纳滤设备的应用:
1.软化:膜软化水主要是利用纳滤膜对不同价态离子的选择性渗透来软化水。软化膜可以在去除硬度的同时去除浊度、色度和有机物,出水水质明显优于其他软化工艺。而且膜软化具有不再生、无污染、操作简单、占地面积少等优点,具有明显的社会效益和经济效益。
膜软化在美国非常普遍。近10年来,佛罗里达新建的水软化工厂采用了膜软化法,而不是传统的石灰软化法和离子交换法。近年来,随着纳滤性能的不断提高,纳滤膜组件的价格不断下降,膜软化法在投资、运行和维护方面优于或接近常规方法。
2.水中有机物的去除:纳滤膜除软化外,多用于脱色,去除饮用水处理中的天然有机物和合成有机物(如农药)、物质、副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体物和挥发性有机物,以保证饮用水的生物稳定性。
膜技术广泛应用于饮用水深度处理。近年来,随着人们对饮用水水质要求的进一步提高,各种净水器应运而生。他们都采用了一些的水处理技术,但水质过于纯净,还存在营养缺乏的问题。因为纯净水不仅去除了有害物质,还去除了人体活动的许多矿物质元素,如钙、镁、锌、锂、锶等。长期饮用这种有益元素缺乏的水,会打乱人体的平衡。综合国内外界和水处理界的观点,可以认为洁净水应该是尽可能去除水中有毒有害物质,尤其是“三因”物质,且艾姆斯试验阴性,同时保留原水中健康微量元素和矿物质的水。
随着人们环保意识的增强和资源的综合利用,人们希望在处理废水的同时实现有价物质的回收,如大豆乳清废液中含有约1%的低聚糖和少量的盐,亚硫酸盐法制备化纤浆和纸浆过程中的亚废液中含有2% ~ 2.5%的六糖和五糖,制糖工业中的废糖蜜中含有少量的盐等。
纳滤可以替代传统的薄膜蒸发、真空浓缩和冷冻干燥等方法,提高产品浓度,浓缩倍数可达2 ~ 10倍,并保证产品回收率95% ~ 98%。纳滤分离过程无化学反应,不加热,不相变,不破坏生物活性。适用于分子量1 000以下的物质。大多数药物的分子量这个范围内。纳滤技术节能环保,越来越多地应用于行业的各种分离、精制和浓缩过程。将纳滤技术推向市场可以形成水处理技术的一个新分支。
纳滤是一种绿色水处理技术,是国际上膜分离技术的发展,在某些方面可以替代传统的成本高、工艺繁琐的污水处理方法。具有纳米级孔径及电荷的过滤性能特征是:分子量大于200的有机物和多价离子可以被阻断,通过小分子有机物和单价离子。可在高温、酸、碱等恶劣条件下运行,膜耐受的条件范围广,浓缩倍数高,对污染也有抵抗力。工作压力低,膜通量高,装置工作成本低,能耗低(的推动力是压力)。
但与此同时,纳滤膜在工业应用中也受到了一些缺点和不足的限制,包括膜污染、浓水处理、分离效果不完全等。主要可以从以下两个方面解决:根据应用所需的分离效果或污染物去除要求,设计合理的工艺或选择合适的膜类型;从长期运行的角度来看,需要加强过程控制,建立适合传质过程的传质模型,然后利用模型建立模拟手段,优化膜性能和处理效果。随着研究者对纳滤膜传质机理的深入研究、新型膜材料的研发、膜组件设计配置的优化以及过滤过程的模拟控制,新的发现和成果将有力推动纳滤膜在更多行业和领域的突破和进步。
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