反渗透和纳滤的的工艺过程设计
反渗透和纳滤的的工艺过程设计ppt
纳滤的设备选型
根据处理水量、水质和处理要求选择合适的纳滤膜型 号和规格。
选择合适的纳滤高压泵，满足系统压力和流量需求， 并确保泵的稳定性和可靠性。
选择高品质的纳滤膜组件，确保膜通量和分离效率高 、抗污染能力强。
考虑设备占地面积和安装方便性，选择合适的设备结 构和材质，以满足工艺流程设计要求。
纳滤膜具有高孔隙率和高透水性，且耐酸、碱、有机溶剂 ，对盐的分离效果较好，纳滤膜分离过程中无二次污染。
纳滤的工艺流程设计
原水进入纳滤系统前需进行预处理，去除悬浮物、硬 度、有机物等杂质，保护纳滤膜不受污染。
透过水透过纳滤膜进入产水罐，可直接使用或排放。
预处理后的原水进入纳滤高压泵，通过压力差推动水 分子透过纳滤膜，截留有机物和多价离子。
工业废水处理
针对工业废水中的不同污染物和有害物质，反渗透和纳 滤技术能够进行有效的分离和纯化，实现废水回收再利 用，降低工业废水对环境的污染。
海水淡化
面对全球水资源短缺的问题，海水淡化成为解决人类用 水需求的重要途径，反渗透和纳滤技术是海水淡化过程 中的关键技术之一。
反渗透和纳滤的发展趋势展望
拓展应用领域
反渗透和纳滤技术的应用领域不断拓展，未来将应用于更为广泛 的领域，如能源、化工、医药等。
绿色环保
在可持续发展成为全球共识的背景下，反渗透和纳滤技术的发展 将更加注重环保和节能，降低对环境的影响。
全球化发展
反渗透和纳滤技术将随着全球化的发展而不断推广和应用，促进全 球水资源的合理利用和保护。
THANKS
脱盐率高、产水品质高、运行压力高、膜 寿命长
纳滤优点
产水流量较高、浓水排放量小、需要高压 泵能量消耗较低
反渗透和纳滤工艺过程设计PPT课件
率。
m
lg
Qt Q0
lg t
式中，m为产水量下降斜率；t为运行时间，h；Q0和Qt分
别为运行初期和运行t小时后的产水量。
通常CA类膜m＝-0.03～-0.05，复合膜的m=-0.01～-
0.02。即CA类膜产水量年均下降10％左右，复合膜约为5
％左右。当然根据进料的不同也有一定的变化。
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工艺过程设计－系统设计要求
CA膜
TFC膜
0.590
0.534
0.685
0.630
0.786
0.739
0.890
0.861
1.000
1.000
1.115
1.155
1.235
1.328
1.366
1.520
温度对膜的通量影响较大，在进行设计过程中要充分 考虑全年水温的变化。同时采取必要的措施（进出水换 热等）减少温度对系统产水效率的的影响。
1.3 膜和膜组件的选择 醋酸纤维素最早用于反渗透水处理工艺，具有价廉、耐游
离氯、耐污染的特点，多用于饮用水净化和污染密度指数 （SDI）较高的地方。
芳香族聚酰胺复合膜，通量高，脱盐率高，操作压力低， 耐生物降解，操作pH范围宽（2～11）不易水解，脱SiO2和 NO-3及有机物都较好，但不耐游离氯，易受到Fe、Al和阳离 子絮凝剂的污染，污染速度较快。
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工艺过程设计－浓差极化
根据薄膜理论模型描述浓差极化现象，如下
图所示。
边界层
膜
Jw
c2 c1
c2
D dc dx
c1
c3
主体溶液
7
工艺过程设计－系统设计要求
1.2 产水水质和水量 根据用户的要求或者用户所处的行业，按照
污水处理中的纳滤反渗透工艺
采用纳滤反渗透工艺处理 水源地周边工业废水和生 活污水，保障饮用水安全
。
03
纳滤反渗透工艺的流程与设备
纳滤反渗透工艺的流程
原水预处理
去除原水中的悬浮物、胶体、有
机物等杂质，为后续处理提供合
格的水源。
01
纳滤
02 利用纳滤膜对不同分子量物质的
选择性透过，将大分子物质和离
子截留，使水得到净化。
