盐类的能力为20%-98%之间,对可溶性单价离子的去除率低于高价离子,纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭,且部分去除溶解盐,在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。
纳滤过程的关键是纳滤膜。对膜材料的要求是:具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、机械强度高、耐酸碱及微生物侵蚀、耐氯和其它氧化性物质、有高水通量及高盐截留率、抗胶体及悬浮物污染,价格便宜且采用的纳滤膜多为芳香族及聚酸氢类复合纳滤膜。复合膜为非对称膜,由两部分结构组成:一部分为起支撑作用的多孔膜,其机理为筛分作用;另一部分为起分离作用的一层较薄的致密膜,其分离机理可用溶解扩散理论进行解释。对于复合膜,可以对起分离作用的表皮层和支撑层分别进行材料和结构的优化,可获得性能优良的复合膜。膜组件的形式有中空纤维、卷式、板框式和管式等。其中,中空纤维和卷式膜组件的填充密度高,造价低,组件内流体力学条件好;但是这两种膜组件的制造技术要求高,密封困难,使用中抗污染能力差,对料液预处理要求高。而板框式和管式膜组件虽然清洗方便、耐污染,但膜的填充密度低、造价高。因此,在纳滤系统中多使用中空纤维式或卷式膜组件。
在我国,对纳滤过程的理论研究比较早,但对纳滤膜的开发尚处于初步阶段。在美国、日本等国家,纳滤膜的开发已经取得了很大的进展,达到了商品化的程度,如美国Filmtec公司的NF系列纳滤膜、日本日东电工的NTR-7400系列纳滤膜及东丽公司的UTC系列纳滤膜等都是在水处理领域中应用比较广泛的商品化复合纳滤膜。
对于一般的反渗透膜,脱盐率是膜分离性能的重要指标,但对于纳滤膜,仅用脱盐率还不能说明其分离性能。有时,纳滤膜对分子量较大的物质的截留率反而低于分子量较小的物质。纳滤膜的过滤机理十分复杂。由于纳滤膜技术为新兴技术,因此对纳滤的机理研究还处于探索阶段,有关文献还很少。但鉴于纳滤是反渗透的一个分支,因此很多现象可以用反渗透的机理模型进行解释。关于反渗透的膜透过理论[2]有朗斯代尔、默顿等的溶解扩散理论;里德、布雷顿等的氢键理论;舍伍德的扩散细孔流动理论;洛布和索里拉金提出的选择吸附细孔流动理论和格卢考夫的细孔理论等。
纳滤膜的过滤性能还与膜的荷电性、膜制造的工艺过程等有关。不同的纳滤膜对溶质有不同的选择透过性,如一般的纳滤膜对二价离子的截留率要比一价离子高,在多组分混合体系中,对一价离子的截留率还可能有所降低。纳滤膜的实际分离性能还与纳滤过程的操作压力、溶液浓度、温度等条件有关。如透过通量随操作压力的升高而增大,截留率随溶液浓度的增大而降低等。
所以,纳滤膜可以去除大部分COD及BOD和TOC

⑺ 纳滤膜净水器缺点介绍

现在很多人很注重饮食的健康,也就是对水质比较有要求,在自来水使用前都会使用一些净水器来对水进行净化。市面上的净水器有多种,纳滤膜净水器就是一种使用纳滤膜来净化水的净水器,它的推动力是压力差,追要针对的水质是自来水、地下水、湖水等。不过,纳滤膜净水器也是缺点的,那么,这一净水器的缺点有哪些呢?具体请看小编的介绍。

纳滤膜净水器缺点介绍一

纳滤膜净水器缺点是,超滤膜可以去除60百分号左右的有机污染,但无法去除余氯,且在没有预处理的情况下,膜的使用寿命会缩短。也就是,纳滤膜净水器的纳滤膜有孔的薄膜,但是这些孔很小,小到只能让水这样的分子通过,而其他比水分子大的杂质就过不去了。当然这只是理想状态,实际上生产出来的膜没办法刚好让水分子过,而且孔越小,过滤的速度就会越慢,而膜也越容易堵塞。

纳滤膜净水器缺点介绍二

这样,纳滤膜净水器的纳滤膜如果长期不更换不清洗的话,由于其吸附能力反而本身容易成为细菌和病毒的温床,对净水有害无益。如果不进行反冲洗,纳滤膜净水器很快都会废掉,而国内净水器的厂家根本就不会给你更换膜的。也就是,纳滤膜净水器的缺点是,需要经常清理或换芯,还有更换保养纳滤膜。

