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中水回用设备在污水处理中的应用
点击次数:341 发布时间:2017-12-22

纳滤膜的材质和性能特点

  经过了20世纪70年代到90年代的发展,纳滤膜技术在稳定性、选择性和通量方面取得了不断的进步,在水质净化、饮料乳制品分离浓污水处理设备缩、化工生产等行业得到了广泛的应用.目前纳滤可以实现对分子量范围在150~2000 Da的有机物以及单价/多价盐的混合溶液的浓缩、分离和纯化,其运行的操作压力一般在0.2~4.0 MPa之间.由于具有荷电效应

纳滤膜对水溶液中单价和多价离子具有选择透过性,二价和多价离子的截留率很高,一价离子的截留率较低.考察纳滤膜的主要性能指标袁丽有:溶剂渗透系数/渗透通量、溶质截留率和产水量/水回收率,与其他压力驱动膜过滤过程相似,通量或者是渗透系数的大小是决定膜性能的关键指标.除少数用于特殊溶剂过滤之外,多数纳滤膜采用亲水性材料制备.

纳滤膜的截留率主要由分子尺寸、亲疏水性和电荷大小决定,此外,分子形状和偶极矩等因素可能也起到了重要的作用.溶液pH值的变化同时影响着膜面电荷和溶液电荷,纳滤膜对溶质的截留率可能因此而高于或低于预期值.对于纳滤膜系统来说,通常的水回收率在40%~90%之间,具体与处理对象和设计参数有关.

  目前市售的商用纳滤膜产品通常由聚合物支撑层组成的复合材料设计制作而成,按照膜结构类型主要有螺旋缠绕卷式结构(spiral wound,SW)、板框式结构(plate and frame)、中空纤维结构(hollow fiber)、毛细管结构(capillary)、管式结构(tubular),其中螺旋卷式膜结构的膜元件占据了纳滤和反渗透膜全球市场份额的91%.由于设计上的特点,螺旋卷式膜结构的膜组件对颗粒物污染极为敏感,水中较高的颗粒物含量会导致膜系统产率的降低、缩短膜元件寿命

因此纳滤膜系统进水水质通常需要满足污染密度指数(silt density index,SDI) < 5的要求.常用的膜材料主要有聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)、聚乙烯(polyethylene,PE)、醋酸纤维素(cellulose acetate,CA)、演员的诞生聚丙烯(polypropylene,PP)、磺化聚砜(sulfonated polysulfone,SPS)、磺化聚醚砜(sulfonated polyether sulfone,SPES)、聚酰胺(polyamide,PA)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)等,其中聚酰胺材质通常被用于制备纳滤膜结构中的薄膜层.在纳滤膜品牌方面,目前应用较多的产品

  陶氏化学(Dow-Filmtec)的纳滤膜主要分为NF270、NF90、NF200、NF 4种型号,其中NF90为全芳香高交联度聚酰胺膜,而其余的为聚类(polypiperazine amide)复合膜,它通过改变的解离度以控制纳滤膜对离子的截留性能,得到适千里环保于不同用途的纳滤膜产品.NF270产水量高,主要用于水中总有机碳(TOC)和三卤代烷(THM)前驱物的去除,对硬度去除率中等,对盐分去除率中等偏低(Table 1);NF200对除草剂和TOC具有很高的脱除率,对硬度的去除率中等;NF90能够高度脱除水中的盐分(90%),除去除杀虫剂、除草剂和有机物外,还可有效去除硝酸盐、铁等离子;NF主要用于工艺物料浓缩,截留分子量200 Da以上的有机物而允许单价盐透过.

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