反渗透与纳滤脱盐概论
膜(微滤、超滤、纳滤、反渗透)概述及其应用
膜（微滤、超滤、纳滤、反渗透）概述及其应用膜技术简介为了满足工业生产和饮用水方面的要求，各种膜的技术应运而生。
它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。
膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。
膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。
有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
微滤（MF）又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。
微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。
无机膜材料有陶瓷和金属等。
鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。
对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。
可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。
超滤（UF）是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000um分子量之间。
超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。
以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
水处理膜技术(超滤、纳滤、反渗透)深度解析其优缺点
纳滤膜、反渗透膜、超滤膜对比纳滤膜：能截留纳米级（0.001微米）的物质。
纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间，其截留有机物的分子量约为200-800左右，截留溶解盐类的能力为20%-98%之间，对可溶性单价离子的去除率低于高价离子，纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭，且部分去除溶解盐，在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。
纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。
反渗透膜：是最精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过。
反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化、锅炉补给水、工业纯水及电子级高纯水制备、饮用纯净水生产、废水处理和特种分离等过程。
超滤膜：能截留1-20nm之间的大分子物质和蛋白质。
超滤膜允许小分子物质和溶解性固体（无机盐）等通过，同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，超滤膜的运行压力一般1-5bar。
►►►超滤膜及纳滤和反渗透的区别超滤膜：超滤膜是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。
纳滤：纳滤，介于超滤与反渗透之间。
现在主要用作水厂或工业脱盐。
脱盐率达百分之90以上。
反渗透脱盐率达99%以上但若对水质要求不是特别高，利用纳滤可以节约很大的成本。
反渗透：反渗透，是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。
用作太空水、纯净水、蒸馏水等制备；酒类制造及降度用水；医药、电子等行业用水的前期制备；化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；锅炉补给水除盐软水；海水、苦咸水淡化；造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
反渗透膜与超滤膜的优劣对比反渗透膜的孔径只有超滤膜的1/100比例大小，因此反渗透水处理设备能够有效去除水质当中的重金属、农药、三氯甲烷等化学污染物，超滤净水器对此则是无能为力的。
反渗透与纳滤脱盐
第一节 膜法分离
1.1、膜分离法简介
