【水力驱动自清洗过滤器分离纳滤膜】基本说明
水力驱动全自动过滤器分离纳滤膜的原理
纳滤膜的成膜材料基本上与反渗透材料相同。商品化纳滤膜的膜材质主要有以下几种:醋酸纤维素(CA)、磺化聚砜(SPS)、磺化聚醚砜(SPES)和聚乙烯醇(PVA)等。无机材料制备的纳滤膜目前也已商品化。
纳滤膜的制备工艺大致有以下几种:相转化法、稀溶液涂层法、界面聚合法、热诱导相转化法、化学改良法等,其中界面聚合法是制备纳滤膜X常用的方法。无机材料纳滤膜一般采用溶胶-混凝法制备。
不同纳滤膜的分离性能不完全相同。他们有一个共同点,即膜对单价离子的截留率低,对硫酸根和蔗糖的截留率高,膜对单价离子的截留率随溶液浓度的增高而迅速下降。膜的这些特性受控于膜材料、膜结构形态和膜的表面性质等。
纳滤膜有2个特性:
1、对不同有机物组分的分离性能,分子量的“切割”范围约为200-1000;
2、膜表面负电荷对不同电荷和不同价态阴离子的Donnan点位不一样。纳滤膜的X特性能决定了它的应用范围,适用于下述三种情况下的物质分离:
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;
3、要求对高分子量有机物与低分子量有机物进行分离。在过去的很长一段时间里,纳滤膜被称为X低压反渗透膜,或称选择性反渗透膜或松散反渗透膜。曾对纳滤膜的分离性能进行了具体的定义:操作压力≤1.50mPa,截留分子量200~1000,NaCl的截留率≤90%的膜可以认为是纳滤膜。现在,纳滤技术已经从反渗透技术中分离出来,成为介于X滤和反渗透技术之间的X立的分离技术,己经广泛应用于海水淡化、X纯水制造、食品工业、环境保护等诸多X域,成为膜分离技术中的一个重要的分支。
纳滤技术原理
a.溶解--扩散原理:渗透物溶解在膜中,并沿着它的推动力梯度扩散传递,在膜的表面形成物相之间的化学平衡,传递的形式是:能量=浓度o淌度o推动力,使得一种物质通过膜的时候必须克服渗透压力。
b.电效应:纳滤膜与电解质离子间形成静电作用,电解质盐离子的电荷强度不同,造成膜对离子的截留率有差异,在含有不同价态离子的多元体系中,由于道南(DONNAN)效应,使得膜对不同离子的选择性不一样,不同的离子通过膜的比例也不相同。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。根据文献说明,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=μjzj.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。
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NF膜介于RO与UF膜之间,对NaCL的脱除率在90%以下,RO膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率,但NF膜只对特定的溶质具有高脱除率;
NF膜主要去除直径为1个纳米 ( nm ) 左右的溶质粒子,截留分子量为100~1000,在饮用水X域主要用于脱除三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物,Ca、Mg等硬度成分及蒸发残留物质。