除鹽納濾膜

濃縮提出技術(shù)可采用的膜組件主要有：卷式膜，管式膜，中空纖維膜。

采用納濾膜分離技術(shù)濃縮提純的優(yōu)點(diǎn)：

1. 濃縮純化過程在常溫下進(jìn)行，無相變，無化學(xué)反應(yīng)，不帶入其他雜質(zhì)及造成產(chǎn)品的分解變性，特別適合于熱敏性物質(zhì)。

2. 可脫除產(chǎn)品的鹽分，減少產(chǎn)品灰分，提高產(chǎn)品純度，相對于溶劑脫鹽，不僅產(chǎn)品品質(zhì)更好，且收率還能有所提高。

3. 工藝過程收率高，損失少

4. 可回收溶液中的酸，堿，醇等有效物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用

5. 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡介緊湊，占地面積小，能耗低

6. 操作簡便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)，穩(wěn)定性好，維護(hù)方便。

納濾(NF)膜的研制與應(yīng)用較反滲透膜大約晚20年。20世紀(jì)70年代J·E·Cadotte研究NS-300膜，即為研究NF膜的開始。當(dāng)時(shí)，以色列脫鹽公司用“混合過濾”(hybrid filtration)來表示介于反滲透與超濾之間的膜分離過程，稱為松散反滲透(loose RO)膜。后來美國的Filmtec公司把這種膜技術(shù)稱為納濾，一直沿用至今。之后，納濾技術(shù)發(fā)展得很快，膜組件于80年代中期商品化。納濾技術(shù)已成為世界膜分離領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。

納濾膜對二價(jià)離子，功能性糖類，小分子色素，多肽，頭孢菌素等物質(zhì)的截留性高于98%，而對一些單價(jià)離子，小分子酸堿，醇等有30-50%的透過性能，常用于溶質(zhì)的分級(jí)，溶液中低分子物質(zhì)的洗脫和離子組分的調(diào)整，溶液體系的濃縮等流體物質(zhì)的分離，精制，濃縮，脫鹽等工藝過程中。比如結(jié)晶母液的回收，樹脂解析液的濃縮，熱敏性物質(zhì)的濃縮純化等。

納濾膜分離技術(shù)常被用于取代傳統(tǒng)的冷凍干燥，薄膜蒸發(fā)，離子交換除鹽，樹脂工藝濃縮，中和等工藝過程。

使用特征：高脫鹽率

標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率：99.5%

透過水量：2,400(9.1)gpd

操作壓力：110(0.76)psi(Mpa)

測試液濃度：500mg/L

單支元件回收率或濃水流量：15%

(1) 納濾膜定義 對納濾膜的準(zhǔn)確定義、機(jī)制、特征等的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不充分。學(xué)術(shù)界比較統(tǒng)一的解釋納濾膜的定義包括以下七個(gè)方面：

① 納濾膜介于反滲透和超濾膜之間，其膜表面分離皮層可能具有納米級(jí)微孔結(jié)構(gòu)。

② 相對于反滲透膜NaCI的脫除率均在95%以上，一般將NaCI脫除率為90%以下的膜均可稱之為納濾膜。

③ 反滲透膜幾乎對所有溶質(zhì)都有很高的脫除率，而納濾膜只對特定的溶質(zhì)具有脫除率。

④ 納濾膜孔徑在1nm以上，一般1～2nm。

⑤ 主要去除一個(gè)納米左右的溶質(zhì)粒子，截留分子量在200～1000道爾頓。

⑥ 反滲透膜幾乎均為聚酰胺材質(zhì)，而納濾膜材料可采用多種材質(zhì)，如醋酸纖維素、醋酸-三醋酸纖維素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、芳香聚酰胺復(fù)合材料和無機(jī)材料等。

⑦ 一般納濾膜的表面形成高聚物電解質(zhì)因而常常有較強(qiáng)的負(fù)電荷性。

(2) 納濾原理 與超濾及反滲透等膜分離過程一樣，納濾也是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過程，是一個(gè)不可逆過程。其分離機(jī)制可以運(yùn)用電荷模型(空間電荷模型和固定電荷模型)、細(xì)孔模型以及近年來才提出的靜電排斥和立體阻礙模型等來描述。與其他膜分離過程比較，納濾的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能截留透過超濾膜的小分子量的有機(jī)物，又能透析反滲透膜所截留的部分無機(jī)鹽——也就是能使“濃縮”與脫鹽同步進(jìn)行。

