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應(yīng)用案例
納濾膜分離技術(shù)在飲用水的處理應(yīng)用
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發(fā)布時間：2008-07-29
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| 【中文關(guān)鍵詞】 | 納濾膜分離技術(shù)在飲用水的處理應(yīng)用 侯立安 左莉 郭珍珍 |
| 【摘要】 | |
| 【部分正文預(yù)覽】 | 摘要： 簡要介紹了納濾膜的定義及原理，并利用自行設(shè)計的小型設(shè)備對納濾NF1、納濾NF7兩種型號膜組件的性能進行了分析比較。
關(guān)鍵字： 飲用水 水處理 納濾 膜分離技術(shù)
Study on Application of Nanofiltration Membrane in Drinking Water Treatment
Hou Lian et al
Abstract：This paper introduced the conception and the isolated mechanism of nanofiltration.A property comparision was made between the NF1 and NF7 using the equipment designed by the authors.
0 前言
膜分離技術(shù)是物質(zhì)分離技術(shù)中的一個單元操作。膜法分離的最大特點是驅(qū)動力主要為壓力，不伴隨需要大量熱能的變化。因而有節(jié)能、可連續(xù)操作、便于自動化等優(yōu)點。膜分離中的微濾(MF)、超濾(UF)不能脫除各種低分子物質(zhì)，故單獨使用時，出水質(zhì)量仍較差。反滲透膜(RO)有較強的去除率，但在去除有害物質(zhì)的同時也去除了水中大量有益的無機離子，出水呈酸性，不符合人體需要。而納濾膜(NF)分離技術(shù)在有效去除水中有害物質(zhì)的同時，還能保留大多數(shù)人體必須的無機離子，且出水pH值變化不大。這種水處理方法對于我國目前的飲食結(jié)構(gòu)而言，尤其是營養(yǎng)結(jié)構(gòu)單一的人員來說，更易被接受，也更加合理。
為進一步開發(fā)和研究納濾膜，以便其更有效地應(yīng)用于水處理，我們安裝了兩種型號的納濾膜設(shè)備并進行了比較研究，這兩種型號的納濾膜均由美國Trisep公司生產(chǎn)，材質(zhì)為PA，型號分別為NF1(NFTS40)和NF7(NFTS80)。
1 納濾膜的定義及分離原理
1.1 納濾膜的定義、特點
NF膜早期被稱為松散反滲透(Loose RO)膜，是80年代初繼典型的RO復(fù)合膜之后開發(fā)出來的。可這樣來論述“納濾”的概念：適宜于分離分子量在200g/mol以上，分子大小約為1nm的溶解組分的膜工藝。
納濾膜的一個特點是具有離子選擇性：具有一價陰離子的鹽可以大量滲過膜(但并不是無阻擋的)，然而膜對具有多價陰離子的鹽(例如硫酸鹽和碳酸鹽)的截留率則高得多。因此，鹽的滲透性主要由陰離子的價態(tài)決定。
1.2 納濾膜的分離原理
納濾過程之所以具有離子選擇性，是由于在膜上或者膜中有負的帶電基團，它們通過靜電互相作用，阻礙多價離子的滲透。根據(jù)文獻［1］說明，可能的荷電密度為0.5～2meq/g。
為此，我們可用道南效應(yīng)加以解釋：
ηj=μj+zj.F.φ
式中ηj——電化學(xué)勢；
μj——化學(xué)勢；
zj——被考查組分的電荷數(shù)；
F——每摩爾簡單荷電組分的電荷量(稱為法拉第常數(shù))；
φ——相的內(nèi)電位，并且具有電壓的量綱。
式中的電化學(xué)勢不同于熟知的化學(xué)勢，是由于附加了zj.F.φ項，該項包括了電場對滲透離子的影響。利用此式，可以推導(dǎo)出體系中的離子分布，以計算出納濾膜的分離性能。
2 納濾膜處理飲用水的應(yīng)用研究
2.1 納濾膜處理飲用水的流程
為增強兩種型號膜組件的可比性，我們采用同一流程，即：
原水→10μm保安過濾器→活性炭過濾→5μm保安過濾器→NF7→出水。
原水→10μm保安過濾器→活性炭過濾→5μm保安過濾器→NF1→出水。
其中，10μm保安過濾器用來除去原水中的懸浮物；活性炭吸附可去除水中的部分有機物；5μm保安過濾器用以保證膜組件的安全正常使用。
2.2 試驗結(jié)果的分析討論
2.2.1 TOC結(jié)果比較
為了研究NF1、NF7兩種膜對有機物的去除情況，在相同條件下取原水、活性炭出水及產(chǎn)水率為15%時的NF1、NF7出水水樣測定TOC，結(jié)果見圖1。
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