谢谢您的聆听
THANKS
02
纳滤膜具有纳米级孔径，能够截 留分子量大于膜孔径的溶质，而 对分子量小于膜孔径的溶质透过 ，从而实现分离。
纳滤反渗透技术的原理
在压力作用下，溶液中的水分子和部 分溶质可以通过膜孔径透过，而其他 高分子物质和杂质则被截留，从而实 现水与杂质的分离。
纳滤膜的孔径大小介于超滤膜和反渗 透膜之间，因此具有较高的截留性能 和通量，能够有效地去除水中的杂质 和有害物质。
使用寿命。
研发新材料
通过研发新型的膜材料和组件 ，提高膜的抗污染性能和通量
，降低成本。
政策支持
政府可以出台相关政策，鼓励 和支持企业采用纳滤反渗透工 艺，推动技术的普及和应用。
05
结论
总结纳滤反渗透工艺在污水处理中的优势与不足
总结
纳滤反渗透工艺在污水处理中具有高效去除污染物、低成本、环保等优势，但也存在对进 水水质要求高、膜污染等问题。
纳滤反渗透技术的特点
高效分离
纳滤反渗透技术能够高效地去除水中的杂 质和有害物质，实现水的净化。
低能耗
与传统的水处理技术相比，纳滤反渗透技 术的能耗较低，有利于降低运行成本。
环保友好
纳滤反渗透技术采用物理方法进行分离， 不需要添加化学药剂，对环境友好。
反渗透和纳滤的的工艺过程设计
析报告。
工艺过程设计－系统设计要求
工艺过程设计－系统设计要求 常规水源的水质特点： 市政供水为了防止管网的腐蚀，一般pH偏高，含有 游离氯和Fe离子等 地表水的浊度、细菌及有机物是预处理设计要重点 考虑的内容 地下水成份一般相对稳定，多数具有高硬度和碱度 的特征 海水要考虑悬浮固体、微生物和细菌，进水pH 值和 水温，金属氧化物和微溶盐的沉淀（不同海域水质差异 较大） 其他特殊场合，如化工、生物行业物料的浓缩、分 离等
pf和pp分别为进料和产水压力，Δp为进出口降，πavg
为平均渗透压。
p B p p pB Qp ASNDP A S pp p 2 2 Qp为产水量
工艺过程设计－过程基本方程 4.3 盐通量Js
J s B(cs 'cs ' ' ) Bcs
压下运行，在温度和压力的协同作用下，会出现膜的压
密化现象，其结果会造成产水量下降或系统操作压力上 升。压密化是膜性能的不可逆衰减，事实上，复合膜比 醋酸纤维素膜更耐压密化。 膜污染也是造成膜产水通量的衰减的主要原因。
工艺过程设计－系统设计要求
通过下式可计算出反渗透和纳滤膜的产水量下降斜
率。
m
lg
膜法水处理技术
反渗透和纳滤工艺过程设计
吴 云
天津工业大学 环境与化学工程学院 环境工程系
工艺过程设计－系统设计要求 1 系统设计要求
1.1 进水水质
水样是一定时间内所要分析水源的水质代表。 对水质要有一全面的把握，必须针对水源特点在不 同时期收集水样，进行分析比较，了解其变化及变化原 因。这对反渗透系统的有效设计（预处理、产水量、回
B为盐的透过性常数，Δcs为膜两侧盐浓度差。
超滤纳滤反渗透膜分离实验报告
超滤纳滤反渗透膜分离实验报告超滤纳滤反渗透膜分离实验报告一、实验目的本实验旨在通过超滤、纳滤和反渗透膜分离技术，掌握不同类型膜的特点和应用，了解分离技术在工业生产中的应用。
二、实验原理1. 超滤膜：利用超滤膜孔径的大小选择性地过滤大分子物质，从而实现对水溶液中高分子物质的去除。
2. 纳滤膜：利用纳滤膜对溶液中的小分子物质进行筛选，从而实现对水溶液中小分子物质的去除。
3. 反渗透膜：利用反渗透膜对水溶液进行筛选，从而实现去除水中杂质和盐类等离子体。
三、实验步骤1. 实验前准备：准备好所需材料和设备，包括超滤、纳滤和反渗透膜等。
2. 超滤实验：将高分子物质加入到水溶液中，在超滤装置中进行过滤。
根据孔径大小选择合适的超滤膜，将水溶液通过超滤膜进行过滤，筛选出高分子物质。
3. 纳滤实验：将小分子物质加入到水溶液中，在纳滤装置中进行过滤。
根据孔径大小选择合适的纳滤膜，将水溶液通过纳滤膜进行过滤，筛选出小分子物质。
4. 反渗透实验：将含有盐类等离子体的水溶液加入到反渗透装置中进行过滤。