NF膜分離需要的跨膜壓差一般為0.5～2.0MPa，比用反滲透膜達(dá)到同樣的滲透能量所必須施加的壓差低0.5～3MPa。在同等的外加壓力下，納濾的通量要比反滲透大得多，而在通量一定時(shí)，納濾所需的壓力則比反滲透的低很多。所以用納濾代替反滲透時(shí)，“濃縮”過程可更有效、快速地進(jìn)行，并達(dá)到較大的“濃縮”倍數(shù)。一般來講，在使用納濾膜進(jìn)行的膜分離過程中，溶液中各種溶質(zhì)的截留率有如下規(guī)律：

① 隨著摩爾質(zhì)量的增加而增加;

② 在給定進(jìn)料濃度的情況下，隨著跨膜壓差的增加而增加;

③ 在給定壓力的情況下，隨著濃度的增加而下降;

④ 對于陰離子來說，按NO3ˉ、CIˉ、OHˉ、SO42ˉ、CO42ˉ 順序上升。

⑤ 對于陽離子來說，按H 、Na 、K 、Ca2 、Mg2 、Cu2 順序上升。

(3) 納濾膜應(yīng)用 納濾膜的這些性能決定了其在飲水處理中特有的廣闊的應(yīng)用，簡述如下。

① 軟化：膜軟化水主要是利用納濾膜對不同價(jià)態(tài)離子的選擇透過特性而實(shí)現(xiàn)對水的軟化。膜軟化在去硬度的同時(shí)，還可以去除其中的濁度、色度和有機(jī)物，其出水水質(zhì)明顯優(yōu)于其他軟化工藝。而且膜軟化具有無須再生、無污染產(chǎn)生、操作簡單、占地面積省等優(yōu)點(diǎn)，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

膜軟化在美國已很普遍，佛羅里達(dá)州近10多年來新的軟化水廠都采用膜法軟化，代替常規(guī)的石灰軟化和離子交換過程。近幾年來，隨著納濾性能的不斷提高，納濾膜組件的價(jià)格不斷下降，膜軟化法在投資、操作、維護(hù)等方面已優(yōu)于或接近于常規(guī)法。

② 用于去除水中有機(jī)物：納濾膜在飲水處理中除了軟化之外，多用于脫色、去除天然有機(jī)物與合成有機(jī)物(如農(nóng)藥等)、三致物質(zhì)、消毒副產(chǎn)物(三鹵甲烷和鹵乙酸)及其前體和揮發(fā)性有機(jī)物，保證飲用水的生物穩(wěn)定性等。2100433B

連續(xù)電除鹽裝置(EDI，Electro-deionization或CDI，ContinuousElectrodeionization)，是利用混合離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子，同時(shí)這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下，分別透過陰陽離子交換膜而被去除的過程。此過程離子交換樹脂不需要用酸和堿再生。這一新技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的離子交換(DI)裝置，生產(chǎn)出電阻率高達(dá)18MΩ·cm的超純水。

①穩(wěn)壓范圍寬，輸入電壓變動(dòng)±20%仍可正常使用。

②效率高，產(chǎn)品具有功率因素校正電路，功率因數(shù)可達(dá)0.98以上。

③輸出電壓電流無級(jí)連續(xù)可調(diào),穩(wěn)壓穩(wěn)流自動(dòng)切換。

④負(fù)載由最小至最大值的穩(wěn)流變化小于0.1%。

⑤安全性能高,輸出端可任意短接不會(huì)造成機(jī)器損壞,且短接電流可由零至最大值連續(xù)調(diào)整。

⑥采用先進(jìn)的高頻脈寬調(diào)制技術(shù),具有穩(wěn)定度強(qiáng)、精度高，體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)。

edi電除鹽裝置穩(wěn)定的制水技術(shù)，已在各領(lǐng)域越來越被重視，多家企業(yè)以應(yīng)用電除鹽技術(shù)替代了傳統(tǒng)超純水設(shè)備。

但是電滲析有個(gè)很大的缺點(diǎn)，就是操作復(fù)雜，而且設(shè)備極易損壞。在兩個(gè)極水室里容易形成垢。所以必須每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次倒極，這樣原來的濃水室變成淡水室，原來的淡水室變成濃水室。

混和離子交換除鹽雖然看已達(dá)到較好的水質(zhì)要求，但是交換樹脂必須定期再生，再生時(shí)產(chǎn)生了酸堿損耗，并且產(chǎn)生污染，增加水耗?；旌蜆渲€一直存在再生時(shí)分層不清的技術(shù)困難，雖然有很多方法可以解決，但是效果都不佳。

而連續(xù)電除鹽技術(shù)，則是將這兩種方法相結(jié)合。在電滲析的每隔一個(gè)室里裝上混和離子交換樹脂，這樣，在電除鹽的同時(shí)也進(jìn)行離子交換，并且還有混合離子交混樹脂便邊交換邊再生的優(yōu)勢，無須酸堿再生，大大減少了污染節(jié)約了運(yùn)行成本。