我国纳滤膜研制及应用技术进展

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我国膜技术的应用现状与前景_黄加乐

我国膜技术的应用现状与前景_黄加乐
新型膜材料的开发和膜过程的改进将为膜技术
开创许多新的应用领域 。 分离膜是膜技术的基础 , 新型膜材料有的能够在苛刻的条件下(强酸性 、强碱 性 、高温下 、强溶剂)使用 , 有的能在更低的压力下操 作 , 这将对传统技术的改造有极大的推动作用 。 如 新型的纳滤膜技术在饮用水净化 、锅炉用水软化 、染 料 、抗生素 、多肽 、多醣等化工和生物工程产物的分 级和浓缩等方面 , 其成本远远低于其他技术 。 我国 对纳滤膜技术的开发和应用将越来越广泛 。膜过程 是膜技术的关键 , 优化设计膜过程将获得更好的经 济效益和环境效益 。新型膜技术不仅可以替代某些 单元操作 , 而且可以与许多单元操作相结合 , 以取得 更好的分离效果 。 例如利用膜技术把催化反应和分 离过程结合起来 , 把催化剂包含在膜中既可以提高 转化率和产品纯度 , 又可减低成本 。膜技术与生物 反应器相结合的新工艺 , 能够大规模提高发酵生产 率 , 并且能耗低 , 将工业化应用于乳酸 、柠檬酸等生 产之中 。 中科院开发的某种新型渗透汽化膜及其工 艺过程 , 将变革 M TBE(一种无铅汽油添加剂)的生 产工艺 , 产生可观的经济效益 。专家预计在 2010 年 左右 , 包含膜技术的人工器官 、智能分离膜 、活性输 送膜等将获得实际应用 ;2020 年之后 , 这些新一代 膜产品的销售额将超过现有的膜产品 。 3.2 能源价格
复合膜
非对称性膜 复合膜
非对称性膜 离子交换膜
离子交换膜
均 相膜复合膜 非对称性膜
均相膜 、复合膜 非对称性膜 乳状液膜 支撑液膜
疏水性膜
·4 ·
福建化工 2000 年 第 3 期
2 我国膜技术的应用现状 2.1 概述
近 30 年来 , 以分离膜为基础的膜技术取得了令 人瞩目的飞速发展 。 八十年代以来 , 我国膜产业获 得了较大的发展 。 1997 年全世界膜市场已经达到 40 亿美元以上 , 当年中国膜产业的总产值也已超过 6 亿元人民币 。膜技术已广泛地应用于我国经济的 许多部门 。 微滤膜的应用近年来增长较快 , 我国每 年需要微滤膜的产值大约 7800 万元人民币 。 超滤 技术是应用最为广泛的膜过程 , 产值约占整个膜产 业的 25 %以上 。 纳滤技术的开发与应用在我国还 处于初始阶段 , 尚未形成产业 。反渗透技术是几种 膜技术中在中国开发应用最早的一种 , 主要用于海 水淡化 、苦咸水脱盐 、锅炉补给水的处理和饮用水的 制备 , 此外在食品 、医药和废水处理方面也有广泛应 用 。 电渗析技术主要用于苦咸水脱盐 、锅炉水软化 , 在医药 、化工 、食品饮料行业及废水处理方面也得到 了广泛应用 。气体膜分离技术和渗透汽化膜技术近 年来也扩大了应用范围 。 2.2 膜分离技术在化工中的应用

