纳滤膜分离技术处理饮用水的应用研究-综合新能源论文(1)

上传者：网友
|

翻新时间：2022-10-22

收藏到账号

全屏

纳滤膜分离技术处理饮用水的应用研究-综合新能源论文(1)

论文摘要：简要介绍了纳滤膜的定义及原理，并利用自行设计的小型设备对纳滤NF

1、纳滤NF7两种型号膜组件的性能进行了分析比较。论文关键词：饮用水、水处理、纳滤膜分离技术【前言】膜分离技术是物质分离技术中的一个单元操作。

膜法分离的最大特点是驱动力主要为压力，不伴随需要大量热能的变化。因而有节能、可连续操作、便于自动化等优点。

膜分离中的微滤（MF）、超滤（UF）不能脱除各种低分子物质，故单独使用时，出水质量仍较差。反渗透膜（RO）有较强的去除率，但在去除有害物质的同时也去除了水中大量有益的无机离子，出水呈酸性，不符合人体需要。

而纳滤膜（NF）分离技术在有效去除水中有害物质的同时，还能保留大多数人体必须的无机离子，且出水pH值变化不大。这种水处理方法对于我国目前的饮食结构而言，尤其是营养结构单一的人员来说，更易被接受，也更加合理。

为进一步开发和研究纳滤膜，以便其更有效地应用于水处理，我们安装了两种型号的纳滤膜设备并进行了比较研究，这两种型号的纳滤膜均由美国Trisep公司生产，材质为PA，型号分别为NF1（NFTS40）和NF7（NFTS80）。

1、纳滤膜的定义及分离原理1.1纳滤膜的定义、特点NF膜早期被称为松散反渗透（LooseRO）膜，是80年代初继典型的RO复合膜之后开发出来的。可这样来论述“纳滤”的概念：适宜于分离分子量在200g/mol以上，分子大小约为1nm的溶解组分的膜工艺。

纳滤膜的一个特点是具有离子选择性：具有一价阴离子的盐可以大量渗过膜（但并不是无阻挡的），然而膜对具有多价阴离子的盐（例如硫酸盐和碳酸盐）的截留率则高得多。因此，盐的渗透性主要由阴离子的价态决定。

1.2纳滤膜的分离原理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［1］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=μj+zj.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（称为法拉第常数）；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。

2、纳滤膜处理饮用水的应用研究2.1纳滤膜处理饮用水的流程为增强两种型号膜组件的可比性，我们采用同一流程，即：原水→10μm保安过滤器→活性炭过滤→5μm保安过滤器→NF7→出水。原水→10μm保安过滤器→活性炭过滤→5μm保安过滤器→NF1→出水。

其中，10μm保安过滤器用来除去原水中的悬浮物；活性炭吸附可去除水中的部分有机物；5μm保安过滤器用以保证膜组件的安全正常使用。2.2试验结果的分析讨论2.2.1TOC结果比较为了研究NF

1、NF7两种膜对有机物的去除情况，在相同条件下取原水、活性炭出水及产水率为15%时的NF

1、NF7出水水样测定TOC，结果见图1.由图1可知，在TOC的去除效果上，活性炭对TOC有一定的去除效果，但仍有一部分未能去除；纳滤NF1对TOC