膜的概念 膜——具有选择透过性的一层薄薄的凝聚物质。 薄膜分离系统用于去除小颗粒及溶解盐。膜分离 （Membrane Separation）——是以选择性透过膜为分离介 质，在膜两侧一定推动力的作用下，使混合物中的某些组 分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，以达到浓缩、 提纯等目的的分离过程。
式中 xA,xB——原料中组分A与组分B的摩尔分率； yA,yB ——透过物中组分A与组分B的摩尔分率。
1.6、膜的分类
按结构分： 对称膜（无孔膜、多孔膜） 非对称膜（一体化非对称膜、复合膜） 对称膜是一种均匀的薄膜，又称均质膜。膜的横 截面结构及形态是均匀的，厚度一般在10~200 μm之间，传质阻力由膜的总厚度决定，降低膜的 厚度可以提高透过速率。
大气压 图 13－ 20 优 先 吸 附 － 毛 细 管 流 动 机 理 示 意 图
2.3、反渗透膜及其性质
1、反渗透膜
反渗透膜为半透膜：即能够让溶液中一种或几种 组分通过而其它组分不能通过的选择性膜。 反渗透借助半透膜对溶液中溶质起截流作用，以 压力差为推动力，使溶剂透过半透膜，从而达到 溶液脱除溶质的目的。
膜的特性：
透水率、透盐率、抗压性等
反渗透膜的结构
反渗透膜分离技术具有以下特点： 1.在常温不发生相变化的条件下，可以对溶质和水进行分 离，适用于对热敏感物质的分离、浓缩，并且与有相变化 的分离方法相比，能耗较低； 2.杂质去除范围广，不仅可以去除溶解的无机盐类，而且 还可以去除各类有机物杂质； 3.脱盐率高； 4.由于只是利用压力作为膜分离的推动力，因此分离装置 简单，易操作、控制和维护；
超滤、纳滤、反渗透、微滤的概念和区别
超滤、纳滤、反渗透、微滤的区别1、超滤(UF):过滤精度在0.001-0.1微米，属于二^一世纪高新技术之一。
是一种利用压差的膜法分离技术，可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，并能保留对人体有益的一些矿物质元素。
是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
超滤工艺中水的回收率高达95%以上，并且可方便的实现冲洗与反冲洗，不易堵塞，使用寿命相对较长。
超滤不需要加电加压，仅依靠自来水压力就可进行过滤，流量大，使用成本低廉，较适合家庭饮用水的全面净化。
因此未来生活饮用水的净化将以超滤技术为主，并结合其他的过滤材料，以达到较宽的处理范围，更全面地消除水中的污染物质。
2、纳滤(NF)：过滤精度介于超滤和反渗透之间，脱盐率比反渗透低，也是一种需要加电、加压的膜法分离技术，水的回收率较低。
也就是说用纳滤膜制水的过程中，一定会浪费将近30%的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于工业纯水制造。
3、反渗透(RO):过滤精度为0.0001微米左右，是美国60年代初研制的一种超高精度的利用压差的膜法分离技术。
可滤除水中的几乎一切的杂质(包括有害的和有益的)，只能允许水分子通过。
也就是说用反渗膜制水的过程中，一定会浪费将近50%以上的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。
反渗透技术需要加压、加电，流量小，水的利用率低，不适合大量生活饮用水的净化。
4、微滤(MF):过滤精度一般在0.1-50微米，常见的各种PP滤芯，活性碳滤芯，陶瓷滤芯等都属于微滤范畴，用于简单的粗过滤，过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质，但不能去除水中的细菌等有害物质。
滤芯通常不能清洗，为一次性过滤材料，需要经常更换。
① PP棉芯：一般只用于要求不高的粗滤，去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。
② 活性碳：可以消除水中的异色和异味，但是不能去除水中的细菌，对泥沙、铁锈的去除效果也很差。
③ 陶瓷滤芯：最小过滤精度也只0.1微米，通常流量小，不易清洗。
超滤、纳滤、反渗透、微滤的概念和区别
超滤、纳滤、反渗透、微滤的概念和区别超滤、纳滤、反渗透、微滤的区别1、超滤(UF)：过滤精度在0.001-0.1微米，属于二十一世纪高新技术之一。
是一种利用压差的膜法分离技术，可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，并能保留对人体有益的一些矿物质元素。
是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
超滤工艺中水的回收率高达95%以上，并且可方便的实现冲洗与反冲洗，不易堵塞，使用寿命相对较长。