纳滤膜净水器缺点介绍三

纳滤膜净水器缺点还有,纳滤不至于象反渗透那样把钠、钾都给脱除了,也就是,纳滤膜净水器在工作时,一般只允许水通过,而氯化钠通不过。具体来讲,就是纳滤膜净水器的纳滤膜的一个特点是具有离子选择性:具有一价阴离子的盐可以大量渗过膜(但并不是无阻挡的),然而膜对具有多价阴离子的盐(例如硫酸盐和碳酸盐)的截留率则高得多。由此可见,纳滤膜净水器的产生的反渗透水喝多了对人体内部离子平衡很不好。而且,一般来讲,

这样,我们对于纳滤膜净水器的缺点了解了一些,可见,纳滤膜净水器的使用需要经常定期进行清理、保养、更换,还有纳滤膜净水器产生的水常喝对于身体健康不利。这样,纳滤膜净水器的使用是有其合适的环境的。在此,土巴兔小编建议大家需要想要采购纳滤膜净水器,建议大家寻找相关专业人士寻求意见,了解其缺点,寻求规避方法。

⑻ 净水技术的革新——中空纤维纳滤膜

纳滤膜因其独特的过滤性能,被广泛应用于水处理技术领域,其过滤作用基于拦截和电荷效应。纳滤膜本身多带负电,能排斥水中胶体,同时产生电位差以阻止离子通过,实现对高价离子的去除和低价离子的筛分。对于大颗粒,主要依赖吸附与截留,而对于小颗粒,主要通过电荷作用实现过滤。纳滤膜能有效去除有机物、降低色度、降低TDS浓度,软化水质。理论上,它能完全去除大分子有害有机物,同时选择性去除多余无机物,对一价离子截留率低至40%,对二价离子截留率高达90%以上,并能选择性截留分子量200~1 000 Da的中性溶质,展现其在低分子有机物分级、水质软化、脱盐等方面的独特优势。

中空纤维纳滤膜与卷式纳滤膜是纳滤技术的两大类型,各有特点与应用优势。中空纤维纳滤膜在去除多价离子的同时保留一价离子和有益矿物质,能在较低压力下高效运行,具有良好的抗污染能力,广泛应用于饮用水处理、废水回用、海水淡化预处理及食品饮料工业,尤其是在需要同时去除有害物质并保留有益矿物质的场合。

中空纤维纳滤膜的特点包括选择性过滤、低压运行、抗污染能力强、低废水率等优势,适用于高效、节能、环保的高品质饮用水处理。与卷式纳滤膜相比,中空纤维纳滤膜在运行效率和环保性能上更具优势,成本效益较高,但存在清洗难题,尤其是中间支撑层难以清洗,可能增加二次污染风险和设备维护成本。

综上所述,中空纤维纳滤膜凭借其高效、节能、环保的特性,在高品质饮用水处理领域展现出明显优势。虽然卷式纳滤膜在成本上更具竞争力,但在运行效率和环保性能方面不如中空纤维纳滤膜。随着科技发展和环保意识提升,中空纤维纳滤膜有望成为未来净水技术的主流选择。

