納濾反滲透簡介課件

納濾（NF）、反滲透（RO）技術介紹2013-3-7膜分離

膜分離法系指以壓力為推動力，依靠膜的選擇性，將液體中的組分進行分離的方法。膜過濾法的核心是膜本身，膜必須是半透膜，即能透過一種物質(zhì),而阻礙另一種物質(zhì)。膜分離技術類型以推動力的過程分類：1、濃度差為推動力的過程：透析技術(DS)2、電場力為推動力的過程：

A、電透析

B、離子交換電透析3、靜壓力差為推動力的過程：

A、微濾(MF)

B、超濾(UF)C、納濾(NF)

D、反滲透(RO)4、蒸氣壓差為推動力的過程：A、膜蒸餾

B、滲透蒸餾膜分離特性膜分離特點優(yōu)點無相變，能耗低；結構緊湊，維修成本低。分離條件溫和；操作方便，易于實現(xiàn)自動化；缺點

易發(fā)生膜污染，分離性能下降；

穩(wěn)定性、耐熱性、耐藥性低，

使用范圍有限；

單獨分離功能有限，需與其它

組合使用。

由膜、固定膜的支撐體、間隔物以及容納這些部件的容器構成的一個單元稱為膜組件。膜組件的種類：管式膜組件：常用于微濾與超濾。中空纖維簾式膜組件：常用于微濾與超濾。平板膜組件：常用于微濾與超濾。卷式膜組件：可用于微濾、超濾、納濾與反滲透。碟管式膜組件：可用于納濾、反滲透。膜組件膜組件----管式膜組件膜組件----中空纖維簾式膜組件膜組件----平板膜組件膜組件----卷式膜組件膜組件----碟管式膜組件濃縮液進料透過液納濾膜簡介納濾膜（NF膜）介于RO膜和UF膜之間，近十幾年來發(fā)展迅速，是當前膜分離技術研究與開發(fā)的熱點之一。NF膜的研究可以追溯到20世紀70年代J.E.Cadotte對N系列膜的開發(fā)。早期，有人稱納濾膜為“疏松的反滲透膜”，將介于反滲透和超濾之間的膜分離技術稱為“雜化過濾”。直到20世紀80年代，才漸趨統(tǒng)一，稱為納濾。納濾是由反滲透膜發(fā)展而來的。實驗證明，它能使90%的NaCl透過膜，而使99%蔗糖被膜截留。非對稱膜平均孔徑為2nm，故被命名為“納濾膜”。納濾膜特點兩個顯著特征：一個是其截留分子量介于RO和UF之間，為200～2000，因而推測NF的表面分離層可能有1nm左右的微孔結構，即具有納米級孔徑；另一個是NF膜對無機鹽有一定的截留率，因為它的表面分離層由聚電解質(zhì)所構成（大多是復合型膜），對離子有靜電相互作用。受膜與離子間Donnan效應的影響，NF膜對不同價態(tài)的離子截留能力不同。對于陰離子，截留率為NO3-＜Cl-＜OH-＜SO42-＜CO32-

對于陽離子，截留率為H+＜Na+＜Ca2+＜Mg2+NF膜能截留透過UF膜的那部分相對分子質(zhì)量較小的有機物，而又能滲透被RO膜所截留的無機鹽。操作壓力比RO低（一般低于1.0MPa），通量比RO大。反滲透膜簡介反滲透是利用壓力差為動力的膜分離技術，分離粒徑一般小于0.1nm，其分離粒子級別可達到離子級別，是最精密的膜法液體分離技術，它能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100的有機物，能夠去除可溶性的金屬鹽、有機污染物、細菌、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì)，其脫鹽率大于99%，對COD、氨氮及總氮的脫除率可以達到95%以上，出水水質(zhì)自穩(wěn)定。反滲透膜具有明顯的方向性和選擇性。所謂方向性就是將膜表面置于高壓鹽水中進行脫鹽，壓力升高膜的透水量、脫鹽率也增高；而將膜的支撐層置于高壓鹽水中，壓力升高脫鹽率幾乎為0，透水量卻大大增加。由于膜具有這種方向性，應用時不能反向使用。反滲透對水中離子和有機物的分離特性不盡相同，主要有以下幾點：

1）有機物比無機物容易分離。

2）電解質(zhì)比非電解質(zhì)容易分離。高電荷的電解質(zhì)更容易分離，其去除率順序一般如下：陽離子：Al3+>Fe3+>Ca2+>Na+

陰離子：PO43->SO42->Cl-對于非電解質(zhì)，分子越大越容易去除。

3）無機離子的去除率與離子水合狀態(tài)中的水合物及水合離子半徑有關。水合離子半徑越大，越容易被除去，去除率順序如下：

Mg2+、Ca2+>Li+>Na+>K+；F->Cl->Br->NO3-反滲透膜特點反滲透膜特點

4）對極性有機物的分離規(guī)律：醛>醇>胺>酸，叔胺>仲胺>伯胺，檸檬酸>酒石酸>蘋果酸>乳酸>醋酸

5）對異構體：叔>異>仲>原

6）有機物的鈉鹽分離性能好，而苯酚和苯酚的衍生物則顯示了負分離。極性或非極性、離解或非離解的有機溶質(zhì)的水溶液，當它們進行膜分離時，溶質(zhì)、溶劑和膜間的相互作用力，決定了膜的選擇透過性，這些作用包括靜電力、氫鍵結合力、疏水性和電子轉(zhuǎn)移四種類型。

7）一般溶質(zhì)對膜的物理性質(zhì)或傳遞性質(zhì)影響都不大，只有酚或某些低分子量有機化合物會使醋酸纖維素在水溶液中膨脹，這些組分的存在，一般會使膜的水通量下降，有時還會下降的很多。

8）硝酸鹽、高氯酸鹽、氰化物、硫代氰酸鹽的脫除效果不如氯化物好，銨鹽的脫除效果不如鈉鹽。

9）而相對分子質(zhì)量大于150的大多數(shù)組分，不管是電解質(zhì)還是非電解質(zhì)，都能很好脫除。納濾、反滲透設計常用術語1)產(chǎn)水：又稱滲透水，淡水，是反滲透系統(tǒng)的凈化水。2)給水：又稱供給水，供水，是進入反滲透膜系統(tǒng)的供給水流。3)濃水：又稱鹽水，是反滲透系統(tǒng)的濃縮廢液。4)產(chǎn)水量：膜元件、膜組件系列或系統(tǒng)每小時生產(chǎn)淡水的能力。5)膜元件：組成反滲透膜組件的單個反滲透膜濾元。6)膜組件：含有一個或多個反滲透膜元件的壓力容器。7)段：膜組件的濃水流經(jīng)下一組膜組件處理、流經(jīng)幾次膜組件即稱為幾段。8)級：膜組件的產(chǎn)品水再經(jīng)下一組膜組件處理，產(chǎn)品水經(jīng)幾次膜組件處理即稱為幾級。9)水通量：單位時間內(nèi)透過膜元件（組件）單位膜表面積的水量。10)回收率：淡水與供水之比，以百分比表示。納濾、反滲透設計過程中的級與段產(chǎn)水二級RO二級泵二級泵一級泵一級RO