根据反渗透膜的特性，通过高压力使得水分子穿过反渗透膜而去除杂质和盐类等离子体。
四、实验结果1. 超滤实验结果：经过超滤后，高分子物质被成功地筛选出来。
2. 纳滤实验结果：经过纳滤后，小分子物质被成功地筛选出来。
3. 反渗透实验结果：经过反渗透后，含有盐类等离子体的水溶液被成功地去除了杂质和盐类等离子体。
五、实验结论本次实验通过超滤、纳滤和反渗透技术对不同类型的膜进行了分离，成功地筛选出了高分子物质、小分子物质和去除了水中的杂质和盐类等离子体。
这些技术在工业生产中具有广泛的应用前景，可以提高产品纯度和品质。
六、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全，避免对人体造成伤害。
2. 实验前要检查设备是否正常，避免设备故障影响实验进程。
3. 实验过程中要严格按照实验步骤进行操作，避免误操作导致实验失败。
4. 实验后要及时清洗设备和材料，保持干净卫生。
反渗透膜,纳滤膜,超滤膜原理及应用解析
反渗透膜，纳滤膜，超滤膜原理及应用反渗透过程：反渗透是利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂(通常是水而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力克服溶剂渗透压使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。
反渗透同NF 、UF 一样均属于压力驱动型膜分离技术，其操作压差一般为15～105MPa ，截留组分为(110X10—10m 小分子物质。
除此之外还可以从液体混合物中去处全部悬浮物、溶解物和胶体，例如从水溶液中将水分离出来以达到分离、纯化等目的。
一．反渗透基本原理1随着超低压反渗透膜的开发已可在小于1MPa 压力下进行部分脱盐适用于水的软化和选择性分离。
2．分离机反渗透膜的选择透过性与组分在膜中的溶解、吸附和扩散有关因此除与膜孔的大小、结构有关外还与膜的化学、物理性质有密切关系即与组分和膜之间的相互作用密切相关。
由此可见，反渗透分离过程中化学因素(膜及其表面特性起主导作用。
3．反渗透的应用反渗透技术的大规模应用主要是苦咸水和海水淡化此外被大量用于纯水制备及生活用水处理以及难于用其他方法分离混合物。
反渗透工业应用包括(1海水脱盐；(2饮用水生产(3纯水生产。
二．纳滤基本原理纳滤技术是反渗透膜过程为适应工业软化水的需求及降低成本的经济性不断发展的新膜品种，以适应在较低操作压力下运行，进而实现降低成本演变发展而来的。
我国于二十世纪90年代初期开始研制纳滤膜．与国外相比，我国纳滤技术整体上只能说是刚刚开始膜的研制、组器技术和应用开发等都刚起步。
1．纳滤过程：纳滤(NF是介于反渗透很超滤之间的一种压力驱动型膜分离技术。
它具有两个特性：①对水中的分子量为数百的有机小分子成分具有分离性能；②对于不同价态的阴离子存在Donnan 效应。
物料的荷电性．离子价数荷浓度对膜的分离效应有很大影响。
(道(Donnan模型一道南(Donnan效应Donnan 模型以Donnan 平衡为基础用来描述荷电膜的脱盐过程一般纳滤膜多为荷电膜，所以该模型更多用来描述纳滤过程要用于饮用水和工业用水的纯化，废水净化处理，工艺流体中有价值成分的浓缩等方面，其操作压差为05～2OMPa(或0345～1035MPa 截留分子量界限为200～1000(或200～500 ，分子大小为1nm 的溶解组分的分离。
纳滤膜的生产工艺流程
纳滤膜厂家生产方法及流程2016/10/12 16:47:57 来源：中国建材网浏览量：157纳滤膜的表层较反渗透膜疏松得多，较超滤膜的表层又要致密得多。
因此，纳滤膜制膜关键是合理调节表层的疏松程度，以形成大量具有纳米级（10-9m）的表层孔。
目前，主要有以下四种制备方法。
