纳滤设备




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纳滤设备特点:

作为一种新型分离技术,纳滤膜在其分离应用中表现出下列三个显著特征:一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,为 200 ~ 2000 ;二是纳滤膜对无机盐有一定的截留率,因为它的表面分离层是由聚电解质所构成,对离子有静电相互作用。三是超低压大通量,即在超低压下( 0.1Mpa )仍能工作,并有较大的通量。

从结构上来看纳滤膜大都是复合型膜,即膜的表面分离层和它的支撑层的化学组成不同。根据其第一个特征推测纳滤膜的表面分离层可能拥有 1nm 左右的微孔结构,故被称之为 “ 纳滤 ” 。

纳滤膜对小分子量有机物和盐类的分离有很好的效果。其分离过程无任何化学反应,无需加热,无相变化,不影响分离物质的生物活性、风味和香气等,并具有节能、无公害特点

用纳滤膜与生化反应器耦合在一起,开发的膜生化反应器,可以用膜分离产物,底物和酶则被截留,通过不断添加底物,即可以达到反复利用酶并得到高产率生化产品的目的。

纳滤设备的应用:

一、饮用水中有害物质的脱除

纳滤膜在饮水处理中除了软化之外,多用于脱色、去除天然有机物与合成有机物(如农药等)、三致物质、消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体和挥发性有机物,保证饮用水的生物稳定性等。

1) 三致物质的去除

这方面的研究主要是以国内清华大学为代表的课题组,利用色谱-质谱联机、Ames致突实验为评价手段,考察了微污染水源水(包括地表水和地下水)中致突、致畸和致癌的有毒有害有机物质的纳滤去除效果。研究表明,纳滤膜能够去除水中大部分的有毒有害有机物和Ames致突变物,使TA98及TA100菌株在各试验剂量下的致突比MR值均小于2,Ames试验结果呈阴性。对饮水中的内分泌干扰物质的截留,为安全优质饮水提供依据。

2) 消毒副产物及其前体物的去除

消毒副产物主要包括三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和可能的三氯乙醛氢氧化物(CH)。国外的科技工作者在这方面已开展了广泛的研究,纳滤膜对这三种消毒副产物的前体的平均截留率分别为97%、94%和86%。通过合适纳滤膜的选用,可以使得饮用水水质满足更高的安全优质饮水水质标准。

3) 保证饮用水的生物稳定性

饮用水的生物稳定性通常采用可同化有机碳(AOC)和可生物降解的溶解性有机物(BDOC)表示。研究表明,AOC和BDOC在低离子强度、低硬度和高pH值下的截留率较高,相比之下,AOC的截留率受水环境条件影响较大,而由大分子有机物(如腐植酸、棕黄酸)构成的BDOC的截留率受水环境影响很小。

此外,纳滤出水是低腐蚀性的,对饮用水管网的使用期和管道金属离子的溶出有正面的影响,有利于保护配水系统的所有材料。试验表明采用必要后处理的纳滤膜系统能够使管网中铅的溶解减少50%,同时使其它溶出的金属离子浓度满足饮水水质标准要求。

4) 挥发性有机物(VOC)的去除

地表水和地下水中的大多数挥发性有机卤化物(HOVs)是致癌物质,常规的HOVs去除工艺(包括活性炭吸附、氧化、吹脱和生物处理)会出现一些问题,例如有毒副产物形成、污染物被转移进入空气或固相中、原水中微污染浓度的变化或氧化剂的投加等。膜技术(包括真空膜蒸馏和纳滤)避免了副产物的产生和污染物的转移,另外HOVs的回用成为可能。研究表明商业有机纳滤膜对饮用水中痕量的HOVs(如三氯乙烯、四氯乙烯和氯仿)具有较高的截留率。

传统的饮用水处理主要通过絮凝、沉降、砂滤和加氯消毒来去除水中的悬浊物和细菌,而对各种溶解性化学物质的脱除作用很低。随着水源的环境污染加剧和各国饮水标准的提高,可脱除各种有机物和有害化学物质并能保留人体所需的微量元素的纳滤净水日益受到人们的重视。

二、大量工业装置的运行实践表明,纳滤膜可用于脱除河水及地下水中含有的三卤甲烷中间体THM(加氯消毒时的副产物为致癌物质)、低分子有机物、农药、异味物质、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质。

三、中水、废水处理

四、食品、饮料、制药行业

此领域中的纳滤膜应用十分活跃,如各种蛋白质、氨基酸、维生素、奶类、酒类、酱油、调味品等的浓缩、精制。

五、化工工艺过程水溶液的浓缩、分离

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