超滤不需要加电加压，仅依靠自来水压力就可进行过滤，流量大，使用成本低廉，较适合家庭饮用水的全面净化。
因此未来生活饮用水的净化将以超滤技术为主，并结合其他的过滤材料，以达到较宽的处理范围，更全面地消除水中的污染物质。
2、纳滤(NF)：过滤精度介于超滤和反渗透之间，脱盐率比反渗透低，也是一种需要加电、加压的膜法分离技术，水的回收率较低。
也就是说用纳滤膜制水的过程中，一定会浪费将近30%的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于工业纯水制造。
3、反渗透(RO)：过滤精度为0.0001微米左右，是美国60年代初研制的一种超高精度的利用压差的膜法分离技术。
可滤除水中的几乎一切的杂质（包括有害的和有益的），只能允许水分子通过。
也就是说用反渗膜制水的过程中，一定会浪费将近50%以上的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。
反渗透技术需要加压、加电，流量小，水的利用率低，不适合大量生活饮用水的净化。
4、微滤（MF）：过滤精度一般在0.1-50微米，常见的各种PP滤芯，活性碳滤芯，陶瓷滤芯等都属于微滤范畴，用于简单的粗过滤，过滤水中的泥沙、8、当压力，就能筛出大于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。
超滤膜的结构有对称和非对称之分。
前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上的孔隙都是一样的，属于深层过滤；后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度为0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层过滤。
水处理技术 第七章 反渗透与纳滤脱盐
式中： J ——透过速率，m3/(m2·h)或 kg/(m2·h)； V——透过组分的体积或质量，m3或kg； A——膜有效面积，m2； t ——操作时间，h。
膜的透过速率与膜材料的化学特性和分离膜的形态 结构有关，且随操作推动力的增加而增大。此参数直接 决定分离设备的大小。
第七章 反渗透和纳滤脱盐
Water pollution control theory and technology
水污染控制与技术
目录
7.1、膜法分离和脱盐概述 7.2、反渗透膜元件的规格 7.3、反渗透工艺设计要点 7.4、纳滤 7.5、反渗透、纳滤结垢预测和防垢处理 7.6、金属氧化物的污染及预处理 7.7、胶体的预处理 7.8、微孔过滤（保安）、杀菌和化学清洗 7.9、反渗透设计 7.10、反渗透苦咸水脱盐工程实例
维 护都十分方便。
1.5、分离膜性能
分离膜（Membrane）是膜分离过程的核心部件， 其性能直接影响着分离效果、操作能耗以及设备的大小。
分离膜的性能主要包括两个方面：透过性能 与分离性能
透过性能 能使待分离的混合物有选择的透过是分离膜的最基本条件。
表征膜透过性能的参数是透过速率。 透过速率——指单位时间、单位膜面积透过组分的通过量，
留分子量的高低，在一定程度上反映了膜孔径的大小，通 常可用一系列不同分子量的标准物质进行测定。
（3）分离因数
对于气体分离和渗透汽化过程，通常用分离因数表示各组 分透过的选择性。对于含有A、B两组分的混合物，分离 因数定义为
式中 xA,xB——原料中组分A与组分B的摩尔分率； yA,yB ——透过物中组分A与组分B的摩尔分率。
反渗透 反渗透是最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡所有溶解 性盐及分子量大于 100 的有机物，但允许水分子透过。 醋酸纤维素反渗透膜脱盐率一般可大于 95%，反渗透复 合膜脱盐率一般大于 98%。操作压力较高，一般为2～10 Mpa。
第五章-纳滤和反渗透概要
不可逆热力学领域的集大成者
反渗透过程传质方程
Onsager 线性唯象方程 n J i Lij X j 流率与热力学力成线性关系， (2-6) j 1
X i k ij J j
j 1 n
(2-7)
其中Ji为流率，Xj为热力学力， Lij为唯象系数。 第i个流Ji与第j个力Xj之间的比 例常数Lij，和第j个流Jj与第i个 力Xi之间的比例常数Lji，相等。
膜法海水淡化
几种分离方法能耗比较
分离方法 能耗 (kWh/m3) 反渗透 3.5 低温多效 >7 多级闪蒸 >10
反渗透淡化厂的能耗及产水成本
国家或地区 设备能力 m3/d 原水含盐量 mg/L 能耗 kwh/m3 产水成本
RMB/m3
沙特 56800 43700 7 4.88
