陶氏纳滤膜的分离原理与在微污

陶氏纳滤膜的分离原理与在微污染水处理中的应用

文章出处:作者:李立

  NF膜早期被称为松散陶氏反渗透膜,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。陶氏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),反渗透,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。

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陶氏纳滤膜

  一、陶氏纳滤膜的分离原理

  1、对有机物的分离

  纳滤对于有机溶质的分离属于筛网效应,其脱除率主要与相对分子品质大小和分子形状有关。由于有机物分子不能被膜的表面排斥,而且有机物倾向于降低溶液与膜之间的表面张力,因此一些相对分子品质小于100的有机物分子很容易聚集在膜表面,容易通过膜的孔隙;相对分子品质在100~200之间的有机物分子能被脱除一部分;相对分子品质在200以上的有机物分子,基本上能被完全分离。

陶氏膜3.jpg

陶氏纳滤膜

  2、对无机物的分离

  NF膜大多为荷电膜,其对无机盐的分离行为不仅由化学势梯度控制,同时也受到电势梯度的影响,即膜的行为与其荷电性能以及溶质荷电状态和相互作用都有关系。根据Donnan平衡模型,将荷电基团的膜置于盐溶液时,溶液中的反离子即与膜所带电荷相反的离子,在膜内的浓度大于其在主体溶液中的浓度;而同名离子即与膜所带电荷相同的离子,在膜内的浓度低于其在主体溶液中的浓度,由此形成了Donnan位差,供水,阻止了同名离子从主体溶液向膜内的扩散,为了保持电中性,反离子同时被膜截留。

  二、陶氏纳滤膜技术在微污染水处理中的应用

  水源中对人体极为有害甚至具有“三致”作用的有机污染物具有以下特性:

  1、分子量在800以下,主要在200左右。

  2、非极性或中等极性。

陶氏ro膜2.jpg

陶氏纳滤膜

  3、多核芳烃。纳滤膜技术的特点决定了其在饮用水制备方面具有独特的作用,主要体现在对各种有害有毒有机物及无极盐类的去除,可有效截留杂质、细菌和病原菌,去除水中各类微量有机污染物,特别是高毒及具有“三致”作用的污染物。依据电荷效应,纳滤膜可以降低水质硬度,去除饮用水中对人体有害的硝酸盐、砷、氟化物和重金属等无机污染物;依据筛分效应,纳滤膜可以有效地去除农药残留物、三氯甲烷及其中间体、环境荷尔蒙物质、激素以及天然有机物等有机污染物。纳滤技术用于处理受微污染的饮用水,具有分离效率高、易控制、工艺流程简捷,供水,使用灵活,对无机物去除率低,膜的结垢和污染程度轻,膜通量高,产水不需矿化等特点,使用NF膜从含盐量不高的水源获得优质饮用水,出水水质优质稳定、安全性高、生物稳定性好,同时可以降低消毒加氯量。结果表明,该工艺可有效去除有机物、消毒副产物、氨氮及亚硝酸盐等有毒有害物质,对有机微污染物去除率高达80%以上,可使净化水达到较高饮水标准。

  使用纳滤膜处理微污染水,不但能有效去除水中的无机和有机污染物等有害物质,能满足对饮用水中高毒及“三致”作用的有机物去除的要求,而且对水中的Ca2+、NaCl等矿物质截留率低,从而保留水中一部分人体所需的矿物质,是处理微污染水和制备优质饮用水的有效方法,在饮用水深度处理中有广阔的应用前景。

西安迪奥环保科技有限公司

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