参考文献略

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⑽ 纳滤的应用

纳滤分离作为一项新型的膜分离技术,技术原理近似机械筛分。但是纳滤膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。
纳滤分离愈来愈广泛地应用于电子、食品和医药等行业,诸如超纯水制备、果汁高度浓缩、多肽和氨基酸分离、抗生素浓缩与纯化、乳清蛋白浓缩、纳滤膜-生化反应器耦合等实际分离过程中。与超滤或反渗透相比,纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差,而对二价或多价离子及分子量介于200~500之间的有机物有较高脱除率,基于这一特性,纳滤过程主要应用于水的软化、净化以及相对分子质量在百级的物质的分离、分级和浓缩(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程产物的分级和浓缩)、脱色和去异味等。主要用于饮用水中脱除Ca、Mg离子等硬度成分、三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物,及蒸发残留物质。
随着对环境保护和资源综合利用认识的不断提高,人们希望在治理废水的同时实现有价物质的回收,比如:大豆乳清废液中含有1%左右的低聚糖和少量的盐,亚硫酸盐法制备化纤浆和造纸浆过程出现的亚硫酸钙废液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,制糖工业中出现的废糖蜜中含有少量的盐等等。
NF分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高,工艺繁琐的污水处理方 法.其技术特点是:能截留分子量大于100的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单 价离子透过;可在高温,酸,碱等苛刻条件下运行,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置 运行费用低;可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果.在水处理 中,NF膜主要用于含溶剂废水的处理,能有效地去除水中的色度,硬度和异味.NF膜以其特殊的分离性能已成功地应用于制糖,制浆造纸,电镀,机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的废水处理.
纳滤是一种绿色水处理技术,是国际上膜分离技术的最新发展,在某些方面可以替代传统费用高、工艺繁琐的污水处理方法。纳米级孔径且带有电荷的特殊过滤性能特点是:能截留分子量大于200的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单价离子透过;可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行,膜耐受的条件范围宽,浓缩倍数高,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置运行费用低,能耗极低(唯一驱动力是压力)。
由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理(如复合化、荷电化),使得纳滤膜具有较特殊的分离性能,其在降低废水COD、水源水的色度、硬度和去除饮用水中的有机物(TOC)、三卤代烷(THMs)前驱物等方面的应用近年来受到广泛重视,已成功地应用于制糖行业、造纸行业、电镀行业、机械加工行业及化工反应催化剂的回收行业等的废水处理中。纳滤膜的应用研究主要集中在几个方面:根据中性溶质的分子量大小而进行分离;截留有机物分子而让单价电解质透过膜层;根据离子价态而实现离子问的分离。根据纳滤膜分离的特点,其应用范围主要适用于下述情况的物质分离:①对单价盐分离的截留率要求不高;②要求进行不同价态离子的分离,如软化处理;③需要对高分子量有机物与低分子量有机物进行分离,如葡萄酒脱醇;④盐和对应的酸的分离;⑤有机物和无机物的分离,如染料脱盐、乳清浓缩脱盐和饮用水净化。
纳滤膜具有热稳定性、耐酸、耐碱和耐溶剂等优良性质,在废水的有价物质回收中起到不可估量的作用,广泛地应用于各种有机废水的回收处理。比如农药废液处理、乳清和抗菌素脱盐、电镀废液中金属回收、各种石化废水处理等。在给水处理中,纳滤膜主要用于制备软化水、饮用纯净水,能有效地去除水中的色度、硬度和异味 。
试验研究及应用
(1)日用化工废水处理.用NF膜处理日用化工废水的应用研究表明NF膜耐酸碱,有优良的截留率,对重金属有很好的去除率,不存在膜污染问题.据估计,由于NF膜的运行费用低于反渗透技术,对有机小分子有良好的脱除率,可能会覆盖90%以上的日用化工废水处理.
(2)石油工业废水处理.
石油工业废水主要包括石油开采和炼制过程中产生的含各种无机盐和有机物的废水,其成分 非常复杂,处理难度大.采用膜法特别是NF法与其他方法相给合,既可有效处理废水还可以 回收有用物质.例如,先用NF膜将原油废水分离成富油的水相和无油的盐水相,然后把富油 相加入到新鲜的供水中再进入洗油工序,这样既回收了原油又节约了用水.以前多采用反渗 透 和相分离结合的方法处理石油工业废水,但存在着膜污染严重的问题,如果在反渗透前加一NF膜,就可以解决膜污染的问题.石油工业的含酚废水中主要含有苯酚,甲基酚,硝基酚以 及各类取代酚,此类物质的毒性很大,必须脱除后才能排放,若采用NF技术,不仅酚的脱除 率可达95%以上,而且在较低压力下就能高效地将废水中的镉,镍,汞,钛等重金属高价离子脱除,其费用比反渗透等方法低得多.
(3)杀虫剂废水处理.一般的水处理方法不能除去污染水中的低分子有机农药.通过研究NF膜对不含酚杀虫剂的截留性能发现除了二氯化物以外,其他杀虫剂的截留 率均高于96.7%,所有杀虫剂在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影响.采用NF处理含有酚 类杀虫剂的废水也十分有效.