一、转化法转化法又分为超滤膜转化法和反渗透膜转化法两种。
1.超滤膜转化法纳滤膜的表层较超滤膜致密，故可以调节制膜工艺条件先制得较小孔径的超滤膜，然后对该膜进行热处理、荷电化后处理使膜表面致密化，而得到具有纳米级表层孔的纳滤膜。
利用此法，高田耕一等人先制得小孔径的聚β-氯苯乙炔（PPCA）超滤膜，再对该膜热处理，最后用发烟硫酸磺化，制得PPCA纳滤膜。
该膜在0.4MPa压力下，对聚乙烯醇-1000的截留率高达94%，水通量为1.3m3/（m2·d）。
2.反渗透膜转化法纳滤膜的表层较反渗透膜疏松，可以在充分研究反渗透膜制膜工艺条件的基础上，调整合适的有利于膜表面疏松化的工艺条件，如铸膜液中添加剂的选择，各成分的比例及浓度等，使表层疏松化而制得纳滤膜。
LP-300低压膜就是在PA-300反渗透膜的基础上制备成功的，低压NS-300膜也是在此思路下制备成功的。
二、共混法将两种或两种以上的高聚物进行液相共混，在相转化成膜时，由于它们之间以及它们在铸膜液中溶剂与添加剂的相容性差异，影响膜表面网络孔、胶束聚集体孔及相分离孔的孔径大小及分布，通过合理调节铸膜液中各组分的相容性差异及研究工艺条件对相容性的影响，制备具有纳米级表层孔径的合金纳滤膜。
例如将来源广，价格低，成膜性能好，但化学、热稳定性差，易降解，压密性较差的醋酸纤维素（CA）与在乙酰化程度及分子链排列的规整性方面与CA有一定差异，但具有较好的机械强度，同时具有优异的生物降解性，热稳定性的三醋酸纤维素（CTA）共混，可制得性能优良的醋酸-三醋酸纤维素（CA-CTA）纳滤膜。
三、复合法复合法是目前用得最多也是最有效的制备纳滤膜的方法，也是生产商品化纳滤膜品种最多，产量最大的方法。
纳滤反渗透膜分离实验
化工原理实验报告学院：专业：班级：式中， N —溶质浓缩倍数；R c －浓缩液的浓度，kmol/m 3；－透过液的浓度，kmol/m 3。
该值比较了浓缩液和透过液的分离程度，在某些以获取浓缩液为产品的膜分离过程中（如大分子提纯、生物酶浓缩等），是重要的表征参数。
三、实验装置本实验装置均为科研用膜，透过液通量和最大工作压力均低于工业现场实际使用情况，实验中不可将膜组件在超压状态下工作。
主要工艺参数如表1-1膜组件 膜材料 膜面积/m 2最大工作压力/Mpa纳滤（NF ） 芳香聚纤胺 0.4 0.7 反渗透(RO)芳香聚纤胺0.40.7表1-1膜分离装置主要工艺参数反渗透可分离分子量为100级别的离子，学生实验常取0.5％浓度的硫酸钠水溶液为料液，浓度分析采用电导率仪，即分别取各样品测取电导率值，然后比较相对数值即可（也可根据实验前做得的浓度－电导率值标准曲线获取浓度值）。
Pc图1-1膜分离流程示意图1－料液灌；2－低压泵；3－高压泵；4－预过滤器；5－预过滤液灌；6－配液灌；7－清液灌；8－浓液灌；9－清液流量计；10－浓液流量计；11－膜组件；12－压力表；13－排水阀四、实验步骤（1）用清水清洗管路，通电检测高低压泵，温度、压力仪表是否正常工作。
（2）在配料槽中配置实验所需料液，打开低压泵，料液经预过滤器进入预过滤液槽。
（3）低压预过滤5－10min后，开启高压泵，分别将清液、浓液转子流量计打到一定的开度，实验过程中可分别取样。
（4）若采用大流量物料（与实验量产有关），可在底部料槽中配好相应浓度料液。
（5）实验结束，可在配料槽中配置消毒液（常用1％甲醛，根据物料特性）打入各膜芯中。
（6）对于不同膜分离过程实验，可采用安装不同膜组件实现。
五、原始数据记录原始数据记录表实验条件电导率k（ms/cm）室温（℃）压力(MPa)原料液透过液浓缩液10.4 0.82 6.07 0.13 6.9910.4 0.8 5.95 0.07 7.26六、数据处理(1)料液浓度计算：常温常压下，电导率与溶液浓度关系曲线如图1所示：图1 电导率与溶液浓度关系曲线电导率与溶液浓度模型：C= 0.6253k - 0.0195式中k为电导率，单位ms/cm；C为溶液浓度，单位×10-3g/cm3。