中国 长海 1000 35000 5 6.69
A
半透膜
A、渗透 B、渗透平衡 C、反渗透
则平衡状态下
由非平衡态（PA* PA，稀溶液饱和 纯水由半透膜左侧进入右侧，直至 PA*=PA+。 为溶剂的渗透压。
* A (T , P) * ( T , P ) P 蒸汽压降低）向平衡态过渡(渗透)： A A P A＋
P
反渗透
一般而言，无机盐溶液的渗透压 很高，含1g/l氯化钠的天然水， 渗透压为0.07MPa，含35g/l氯化 钠的海水，渗透压为2.5MPa。 反渗透是以压力差为推动力的分 离操作，其功能是截留离子物质 而仅透过溶剂。 反渗透不是渗透的逆过程，两者 同样是在等温条件下溶剂从高化 学位到低化学位的迁移过程。 反渗透将料液分成两部分：透过 膜的是含溶质很少的溶剂，称为 渗透液；未透过膜的液体，溶质 浓度增高，称为浓缩液。
超滤、纳滤、反渗透、微滤的概念和区别
超滤、纳滤、反渗透、微滤的概念和区别超滤、纳滤、反渗透、微滤的区别1、超滤(UF)：过滤精度在微米，属于二十一世纪高新技术之一。
是一种利用压差的膜法分离技术，可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质，并能保留对人体有益的一些矿物质元素。
是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
超滤工艺中水的回收率高达95%以上，并且可方便的实现冲洗与反冲洗，不易堵塞，使用寿命相对较长。
超滤不需要加电加压，仅依靠自来水压力就可进行过滤，流量大，使用成本低廉，较适合家庭饮用水的全面净化。
因此未来生活饮用水的净化将以超滤技术为主，并结合其他的过滤材料，以达到较宽的处理范围，更全面地消除水中的污染物质。
2、纳滤(NF)：过滤精度介于超滤和反渗透之间，脱盐率比反渗透低，也是一种需要加电、加压的膜法分离技术，水的回收率较低。
也就是说用纳滤膜制水的过程中，一定会浪费将近30%的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于工业纯水制造。
3、反渗透(RO)：过滤精度为微米左右，是美国60年代初研制的一种超高精度的利用压差的膜法分离技术。
可滤除水中的几乎一切的杂质（包括有害的和有益的），只能允许水分子通过。
也就是说用反渗膜制水的过程中，一定会浪费将近50%以上的自来水。
这是一般家庭不能接受的。
一般用于纯净水、工业超纯水、医药超纯水的制造。
反渗透技术需要加压、加电，流量小，水的利用率低，不适合大量生活饮用水的净化。
4、微滤（MF）：过滤精度一般在微米，常见的各种PP滤芯，活性碳滤芯，陶瓷滤芯等都属于微滤范畴，用于简单的粗过滤，过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质，但不能去除水中的细菌等有害物质。
滤芯通常不能清洗，为一次性过滤材料，需要经常更换。
①PP棉芯：一般只用于要求不高的粗滤，去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。
②活性碳：可以消除水中的异色和异味，但是不能去除水中的细菌，对泥沙、铁锈的去除效果也很差。
③陶瓷滤芯：最小过滤精度也只微米，通常流量小，不易清洗。
反渗透、纳滤
反渗透的脱盐机理
反渗透主要应用于脱除水中的盐分， 反渗透主要应用于脱除水中的盐分，其脱盐 机理到目前还没有一个公认的统一解释， 机理到目前还没有一个公认的统一解释，目前存在 两种主要理论：优先吸附－ 两种主要理论：优先吸附－毛细孔流模型和溶解扩 散模型。 散模型。 优先吸附－ 优先吸附－毛细孔流理论认为水分子在膜表 面形成纯水层，而膜上存在非常细小的孔， 面形成纯水层，而膜上存在非常细小的孔，纯水可 以通过这些孔透过膜； 以通过这些孔透过膜；而溶解扩散理论认为水分子 可以通过膜中的分子节点扩散到另一侧。 可以通过膜中的分子节点扩散到另一侧。 这两个理论都认为水分子在固液界面上被优 先吸附并通过，相反盐类和其他的物质被截留。 先吸附并通过，相反盐类和其他的物质被截留。水 与膜表面之间有弱的化学结合力， 与膜表面之间有弱的化学结合力，使得水能够在膜 的结构中扩散。 的结构中扩散。
盐浓度的影响
• 渗透压是水中所含盐分或有机物浓度和种类的函数， 盐浓度增加，渗透压也增加，因此需要逆转 • 自然渗透流动方向的进水驱动压力大小主要取决于 进水中的含盐量。如果压力保持恒定，含盐量越高， 通量就越低，渗透压的增加抵销了进水推动力水通 量降低，增加了透过膜的盐通量（降低了脱盐率）
回收率的影响
反渗透膜
材质：
• • • • • • • 醋酸纤维膜（CA膜 醋酸纤维膜（CA膜） 芳香聚酰胺膜（PA膜） 芳香聚酰胺膜（PA膜 复合膜 无机膜