纳滤在水处理中的应用现状及展望

纳滤在水处理中的应用现状及展望

纳滤在水处理中的应用现状及展望纳滤是一种通过在微孔膜上过滤水中微粒和溶质的技术,它已经被广泛应用于水处理领域。

纳滤技术的应用不仅在于提高水质,还可以解决多种水处理问题,比如去除微生物、微粒和微量有害化学品等。

本文将就纳滤在水处理中的应用现状及展望进行探讨。

一、纳滤技术在水处理中的应用现状1.1 纳滤技术在饮用水净化中的应用纳滤技术已经成为饮用水净化领域的主流技术之一。

它可以有效地去除水中的微生物、有机物、重金属和颗粒物质,从而提高水质。

纳滤膜的微孔结构可以有效阻隔微小的微生物和细菌,从而减少饮用水中的致病微生物的含量,保障饮用水的安全。

1.2 纳滤技术在工业废水处理中的应用工业废水中通常含有大量的悬浮固体、油脂、有机物和重金属等有害物质,传统的废水处理方法通常难以有效去除这些物质。

而纳滤技术可以通过微孔膜的过滤作用有效去除废水中的悬浮固体和微粒物质,从而达到回收再利用的目的。

纳滤技术还可以将废水中的有机物和重金属有效地去除,降低废水中有害物质的含量,减少对环境的污染。

1.3 纳滤技术在海水淡化中的应用海水中含有大量的盐分和微生物等,传统的海水淡化技术要求高能耗和高成本,而纳滤技术可以通过微孔膜的选择性过滤作用,将海水中的盐分和微生物有效地去除,从而实现海水的淡化和净化。