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工艺过程设计－系统设计要求
1 系统设计要求 1.1 进水水质
水样是一定时间内所要分析水源的水质代表。 对水质要有一全面的把握，必须针对水源特点在不同 时期收集水样，进行分析比较，了解其变化及变化原因。 这对反渗透系统的有效设计（预处理、产水量、回收率、 脱除性能、压力、流速……），正当的操作，诊断系统 存在的问题和准确评价系统性能等方面至关重要。
产水量会发生衰减。这主要是由于膜长时间在高温高压 下运行，在温度和压力的协同作用下，会出现膜的压密 化现象，其结果会造成产水量下降或系统操作压力上升。 压密化是膜性能的不可逆衰减，事实上，复合膜比醋酸 纤维素膜更耐压密化。
膜污染也是造成膜产水通量的衰减的主要原因。
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工艺过程设计－系统设计要求
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工艺过程设计－系统20 25 30 35 40
校正因子
CA膜
TFC膜
0.590
0.534
0.685
0.630
0.786
0.739
0.890
0.861
1.000
1.000
1.115
1.155
1.235
1.328
1.366
1.520
温度对膜的通量影响较大，在进行设计过程中要充分 考虑全年水温的变化。同时采取必要的措施（进出水换 热等）减少温度对系统产水效率的的影响。
工艺过程设计－系统设计要求
1.7 产水量随温度的变化 反渗透和纳滤膜的透水通量随过滤介质的温度发生较
大的变化。通常根据下式进行计算：
QQ01.0T 325
T为温度，单位℃，即每一度变化使产水量变化3％左右。 也可用温度校正因子（TCF）表示。
TCF exK pt(2713T2198 Kt为与膜材料有关的常数。
通过下式可计算出反渗透和纳滤膜的产水量下降斜
率。
m
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Qt Q0
lg t
式中，m为产水量下降斜率；t为运行时间，h；Q0和Qt
分别为运行初期和运行t小时后的产水量。
通常CA类膜m＝-0.03～-0.05，复合膜的m=-
0.01～-0.02。即CA类膜产水量年均下降10％左右，复
合膜约为5％左右。当然根据进料的不同也有一定的变化。
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工艺过程设计－系统设计要求
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工艺过程设计－系统设计要求
常规水源的水质特点： ➢ 市政供水为了防止管网的腐蚀，一般pH偏高，含有 游离氯和Fe离子等 ➢ 地表水的浊度、细菌及有机物是预处理设计要重点考 虑的内容 ➢ 地下水成份一般相对稳定，多数具有高硬度和碱度的 特征 ➢ 海水要考虑悬浮固体、微生物和细菌，进水pH 值和 水温，金属氧化物和微溶盐的沉淀（不同海域水质差异 较大） ➢ 其他特殊场合，如化工、生物行业物料的浓缩、分离 等
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工艺过程设计－系统设计要求
1.2 产水水质和水量 根据用户的要求或者用户所处的行业，按照
客户的需求或者相关行业的国家或行业标准确定 反渗透或纳滤系统的产水水质和水量
这些要求决定了系统的规模和所用工艺过程 的选择，如单位时间的产水量，膜组件种类、数 量和排列方式，回收率以及具体的工艺流程等。
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根据薄膜理论模型描述浓差极化现象，如下