• 醋酸纤维素类膜的优点是制作比较容易，价 廉，耐游离氯，膜表面光洁，不易结垢或污 染等；缺点是应用PH范围窄，易水解、操作 压力偏高，性能衰减较快等； • 芳香族聚酰胺类复合膜的优点是脱盐率高通 量大，应用PH范围宽，耐生物降解、操作压 力要求低等；缺点是不耐氧化，氧化后性能 急剧衰减，抗结垢和污染能力差等
3-课件反渗透钠滤
由于渗透膜是只允许小分子(或小部分离子)通过.如 果渗透膜两边的小分子浓度不同,渗透膜两边将产生位 能差异.较稀溶液拥有较高位能(1), 而较浓溶液拥有 较低位能(2).水分子便由高位能侧向低位能侧迁移直 至位能达到平衡.即 rh
= (1 - 2)
1 =较稀溶液的位能
2 =较浓溶液的位能
38
39
40
41
42
反渗透的应用
1.海水脱盐 2.苦咸水淡化 3.超纯水的生产 4.锅炉用水 5.工业水处理 6.产品浓缩 7.其他用途
43
膜技术应用
——纳 滤
44
概
述
纳滤又称为低压反渗透，是为了适应工业软 化水的需求及降低成本而发展起来的膜技术。
膜孔径在1nm左右
12
13
模拟反渗透机
Cavg
进水
浓水
高压泵 反渗透膜分离层 反渗透膜支撑层
淡水
14
反渗透示意图
给水
H2O H2O H2O
Na
+
SO4
H2O Ca
++ ++ Mg
Fe
++
HCO3
H2O H2O
Cl
H2O
H2O
浓水
H2O H2O
膜
产水
15
反渗透膜对无机盐的作用
1. 依靠荷点排斥性
一般纯水膜表面都带荷电,同时不同离子带有不同电荷, 反渗透膜会对各种离子产生荷电排斥性. 2. 依靠膜孔的筛选性
软化器特点: 阳离子树脂交换床 Na+ 交换 Mg2+ & Ca2+ 树脂的交换能力一般为20K 格令硬度/立方英尺树脂. 桶体尺寸由被处理水的硬度和要求的交换能力来决定. 一般采用普通阀门或多路控制阀来控制.
第五章 反渗透和纳滤海水淡化技术
1953年，C.E.Reid建议美国内务部把反渗透的研究纳入国家计划。 1956年，S.T.Yuster提出从膜表面撇出所吸附的纯水作为脱盐过程 的可能性。
1960年，S.Loeb和S.Sourirajan制得了世界上第一张高脱盐率、高 通量的不对称乙酸纤维素反渗透膜。
1970年，美国Du Pont公司推出由芳香族聚酰胺中空纤维制成的 渗透器，与此同时Dow和东洋纺公司先后开发出三乙酸纤维素中 空纤维反渗透器，UOP公司成功推出卷式反渗透元件。
随着水的渗透，高浓度水溶液一侧的液面升高， 压力增大。当液面升高至H时，渗透达到平衡，两 侧的压力差就称为渗透压（图b）。渗透过程达到平 衡后，水不再有渗透，渗透通量为零。
如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶液 侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高浓度 水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧， 这一过程就称为反渗透（图c）。
反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于500， 操作压力为 2～100MPa。
用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜。反渗透 膜大部分为不对称膜，孔径小于0.5nm，可截留溶 质分子。
5.1.5 纳滤过程的特点和应用
纳滤 特点：孔径在纳级内，截留分子量在数百，对不同
价的阴离子有显著的截留差异，可让进料中部分或者绝 大部分的无机盐透过。
RO
UF
MF
F
MW <350
1000~30000 0.0025~10um >1um
蛋白质
细菌
NF正好介于UF和RO之间，截留分子量大概在300 1000。
• 纳滤膜的孔径为纳米级，介于反渗透膜(RO)和超 滤膜(UF)之间，因此称为“纳滤”。
• 纳滤膜的表层较RO膜的表层要疏松得多，但较 UF膜的要致密得多。因此其制膜关键是合理调节 表层的疏松程度，以形成大量具纳米级的表层孔。
纳滤与反渗透区别演示教学
纳滤与反渗透区别饮用矿物质水出水要求一、超滤超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。
超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。
在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。
超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。