纳滤技术在海水淡化中的应用,不仅可以解决淡水资源短缺的问题,还可以为海水资源的有效利用做出贡献。

二、纳滤技术在水处理中的展望2.1 纳滤技术在水处理中的创新随着科技的不断发展,纳滤技术在水处理领域也不断得到创新。

未来,纳滤技术将更加注重对微孔膜的材料、结构和制备工艺的研究,以提高纳滤膜的过滤效率和抗污染性能。

纳滤技术还将应用于新型的水处理设备和系统中,以满足不同领域的水处理需求。

2.2 纳滤技术在水处理中的环保应用随着环保意识的增强,纳滤技术将更加注重在水处理中的环保应用。

未来,纳滤技术将更加关注对水处理过程中的能耗、废物排放和资源利用的影响,以实现水处理过程的高效、清洁和可持续发展。

纳滤膜的发展历程

纳滤膜的发展历程

纳滤膜的发展历程纳滤膜是一种用于分离物质的特殊膜材料。

其发展历程可以追溯到20世纪50年代,经过了数十年的研究与发展,至今已经成为重要的分离与净化技术之一。

最早的纳滤膜是由羊肠制成的。

由于羊肠具有特殊的结构,可以单向通透水分子等小分子,而阻挡其它较大分子的通过。

这种羊肠膜被称为“纳滤膜的鼻祖”。

随着时间的推移,科学家们开始研发出更为高效的纳滤膜材料。

1960年代,发现了聚酰胺纤维膜的纳滤效应。

这种材料具有极小的孔径,能够有效地过滤掉溶解在水中的离子、大分子有机物质等。

聚酰胺纤维膜开创了新的纳滤膜材料时代。

在1970年代,研究人员又发现了新的纳滤膜材料——多孔陶瓷膜。

多孔陶瓷膜的孔径更小,能够通过更加精细的分子筛选,实现更高效的分离与净化。

这种材料使纳滤膜技术得到了进一步的发展。

随着纳滤膜技术的发展,一系列的新型材料被推出。

1980年代,研究人员开发出了中空纤维膜。

中空纤维膜由许多微小的中空纤维组成,能够提供更大的过滤表面积,增加分离效率。

这种膜具有较高的机械强度和稳定性,被广泛应用于饮用水净化、食品加工等领域。

1990年代,随着纳米技术的发展,纳滤膜材料迎来了一次巨大的突破。

研究人员创造性地利用纳米材料制备出新型的纳滤膜。

这些膜具有更加精确的孔径控制,能够有效地过滤微小的颗粒、离子等。

纳米纳滤膜在水处理、药物制造等领域具有广泛的应用前景。

21世纪以来,由于纳滤膜技术的不断发展,新型材料与新的制备技术不断涌现。

如中子纳滤膜、电动纳滤膜等。

这些新型纳滤膜不仅提高了分离效率,同时降低了能耗和成本,为纳滤膜应用开辟了更广阔的前景。

总的来说,纳滤膜的发展经历了从羊肠膜到聚酰胺纤维膜、多孔陶瓷膜、中空纤维膜再到纳米纳滤膜的演进过程。

不断提高的分离效率和经济性使纳滤膜成为了重要的分离与净化技术,在食品、饮用水处理、医药等领域发挥了积极作用。

随着科学技术的进一步进展,相信纳滤膜还有更多的应用与突破等待我们去发现和探索。

纳滤膜技术及其应用的研究进展

纳滤膜技术及其应用的研究进展

v0 . 2 11
№ .O 1
O t ,O 6 c.2O
Hale Waihona Puke 纳 滤 膜 技 术 及 其 应 用 的 研 究 进 展
曹国凭, 张学峰
( 河北理工大学 建筑工程学 院, 北 唐 山 030 ) 河 60 9
[ 要] 随着膜技术的发展 , 世 纪 8 年代出现的纳滤膜弥补 了 摘 2 0 O 反渗透与超滤之 间的空白。 纳滤膜(aohao e b l , F 又称“ nnf ri m m rq N ) i tn a ̄ 疏松型” 反渗透膜。通常情况下, 膜的截 留相对分子 质量界限为 20 0 。 0 1 0 与截 留相对分子质量相对应的膜孔径为 1 故将这 类膜称为纳 0 ~3 m, n 滤膜。纳滤膜可以截 留糖类等低相对分子质量有机物和高价无机 盐( gO 等)但对单价无 MS 4 ,
[ 中图分类号] T 912 U9 . [ 文献标识码] A [ 文章编号] 10 — 1520)0 08 — 4 06 77(06 1— 63 0
Na o lr t n M e r n n t p i t n n f ta i mb a e a d IsAp l a i i o c o
f ey h c k st edf rn e o e m a o rsu e b t e n te t o s e fte me rn u i ee tin c n r l .w h ma e i e e c f r e t n pe s r ew e w i s 0 mba e d e t df rn o o - e i h p i h d h 0
C AO o—p n Gu ig,Z HANG e— fn Xu eg
( o eeo rht t a E g er g H bi nvr t o c neadTcn l yTn sa 6 0 9 C i ) C l g f c ic r ni e n , ee U i sy f i c n eho g, ag n0 30 , hn l A eu l n i e i S e o h a

纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术

纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术

纳滤膜分离机理、应用及发展趋势摘要:综述了纳滤膜的分离机理及其应用研究现状和进展。

纳滤膜分离过程是一个不可逆过程,其分离机理可以运用电荷模型和细孔模型,以及近年才提出的静电排斥和立体阻碍模型等来描述。

纳滤膜应用研究现状的介绍。

关键词:纳滤;分离机理;应用;发展1 纳滤膜的概述纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术,截留分子量大约在200~1000范围,孔径约为几纳米,分离对象的粒径约为1 nm。

纳滤具有膜技术共同的高效节能的特点,是近来世界各国优先发展的膜技术之一。

目前纳滤已在生活用水,工业给水和废水的处理,食品,生化制药等领域得到广泛的应用。

纳滤膜的孔径在纳米级内,其中有些膜对不同价阴离子的Donnan电位有较大差别,其中截留分子量为数百级,对不同价的阴离子有显著的截留差异,可以让进料中部分或绝大部分无机盐通过,并且操作压力低,透过通量较大。

这些特点使纳滤在水的软化、有机低分子的分级、有机物的除盐净化等方面,有独特的优点和明显的节能效果。

2 纳滤膜的分离机理2.1 纳滤膜过程的不可逆过程分析纳滤膜分离过程与微滤、超滤、反渗透等膜分离过程一样,是一个不可逆过程,膜内传递现象通常用非平衡热力学模型[1]来表征。

