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水处理纳滤膜技术特点及膜性质阐述

  纳滤膜的孔径和表面荷电特征使其分离具有两个特性,即筛分效应和电荷效应。大多数的纳滤是多层聚合物组成的复合型膜,纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜。纳滤膜的表层孔径范围在纳米级(10-9m),平均孔径为2mm,相对分子质量截留范围为200-1000。其表面分离层通常荷负电化学基团,多数纳滤膜表面荷负电。

  反渗透膜脱除了所有的盐和有机物,而超滤膜对盐和低分子有机物没有截留效果。纳滤膜截留了糖类低分子有机物和多价盐(如MgSO4),对单价盐的截留率仅为10%~80%,具有相当大的通透性,而二价及多价盐的截留率均在90%以上。

  世韩纳滤膜元件对盐的截留性能主要是由膜的电荷效应决定的,纳滤膜对中性不带电荷的物质(如,乳糖、葡萄糖、麦芽糖)的截留则是由膜的筛分效应决定的。例如,纳滤膜脱盐率是50%,对蔗糖的截留率是36%,所表现的大分子量的蔗糖比小分子量的盐更容易透过,是由于膜的电荷效应引起的。

  离子电荷强度不同,膜对离子的截留率也有所不同。对于含有不同价态离子的多元体系,由于膜对各种离子的选择性有异,根据道南效应(Donaneffect)不同离子透过膜的比例不同。例如溶液中含有Na2SO4和NaCl,膜对SO4的截留优先于Cl-。如果增大Na2SO4的浓度,则膜对Cl-的截留率降低,为了维持电中性,透过膜的钠离子也将增加。当多价离子浓度达到一定值,单价离子的截留率甚至出现负值,即透过液中单价离子浓度大于料液浓度。

  在纳滤过程中操作压力一般低于1.0兆帕,故也称为低压渗透。操作压力降低则意味着对系统动力设备要求的降低,这对于降低整个分离系统的设备投资是有利的。

  纳滤膜的过滤性能还与膜的荷电性,膜制造的工艺过程等有关。不同的纳滤膜对溶质有不同的选择透过性,如一般的纳滤膜对二价离子的截留率要比一价离子高,在多组分混合体系中,对一价离子的截留率还可能有所降低。纳滤膜的实际分离性能还与纳滤过程的操作压力、溶液浓度,温度等条件有关。如透过通量随操作压力的升高而增大,截留率随溶液浓度的增大而降低等。

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