(4)化纤,印染工业废水处理.NF可以用于印染过程排水中染料及助剂的脱除和回用.处 理染料聚合浆料时,由于大多数染料的分子量在几百到几千,NF膜可以让一些无机盐或小分 子通过,而对较大的染料分子进行截取,粗染料浆液经NF系统后,染料可以富集,而无机盐 的浓度下降,脱盐率大于98%,染料损失率小于0.1%,而且可以在高温下运行.此外,NF还 可以用于纤维加工过程中的含油废水的处理及回收再利用.
(5)生活污水处理.采用常用的生物降解和化学氧化相结合的方法处理生活污水时,氧化 剂的消耗很大,残留物多.如果在它们之间增加一个NF系统,让能被微生物降解的小分子( 分子量小于100)通过,不能生物降解的有机大分子(分子量大于100)被截留下来经化学氧化 后再生物降解,这样就可以充分发挥生物降解的作用,节省氧化剂或活性炭的用量,降低最 终残留物的含量.
(6)热电厂二次废水的治理及回收利用.热电厂的二次废水主要来自冲灰,除尘及冷却系统,此类废水中含有大量的悬浮固体,灰份 及高含量的盐份和部分有机物.利用NF可以把这一类废水处理成工业回用水.首先用微滤除 去水中的全部悬浮颗粒,质量分数为99%的BOD,98%的COD,73%的总氮和17%的总磷,同时将水中的菌落总数降到3~4个/L,然后加酸降低pH以除去CO2,最后再经NF脱盐,达到锅炉用水的质量.澳大利亚太平洋热电厂的Eraring发电站已用NF对此类废水进行处理,每天处理1 000~15 000 m3废水,既减轻了市政供水系统的负荷,每年又可为热电厂节约 操作费用80万美元.该热电厂准备扩大发电规模,用水量也相应增大,估计到2010年,处理 此类废水量将达5 000 m3/d,效益极其可观.
(7)酸洗废液处理.钢厂的酸洗工序是将钢材浸入质量分数为20%左右的硫酸酸洗槽中进行 酸洗.随着酸洗的进行,硫酸浓度逐渐降低,硫酸亚铁浓度不断增高,当溶液中硫酸的质量 分数降至6%~8%,生成的硫酸亚铁浓度超过200~250 g/L时,酸洗速率下降,必须更 换酸洗液,排放酸洗废液.酸洗好的钢材必须用清水进行冲洗以除去表面的酸性物质,又造 成了废酸水的外排.为了保护环境,节约资源,可采用NF工艺处理酸洗废液.利用NF膜对硫 酸和硫酸亚铁截留率的不同,先将硫酸亚铁截留在浓缩液中,然后将浓缩液送入冷却结晶罐,冷却结晶出FeSO4·7H2O;透过液再经能截留硫酸的另一NF膜组件,截留后浓缩为20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透过液则排至废酸水站,进一步处理排放或回收.这一工艺回收 了硫酸和硫酸亚铁,同时实现了酸洗废液的回收综合利用和废酸水达标排放的目的.
(8)造纸废水处理.采用NF膜技术替代传统的化学处理 法能更为有效地除去深色木质素.木浆漂白过程产生的氯化木质素 是带负电的,容易被带负电性的NF膜截留,并且对膜不会产生污染.另外,因为整个处理过程中对阳离子(Na+)的脱除率并没有严格要求,采用反渗透技术就显得没有必要 .采用超滤/纳滤处理牛皮纸制造废水有很好的效果。
工程应用
纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二价和多价离了及分子量在200~1000之间的有机物有较高的脱除性能,而对单价离子和小分子的脱除率则较低。而且,与反渗透过程相比,纳滤过程的操作压力更低(一般在1.0Mpa左右);同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低,过程渗透压较小,所以,在相同条件下,纳滤与反渗透相比可节能15%左右[3]。因而在水处理中,纳滤被广泛应用于饮用水的浓度净化、水软化、有机物和生物活性物质的除盐和浓缩、水中三卤代物前躯物的去除、不同分子量有机物的分级和浓缩、废水脱色等领域。
Sibille等研究了法国Auverw-sur-Oise市的地下水,对纳滤和生物处理饮用水(臭氧—生物活性炭过滤)进行了对比。结果表明,纳滤可以显著提高饮用水的水质,减少细菌数量和有机物的浓度,从而使后续消毒更有效,也减少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量极易被细菌等吸收的可生物降解的有机物质(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有机碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透过纳滤膜。
虽然,纳滤技术的工程应用在美国、日本等国家的给水行业中已经得到大规模的推广,但在我国,将纳滤技术广泛地应用于工程实践的条件还不成熟,尚处于尝试阶段、本要问题是国产纳滤膜的性能指标不够过关。已有工程实例的报道,如国内首套工业化大规模膜软化系统——山东长岛南隍城纳滤示范工程,是纳滤技术在高硬度海岛苦咸水净化的实际应用。该工程由国家海洋局杭州水处理中心设计,于1997年4月正式投入生产淡水,系统连续正常运行27个月,淡化水符合国家生活饮用水卫生标准。
有关学者曾采用纳滤膜对某市自来水(以污染严重的淮河水为原水)进行深度处理试验,研究了纳滤循环制水试验工艺的效果。结果表明,循环试验工艺与单级纳滤工艺相比,在同样较低的压力下,出水率较高,并且能耗降低,减少了浓水排放。即使在回收率较高(80%)的情况下,膜出水中的总有机碳(TOC)仍比自来水低50%;对致会变物的去除十分显著,使Ames试验阳性的水转为阴性。
纳滤膜应用问题
纳滤膜有较高的膜通量,可以截留有机及无机污染物,而对人体必需的一些离子又有较大的透过率,因此,把纳滤膜应用于饮用水的深度净化较其它的膜分离技术有较大的优势。把钢滤膜应用于给水处理领域的主要问题是:
这三个问题是膜分离的基本问题,也是纳滤膜法水处理技术难以广泛应用的主要原因。世界各国的水处理工作者正在进行广泛的研究,寻求解决这些问题的途径。纳滤技术在给水处理领域的推广应用还依赖于这些问题的进一步解决。

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