该模型把膜当作一个“黑匣子”,以压力差为驱动力,产生流体及离子流动。

推动力和流动之间的关系可用现象论方程式表示,方程式中的系数被称之为膜的特征参数,包括膜的反射系数、溶质透过系数及纯水透过系数等。

其中膜的反射系数相当于溶剂透过通量无限大时的最大截留率。

2.2 电荷模型电荷模型又可根据对膜内电荷及电势分布情形的不同假设分为空间电荷模型(the Space Charge Model)[1~4]和固定电荷模型(the Fixed-Charge Model)[1,5,6]。

空间电荷模型最早由Osterle等提出,假设膜由孔径均一而且其壁面上电荷均匀分布的微孔组成,微孔内的离子浓度和电场电势分布、离子传递和流体流动分别由Poisson-Boltzmann方程、Nernst-Planck方程和Navier-Stokes方程等来描述。

中国膜技术发展历程

中国膜技术发展历程

膜生物反应器(Membrane Bioreactor, 简称MBR)是当今世界公认的先进的污水处理和污水资源化技术,它是将膜分离技术中的超滤、微滤或纳滤膜组件与污水生物处理中的生物反应器相互结合而形成的新型处理系统。

这种集成式组合新工艺把生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离技术溶于一体。

由于膜的高效分离作用使MBR具有多传统生物处理工艺所不具备的许多突出优点:出水水质优良稳定,可直接回用;容积负荷高,占地面积小,整个系统流程紧凑;剩余污泥产量少;运行管理方便等。

同时,膜的一次性高成本投入、膜污染、膜的较短使用寿命等依然是制约膜技术运用的瓶颈。

MBR技术的最佳适用范围为:出水水质要求高的项目(出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中一级A类限制);处理出水有回用要求的项目(污水资源化项目);工程用地比较紧张的项目;高浓度有机废水项目。

该技术的出现是对我国传统污水治理理念和污水处理技术的一次颠覆和带来的一场伟大变革,将对中国的水处理行业和环境保护产业带来深层次的巨大影响;同时,它也使水处理行业从工程化向设备化和产业化成为可能。

膜技术在90年代后期发展迅速,特别是进入21世纪后,随着膜材料生产的规模化、膜组件及其处理产品的设备化和集成化,膜设备生产技术的普及化和价格大众化,膜技术的发展已经从实验室潜在技术迅速发展成为工程实用技术。

已经在许多大型工程应用中应用,出水水质稳定,运行可靠为膜处理技术的运用和发展积累了宝贵的经验。

1.膜生物反应器MBR技术在中国的发展进程我国MBR技术的发展历史几乎与国外接近,除了早期与国外有差距外,但是最近几年在技术应用方面与国外几乎同步,并且在部分领域在世界上有领先优势,因为中国对于MBR技术的需求远比国外迫切且市场潜力巨大。

主要发展阶段如下:•1990~2000:实验室阶段,小试、中试、示范工程;•2000~2003:每天百吨级的规模,主要用于小区楼宇、工业等领域;•2003~2005:每天千吨级的规模开始应用,主要用于城市污水和工业污水领域;• 2004~2005:每天万吨级的规模工程的可行性研究阶段,并为实施做准备。

纳滤膜的技术及应用介绍

纳滤膜的技术及应用介绍

纳滤膜的孔径较小容易堵塞需要定期清洗和维护 纳滤膜的过滤精度有限无法完全去除水中的杂质和污染物 纳滤膜的制造成本较高限制了其在某些领域的应用 纳滤膜的耐化学腐蚀性较差不适用于某些化学物质的过滤
纳滤膜技术的发展趋势:随着科技的进步纳滤膜技术将更加高效、节能、环保应用领域将 更加广泛。
未来展望:纳滤膜技术将在水处理、食品加工、医药、化工等领域发挥重要作用成为重 要的环保技术之一。
药等领域
技术特点:纳滤 膜具有耐高温、 耐酸碱、抗污染 等优点使用寿命 长易于维护和更