图所示。
边界层
膜
Jw
c2 c1
c2
D dc dx
c1
c3
主体溶液
产水
δ
浓差极化理论模型
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工艺过程设计－系统设计要求
1.3 膜和膜组件的选择 醋酸纤维素最早用于反渗透水处理工艺，具有价廉、耐游
离氯、耐污染的特点，多用于饮用水净化和污染密度指数 （SDI）较高的地方。
芳香族聚酰胺复合膜，通量高，脱盐率高，操作压力低， 耐生物降解，操作pH范围宽（2～11）不易水解，脱SiO2和 NO-3及有机物都较好，但不耐游离氯，易受到Fe、Al和阳离 子絮凝剂的污染，污染速度较快。
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工艺过程设计－系统设计要求
采样要求： 取样时要有代表性，要有足够的量，选点要正确，容
器要合适，水样的采集要严格按照《水和废水监测分析 方法》中的要求进行详细的记录。 水质分析内容：
水源水量、水质调查的内容要求非常详细，包括CO2、 pH、O2、Cl、SO2-3、离子浓度、硬度、碱度、溶解性 固体、细菌数等，常见参数的要求见下页的水样分析报 告。
膜法水处理技术
反渗透和纳滤工艺过程设计
天津工业大学 环境与化学工程学院
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反渗透和纳滤工艺过程设计
➢ 系统设计要求 ➢ 浓差极化对反渗透和纳滤过程的影响 ➢ 反渗透和纳滤过程的基本方程 ➢ 反渗透和纳滤工艺流程及其特征方程 ➢ 反渗透和纳滤装置的组件配置和性能 ➢ 反渗透和纳滤基本设计内容和过程 ➢ 反渗透和纳滤系统预处理及运行
1.4 回收率 回收率的确定影响到膜组件的选择和工艺的
确定。根据产水水量和回收率确定膜元件的个数。 一般海水淡化回收率在30～45％，纯水制备在 70～85％；而实际设计过程中应根据预处理、 进水水质等的条件确定。
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1.5 产水量的衰减 反渗透膜在使用过程中会随着使用时间的延长，膜的
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工艺过程设计－系统设计要求
目前大规模应用的反渗透和纳滤膜材料的组 件形式主要是卷式和中空纤维式。
选用膜组件时应综合考虑组器的制备难易、 流动状态、堆砌密度、清洗难易等诸方面，卷式 元件用得最普遍。据进水和出水水质，可初步选 定膜元件，由产水量可初步确定元件得个数。
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工艺过程设计－浓差极化
2 浓差极化对反渗透和纳滤过程的影响 2.1 浓差极化的概念
在反渗透过程中，由于膜的选择渗透性，溶 剂（通常为水）从高压侧透过膜，而溶质则被膜 截留，其浓度在膜表面处上升高；同时发生从膜 表面向本体的回扩散，当这两种传质过程达到动 态平衡时，膜表面处的浓度c2高于主体溶液浓度 c1，这种现象称为浓差极化。上述两种浓度的比 率c2/c1称为浓差极化度。
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工艺过程设计－系统设计要求
1.6 截留率的衰减 随着反渗透和纳滤膜在使用过程中会受到生
物或化学因素的作用，膜面材质会发生疏松化， 导致膜的截留率衰减。
通常CA类膜的年透盐增长率为20％左右，复 合膜约为10％左右。当然系统预处理如果不合 适或者使用过程中操作不当也会使透盐增长率增 大。
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