海德能膜应用解决方案服务商!

网站地图

美国海德能膜

美国海德能膜
当前位置:首页 > 海德能膜设计 > 技术资料 > 纳滤膜分离技术处理饮用水的应用研究

纳滤膜分离技术处理饮用水的应用研究

来源:海德能膜公司作者:海德能膜发表时间:2012-08-07 09:29:26

  纳滤膜分离技术处理饮用水的应用研究

  膜分离技术是物质分离技术中的一个单元操作。膜法分离的较大特点是驱动力主要为压力,不伴随需要大量热能的变化。因而有节能、可连续操作、便于自动化等优点。膜分离中的微滤、超滤不能脱除各种低分子物质,故单独使用时,出水质量仍较差。反渗透膜有较强的去除率,但在去除有害物质的同时也去除了水中大量有益的无机离子,出水呈酸性,不符合人体需要。而纳滤膜分离技术在有效去除水中有害物质的同时,还能保留大多数人体必须的无机离子,且出水pH值变化不大。这种水处理方法对于我国目前的饮食结构而言,尤其是营养结构单一的人员来说,更易被接受,也更加合理。

  为进一步开发和研究纳滤膜,以便其更有效地应用于水处理,我们安装了两种型号的纳滤膜设备并进行了比较研究

  1、纳滤膜的定义及分离原理

  1.1纳滤膜的定义、特点

  NF膜早期被称为松散反渗透膜,是80年代初继典型的RO复合膜之后开发出来的。可这样来论述“纳滤”的概念:适宜于分离分子量在200g/mol以上,分子大小约为1nm的溶解组分的膜工艺。

  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,然而膜对具有多价阴离子的盐的截留率则高得多。因此,盐的渗透性主要由阴离子的价态决定。

  1.2纳滤膜的分离原理

  纳滤过程之所以具有离子选择性,是由于在膜上或者膜中有负的带电基团,它们通过静电互相作用,阻碍多价离子的渗透。可能的荷电密度为0.5~2meq/g.

  为此,我们可用道南效应加以解释:

  ηj=μj+zj.F.φ式中ηj——电化学势;

  μj——化学势;

  zj——被考查组分的电荷数;

  F——每摩尔简单荷电组分的电荷量;

  φ——相的内电位,并且具有电压的量纲。

  式中的电化学势不同于熟知的化学势,是由于附加了zj.F.φ项,该项包括了电场对渗透离子的影响。利用此式,可以推导出体系中的离子分布,以计算出纳滤膜的分离性能。

  2、纳滤膜处理饮用水的应用研究

  2.1纳滤膜处理饮用水的流程

  为增强两种型号膜组件的可比性,我们采用同一流程,即:

  原水→10μm保安过滤器→活性炭过滤→5μm保安过滤器→NF7→出水。

  原水→10μm保安过滤器→活性炭过滤→5μm保安过滤器→NF1→出水。

  其中,10μm保安过滤器用来除去原水中的悬浮物;活性炭吸附可去除水中的部分有机物;5μm保安过滤器用以保证膜组件的安全正常使用。

  2.2试验结果的分析讨论

  为了研究NF1、NF7两种膜对有机物的去除情况,在相同条件下取原水、活性炭出水及产水率为15%时的NF1、NF7出水水样测定

  活性炭对TOC有一定的去除效果,但仍有一部分未能去除;纳滤NF1处理效果达到93.9%;而纳滤NF7处理效果不够理想。

  3、结论及建议

  NF1对TOC的处理效果较NF7及活性炭吸附的效果更为理想,达到93.9%.NF1对水中有机物及三致性的去除效率高,出水Ames试验结果为阴性。NF1在去除水中有害物质的同时,能够保留较多的无机离子,更加符合我国目前的饮食结构,满足现有条件下人员的健康需要。在应用纳滤膜分离技术处理饮用水时,建议使用NF1膜组件。纳滤膜的分离机理及相应的数学模型需进一步探讨。

  产品推荐:ESNA

  精品文章推荐:海德能膜元件设计导原则

海德能膜元件设计导原则.doc
文件类型: .doc 88ec730df14c0d8018ca7efceaae7ff1.doc (40.50 KB)