添加项标题
纳滤膜的分离效果:纳滤膜可以分离出分子量在1000-10000D 之间的物质如蛋白质、多糖等
添加项标题
影响纳滤膜分离效果的因素:纳滤膜的孔径、膜的厚度、膜的 材质、膜的表面性质、膜的渗透压等
添加项标题
纳滤膜在工业废水处理中的应用:纳滤 膜可以用于处理含有重金属、有机物、 无机盐等污染物的工业废水实现废水的 净化和回用。
纳滤膜在工业废水处理中的挑战:纳滤 膜在工业废水处理中可能会受到污染物 的污染和堵塞需要定期清洗和维护。
纳滤膜在食品工 业中的应用:如 牛奶、果汁、饮 料等物料的浓缩 和提纯
纳滤膜在制药工 业中的应用:如 药物、疫苗等物 料的浓缩和提纯
水质量
纳滤膜技术可 以降低饮用水 处理成本提高
处理效率
纳滤膜技术在 饮用水处理中 具有广泛的应 用前景如家庭 净水器、公共
供水系统等
纳滤膜技术简介:纳滤膜是一种具有选择 性分离功能的膜可以分离不同分子量的物 质。
纳滤膜在工业废水处理中的优势:纳滤 膜具有较高的分离效率和稳定性可以降 低废水处理成本提高废水处理效果。
纳滤膜技术简介:纳滤膜是一种具有选择性分离功能的膜可以分离不同分子量的物质。

纳滤膜技术的进展和应用前景

纳滤膜技术的进展和应用前景

纳滤膜技术的进展和应用前景随着人们对水质要求的不断提高,水处理技术也在不断创新发展。

其中,纳滤膜技术是近年来备受关注的一种水处理技术。

该技术可将水中的悬浮固体、胶体、有机物和微生物等物质过滤出来,以达到净化水质的目的。

本文将围绕纳滤膜技术的进展和应用前景,从以下几个方面进行探讨。

一、技术原理纳滤膜技术是一种通过膜分离的水处理技术。

与传统的微滤、超滤和反渗透等技术相比,纳滤膜的膜孔直径更小,一般在1-100纳米之间,可将水中的颗粒等极小物质完全过滤掉。

其过滤机理主要是利用膜多孔性和截留效应来实现对水中物质的筛选和过滤。

同时,也可以通过改变膜孔的大小和形状,来使膜对不同物质呈现出不同的过滤和截留效果。

二、技术进展在纳滤膜技术的研发和应用过程中,科研人员们通过改进材料制备工艺、优化膜孔的精度和形状,并加强制程监测等手段,进一步提高了纳滤膜的过滤效率和使用寿命,并实现了对水质的更细化处理。

1.纳滤膜材料的发展纳滤膜材料的种类和性能对技术的发展起到了至关重要的作用。

近年来,随着高分子材料的不断改进和应用,以及无机材料的开发和应用,纳滤膜的材料种类和性能不断得到提升和改进。

例如,聚砜、聚脲、聚吡咯、聚乙烯醇、卟啉等材料的应用,使得纳滤膜的选择性、通透性和抗污染性能得到了显著提高。

2.纳滤膜的稳定性和抗污染性研究纳滤膜的稳定性和抗污染性决定了其在实际应用中的使用寿命和效果。

因此,在纳滤膜的研发和应用过程中,对其稳定性和抗污染性的研究和优化也一直是科研人员们的研究重点。

目前,研究者通过改进膜结构,增强膜材料的特性以及引入类固醇、聚合物和酸等物质,提高了膜的稳定性和抗污染性。

3.纳滤膜组装和工艺在纳滤膜应用中,纳滤膜的组装和工艺也直接影响着纳滤膜的使用效果和寿命。

因此,科研人员们一直在探索并改进纳滤膜的组装和工艺,以提高其性能和使用寿命。

目前,纳滤膜的制备工艺也在不断改进,包括离子交换法、表面聚合法、自组装法和化学还原法等。

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我国纳滤膜研制及应用技术进展发表时间:2009-05-25T12:59:11.140Z 来源:《中小企业管理与科技》2009年4月上旬刊供稿作者:刘映[导读] 近年来,纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点,并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。

