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1、纳滤（NF）、反渗透（RO）技术介绍,2013-3-7,膜分离,膜分离法系指以压力为推动力，依靠膜的选择性，将液体中的组分进行分离的方法。膜过滤法的核心是膜本身，膜必须是半透膜，即能透过一种物质,而阻碍另一种物质。,膜分离技术类型,以推动力的过程分类：1、浓度差为推动力的过程：透析技术(DS)2、电场力为推动力的过程：A、电透析B、离子交换电透析3、静压力差为推动力的过程：A、微滤(MF)B、超滤(UF) C、纳滤(NF)D、反渗透(RO)4、蒸气压差为推动力的过程： A、膜蒸馏B、渗透蒸馏,膜分离特性,膜分离特点,优点,无相变，能耗低；,结构紧凑，维修成本低。,分离条件温和；,操作方便，易于
2、实现自动化；,缺点,易发生膜污染，分离性能下降；,稳定性、耐热性、耐药性低，,使用范围有限；,单独分离功能有限，需与其它,组合使用。,由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及容纳这些部件的容器构成的一个单元称为膜组件。膜组件的种类：管式膜组件：常用于微滤与超滤。中空纤维帘式膜组件：常用于微滤与超滤。平板膜组件：常用于微滤与超滤。卷式膜组件：可用于微滤、超滤、纳滤与反渗透。碟管式膜组件：可用于纳滤、反渗透。,膜组件,膜组件-管式膜组件,膜组件-中空纤维帘式膜组件,膜组件-平板膜组件,膜组件-卷式膜组件,膜组件-碟管式膜组件,纳滤膜简介,纳滤膜（NF膜）介于RO膜和UF膜之间，近十几年来发展迅速，是当前膜
3、分离技术研究与开发的热点之一。NF膜的研究可以追溯到20世纪70年代J. E. Cadotte对N系列膜的开发。早期，有人称纳滤膜为“疏松的反渗透膜”，将介于反渗透和超滤之间的膜分离技术称为“杂化过滤”。直到20世纪80年代，才渐趋统一，称为纳滤。纳滤是由反渗透膜发展而来的。实验证明，它能使90%的NaCl透过膜，而使99%蔗糖被膜截留。非对称膜平均孔径为2nm，故被命名为“纳滤膜”。,纳滤膜特点,两个显著特征：一个是其截留分子量介于RO和UF之间，为2002000，因而推测NF的表面分离层可能有1nm左右的微孔结构，即具有纳米级孔径；另一个是NF膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面分离层由
4、聚电解质所构成（大多是复合型膜），对离子有静电相互作用。受膜与离子间Donnan效应的影响，NF膜对不同价态的离子截留能力不同。 对于阴离子，截留率为NO3-Cl-OH-SO42-CO32- 对于阳离子，截留率为H+Na+Ca2+Mg2+NF膜能截留透过UF膜的那部分相对分子质量较小的有机物，而又能渗透被RO膜所截留的无机盐。操作压力比RO低（一般低于1.0MPa），通量比RO大。,反渗透膜简介,反渗透是利用压力差为动力的膜分离技术，分离粒径一般小于0.1nm，其分离粒子级别可达到离子级别，是最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，能够去除可溶性的金属盐、有机
5、污染物、细菌、胶体粒子、发热物质，其脱盐率大于99%，对COD、氨氮及总氮的脱除率可以达到95%以上，出水水质自稳定。,反渗透膜具有明显的方向性和选择性。所谓方向性就是将膜表面置于高压盐水中进行脱盐，压力升高膜的透水量、脱盐率也增高；而将膜的支撑层置于高压盐水中，压力升高脱盐率几乎为0，透水量却大大增加。由于膜具有这种方向性，应用时不能反向使用。反渗透对水中离子和有机物的分离特性不尽相同，主要有以下几点：1）有机物比无机物容易分离。2）电解质比非电解质容易分离。高电荷的电解质更容易分离，其去除率顺序一般如下：阳离子：Al3+ Fe3+ Ca2+ Na+ 阴离子：PO43- SO42-Cl- 对
6、于非电解质，分子越大越容易去除。3）无机离子的去除率与离子水合状态中的水合物及水合离子半径有关。水合离子半径越大，越容易被除去，去除率顺序如下： Mg2+、Ca2+ Li+ Na+ K+；F- Cl- Br-NO3-,反渗透膜特点,反渗透膜特点,4）对极性有机物的分离规律：醛醇胺酸，叔胺仲胺伯胺，柠檬酸酒石酸苹果酸乳酸醋酸5）对异构体：叔 异 仲 原6）有机物的钠盐分离性能好，而苯酚和苯酚的衍生物则显示了负分离。极性或非极性、离解或非离解的有机溶质的水溶液，当它们进行膜分离时，溶质、溶剂和膜间的相互作用力，决定了膜的选择透过性，这些作用包括静电力、氢键结合力、疏水性和电子转移四种类型。7）一般
7、溶质对膜的物理性质或传递性质影响都不大，只有酚或某些低分子量有机化合物会使醋酸纤维素在水溶液中膨胀，这些组分的存在，一般会使膜的水通量下降，有时还会下降的很多。8）硝酸盐、高氯酸盐、氰化物、硫代氰酸盐的脱除效果不如氯化物好，铵盐的脱除效果不如钠盐。9）而相对分子质量大于150的大多数组分，不管是电解质还是非电解质，都能很好脱除。,纳滤、反渗透设计常用术语,1)产水：又称渗透水，淡水，是反渗透系统的净化水。2)给水：又称供给水，供水，是进入反渗透膜系统的供给水流。3)浓水：又称盐水，是反渗透系统的浓缩废液。4)产水量：膜元件、膜组件系列或系统每小时生产淡水的能力。5)膜元件：组成反渗透膜组件的单
8、个反渗透膜滤元。6)膜组件：含有一个或多个反渗透膜元件的压力容器。7)段：膜组件的浓水流经下一组膜组件处理、流经几次膜组件即称为几段。8)级：膜组件的产品水再经下一组膜组件处理，产品水经几次膜组件处理即称为几级。9)水通量：单位时间内透过膜元件（组件）单位膜表面积的水量。10)回收率：淡水与供水之比，以百分比表示。,纳滤、反渗透设计过程中的级与段,一级三段式反渗透系统,两级一段式反渗透系统,纳滤、反渗透设计模拟软件,纳滤、反渗透设计模拟软件,纳滤、反渗透设计模拟软件,纳滤、反渗透设计模拟软件,纳滤、反渗透设计模拟软件,纳滤、反渗透设计模拟软件,反渗透工艺用于海水淡化的动画模拟,Thank You！,