摘要:纳滤膜出现在上世纪八十年代,1993年,高从堦院士在国内首次提出纳滤膜概念[1],近年来,纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点,并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。

关键词:纳滤膜膜技术水处理0 引言纳滤技术介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在200~1000范围,孔径为几纳米,其分离对象的粒径为约1nm。

纳滤膜有着很多显著的优点,例如操作压力低,通量高,对离子形式的盐和一些有机分子的高效去除能力,而设备投资和运行保养的费用却很低。

正是因为这些优点,纳滤技术在世界范围内的各个领域被越来越多的应用。

纳滤膜出现在上世纪八十年代,1993年,高从堦院士在国内首次提出纳滤膜概念[1],近年来,纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点,并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。

1 纳滤膜的研制1.1 醋酸纤维素类纳滤膜周金盛等人[2]应用相转化法制备了醋酸纤维素(CA)-三醋酸纤维素(CTA)不对称纳滤膜。

针对CA/CTA比,混合溶剂比例,添加剂和制膜条件等因素对膜性能的影响进行了研究。

所制得的膜在操作压力1MPa和进水温度5~25℃条件下,对1000mg/L的NaCl水溶液脱盐率达到了15~60%,而对1000mg/Na2SO4水溶液脱盐率为85~98%。

刘玉荣等人[3]对醋酸纤维纳滤膜连续成膜工艺进行了研究,确定了连续制备醋酸纤维纳滤膜的工艺条件。

在机制膜制备中,材料的毛疵点可能导致膜面的疵点和缺陷。

而材料表面的微细的软毛,则有利于铸膜液与增强材料的结合,使膜不宜从增强材料上剥离。

醋酸纤维类纳滤膜是早期在膜市场投入生产的产品,但使纳滤膜大量应用于生产实践当中并迅速发展的,是复合型纳滤膜的出现。

1.2 复合纳滤膜 1993年,高从堦在国内首先采用界面缩聚法制备芳香族聚酰胺复合纳滤膜(PA类纳滤膜)的是,并指出该膜对MgSO4的脱盐率优于NaCl,可用于水质的软化。

岑美柱和章勤等人[4]采用高取代度氰乙基纤维素与二醋酸纤维素共混为膜材料,丙酮、二氧六环混合溶剂,以有机醇为主、加入适量其他添加剂为致孔剂,通过冰水凝胶浴干湿法纺丝,制得性能良好的中空纤维纳滤膜,该膜在给水质量浓度1800mg/L、操作压力为0.6MPa、水温25℃条件下,对二价盐CaCl2、一价盐NaCl的水溶液的脱盐率分别大于90%和小于60%,水通量均大于3.5mL/(cm2·h)。

于品早[5]以聚偏氟乙酸(PVDF)为第二组分聚合物与三醋酸纤维素(CTA)共混,通过冻胶法纺丝工艺制备成中空纤维纳滤膜。

研究了固含量,纺丝工艺和后处理条件对膜性能的影响,并测试了不同操作条件下的模性能,取得了满意的结果。

1.3 荷电纳滤膜1.3.1 荷负电纳滤膜鲁学仁[6]以丙烯酸-丙烯腈共聚物为荷电材料,以聚砜酰胺(PSA)为基膜研制了荷负电的纳滤膜。

对共聚物的合成,荷电剂浓度,反应温度和反应时间等制膜条件进行了系统试验。

同时还研究了荷电膜离子交换容量与膜性能的关系。

制得的膜在0.6MPa下,对自来水脱盐率为40~50%,水通量为5~10mL/(cm 2·h),IEC为6.0×10-4~8.0×10-4meq/cm2。

苗晶等人[7]采用均相合成的方法制备了一种典型的两性聚电解质-壳聚糖硫酸酯(SCS)。

以SCS的水溶液为复合纳滤膜活性层铸膜液,戊二醛为交联剂,聚砜超滤膜为基膜,采用涂敷与交联的方法制备了壳聚糖硫酸酯/聚砜(SCS/PSF)复合纳滤膜,采用环境扫描电镜(ESEM)对其表面和断面结构进行了表征,并研究了活性层铸膜液的组成及制备条件对复合膜截留性能的影响。

所制得的复合NF膜在13~15℃、0.30MPa下,对1000mg·L-1Na2SO4和NaCl溶液的截留率分别为91.2%、48.5%,通量分别为3.2、6.7kg·m-2·h-1。

SCS/PSF系列复合膜对无机盐的截留顺序为:Na2SO4>NaCl> MgSO4>MgCl2。

实验结果表明SCS/PSF复合膜表面活性层因吸附电解质溶液中的阴离子而荷负电,并由此决定其对无机盐的截留性能。

1.3.2 荷正电纳滤膜杨艳红和方文骥[8]以聚乙烯亚胺(PEI)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体,采用界面聚合法制备了一种荷正电纳滤膜。

通过均匀实验设计,得出的优化条件为:PEI浓度为1.75%,十二烷基硫酸钠(SDS)浓度为0.1%,酸接受剂(Na2CO3:NaOH=2∶1)浓度为0.3%(均为质量浓度),界面聚合反应时间(IPT)为2min,膜对一价盐的截留率均在30%左右,对二价盐的截留率接近70%,对低分子有机染料的截留率达90%以上。

2 水处理当中的应用2.1 自来水深度处理崔崇威等人[9]依据大庆水源水质特点确定优质桶装水的生产工艺为:自来水—多介质过滤—臭氧化—生物活性碳过滤—精密过滤—纳滤—臭氧紫外双重消毒—自动化灌装。

纳滤浓水水质分析表明优于原水,提出将其回用于工艺中,结果表明:纳滤浓水的回用可以使桶装饮用水保留一部分人体所需的矿物质,同时提高水的硬度,达到优质桶装水的要求。

组合工艺对有机污染物去除效率较高,出水高锰酸盐指数小于110mg/L,效果稳定。

纳滤膜操作压力低,可使原水部分脱盐,阴离子截留率按NO3-、Cl-、F-、SO42-顺序递增;尤其对该地区水中含量较高的F-有良好的去除效果;阳离子截留率按Na+、K+、Mg2+、Ca2+顺序递增,对高价离子的去除率大于其对一价离子的去除率,对水中无机和有机污染物都具有独特的分离特性。

朱安娜等人[10]针对磁场应用于自来水纳滤软化过程的初步研究表明:与同样条件下的对照实验相比,磁场的存在可以减缓纳滤膜通量衰减的速度。

对膜面结垢的电镜分析发现,磁场引入纳滤膜过程可导致膜面结晶形态的改变。

不加磁场的纳滤过程中,膜面上主要生成颗粒状的方解石;加磁场的纳滤过程中,膜面上针形文石的含量增高,且大多形成团簇结构。

纳滤膜面上针形导磁极后在膜面上以S-N的结合次序形成链状结晶。

2.2 地表水处理地表水的成分与其中的化学物质往往随着季节的变化或是雨后地表冲积物而变化,虽然在处理地表水的过程中我们主要去除的是有机物而不是硬度,纳滤膜仍然是很可靠的选择之一。

李灵芝和王占生[11]以分别以太湖水和淮河水为水源的两地水厂出厂水为研究对象,研究纳滤膜组合工艺对饮用水中可同化有机碳和致突变物的去除效果。

研究表明,纳滤膜对可同化有机碳的去除率为80%,能确保饮用水的生物稳定性,对致突变物的去除率大于90%,使Ames实验结果由阳性转为阴性,对两地不同原水均能生产出安全优质的饮用水。

2.3 废水处理纳滤技术作为一种高效经济的处理手段,已经被应用于很多废水处理工艺当中。

王昕彤和孙余凭[12]采用TFC-S型纳滤膜对含镍废水进行回收处理。

在试验中研究了试验温度、操作压力、进料流率和溶液中Ni2+的质量浓度对Ni2+的质量截留率和透过流率的影响。

料液中Ni2+的质量浓度由30mg/L,经过处理浓缩至17.7g/L,浓液达到直接回用于镀槽的要求,99%的透过液可以达到回用标准,并且回收了约99%的镍。

采用NF膜处理含镍废水具有流程简单、投资小、操作费用低、物料分配合理等特点,适用于工业应用。

牟旭凤[13]对应用聚合物辅助无机膜处理模拟放射性废水进行了研究,比较了相对分子质量分别为8000、50000、和100000的三种聚丙烯酸和截流分子量为1000、3000、8000的无机膜对模拟放射性废水的处理效果。

研究表明聚合物辅助超滤/纳滤技术可以有效地去除沸水中的Sr2+和Co2+,且当采用相对分子量为100000的聚丙烯酸辅助截留相对分子量为8000的无机膜超滤时,去除效果最好。

3 海水淡化目前传统工艺中反渗透海水淡化的回收率小于40%。

陈益棠等人[14]研究开发了死端超滤预处理技术和反渗透-纳滤联合脱盐相结合的膜集成海水淡化新工艺,与传统工艺比较,具有装置体积小,产水回收率高等优点。

以沿岸海水为料液,操作压力1为5.1MP条件下,操作压力2为2.0MPa条件下,装置脱盐率99.21%,产水量397.3L/h产水回收率55%。

海水淡化装置对海水中Ca2+、Mg2+、Na+、HCO3-、Cl-、SO42-、TDS、总碱度、总硬度的去除率分别为99%,99.6%,99.21%,95%,99.35%,98.48,,99.21%,95%,99.4%。

与传统工艺产水成本进行了比较,结果表明:新工艺的总设备直接投资费分别毕回收率为20%和40%时的传统工艺下降20.06%和6.27%。

其中,预处理设备投资费用分别下降43.41%和19%;操作费用中的能源费分别下降13.33%和7.14%。

王玉红等人[15]选择了ESNA1型纳滤膜对NaCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4等4种无机单盐水溶液体系进行分离实验;考察操作压力和料液浓度等的变化对纳滤膜分离性能的影响及纳滤膜脱盐的稳定性,得到一些纳滤膜脱盐的规律;并对ESNA1膜在人工海水和海水软化脱盐中的应用作了初步探索。

无机盐体系脱盐实验结果显示:随操作压力升高和料液浓度增大,ESNA1膜对4种盐溶液中的离子的截留率分别增大和减小,操作压力和料液浓度的变化对一价盐溶液的截留率影响较大,对二价盐溶液的截留率影响较小。

人工海水和海水软化脱盐试验结果显示:ESNA1纳滤膜在实验过程中稳定性好,在较低的操作压力下膜通量也较高,且ESNA1纳滤膜对Ca2+、Mg2+、SO42-离子的截留率均>90%,初步判断此种纳滤膜可用于海水软化预处理。

4 其他应用4.1 药物浓缩为探索膜分离技术在螺旋霉素(SPM)生产提取中的适用情况,韩少卿等人[16]采用超滤、纳滤对工业生产的螺旋霉素板框过滤液进行处理,实验结果表明,操作压力、操作时间及料液流速对超滤过程有很大影响,本实验所用膜件较好的去除了蛋白等大分子杂质,起到纳滤预处理作用;然后采用纳滤膜对超滤液进行浓缩纯化,操作条件如进料压力、料液pH、浓缩倍数及操作方式对纳滤过程均有很大影响。

应用超滤、纳滤技术提取SPM,其收率可达76.3%,大大高于传统溶媒提取收率,产品质量也符合要求。

冉艳红和陈万群[17]对凉茶中草药水提取液进行了纳滤浓缩有效成分的研究,证明纳滤浓缩凉茶中草药提取液是可行的。

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