对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50％的浓度。
家用工业用都可以。
超滤技术的关键是膜。
膜有各种不同的类型和规格，可根据工作的需要来选用。
在矿物质二、纳滤纳滤，介于超滤与反渗透之间。
现在主要用作水厂或工业脱盐。
脱盐率达百分之90以上。
反渗透脱盐率达99%以上但，若对水质要求不是特别高，利用纳滤可以节约很大的成本。
三、反渗透反渗透，是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。
用作太空水、纯净水、蒸馏水等制备；酒类制造及降度用水；医药、电子等行业用水的前期制备；化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备；锅炉补给水除盐软水；海水、苦咸水淡化；造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
四、水处理六种膜处理方法的区别纳滤水的优点1最佳直饮水方案介绍随着人们饮水观念的加强（随着工业化的发展，我们赖以生存的自然环境遭到污染与破坏，水资源受到很大污染，而现有的自来水还采用传统的水处理工艺，水当中的低分子有机物与重金属都无法祛除，导致自来水都不能直接饮用，必须经过特殊处理才能饮用），对水的需求及要求也越来越高，相应出现了蒸馏水、太空水、纯净水、矿泉水......一、什么样的水才是理想的饮用水？自来水：由于近年来工业发展迅速，各地的水源受到不同程度的污染，加上城市供水管道的年久失修，增加了自来水的二次污染;此外，自来水在消毒时，使用了氯气和氯气漂白粉，使得在杀菌的同时带来了游离氯对种种有机物的氯化作用，这些有毒含氯物质在高温下也不易分解。
反渗透与纳滤
缺点：
① 不能处理含有悬浮物的液体，原水流程短，压力 损失大 ② 浓水难于循环以及密封长度大，清洗、维修不方 便，易堵塞。
（4）中空纤维式反渗透膜组件
特点： ①单位体积膜表面积大 ②制造和安装简单，不需要支撑物 缺点： ①不能用于处理含有悬浮物的废水 ②难以发现损坏的膜
• 应用范围 太空水、纯净水、蒸馏水等制备； 酒类制造及降度用水； 医药、电子等行业用水的前期制备； 化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备； 锅炉补给水除盐软水； 海水、苦咸水淡化； 造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。
纳滤（NF）
是一种介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术，早 期称为“低压反渗透”或“疏松反渗透”。纳滤膜的截留 相对 分 子 质 量 200~2000之间 ，膜孔径约为 1nm，故称为 “纳滤”。
• 电荷效应（Donnan效应）：离子与膜所带电荷的 静电相互作用。
①对不同价态离子截留效果不同，对二 价和高价离子的截留率明显高于单价离 子。 ②对离子的截留受离子半径的影响。 ③截留相对分子质量在200~1000之间， 适用于分子大小为1nm的溶解组分的分离。
其分离原理与反渗透分离原理一致
纳滤装置 与反渗透装置一样，纳滤膜组件有4种形式： ①卷式（最常见，主要用于脱盐及超纯水的制备） ②中空纤维式（水的软化） ③板框式（处理粘度较大的料液） ④管式（处理含悬浮物、高粘度的料液）
反渗透（RO）
一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂 的膜分离操作，与自然渗透的方向相反，故称反 渗透。
• 特点 常温条件下，可以对溶质和水进行分离或浓缩，
因而能耗低； 杂质去除范围广，可去除无渗透的原理
在浓水边加压，当压
02第二章 反渗透及纳滤膜应用技术介绍
第二章反渗透及纳滤膜应用技术介绍2.1. ESPA系列超低压反渗透膜自1995年5月美国海德能公司率先推出第一代超低压反渗透膜元件ESPA1以来，其优越的节能特性受到了广大用户的极大关注，超低压反渗透膜在世界日益普及。
随着节约能源的要求越来越高，人们对反渗透膜的运行压力不断提出更高的要求。
美国海德能公司为了满足在更低运行压力下的不同产水水质要求，不断充实和完善了超低压反渗透膜ESPA系列。
目前，ESPA系列的8英寸膜元件已经发展到6个型号：ESPA1（标准超低压反渗透膜）、ESPA2（高脱盐率超低压反渗透膜）、ESPA3（超高产水量超低压反渗透膜）、ESPA4（高产水量超低压反渗透膜）、ESPA2+（大面积高脱盐率超低压反渗透膜）和ESPAB （高脱硼超低压反渗透膜），4英寸膜元件也发展到4个型号：ESPA1-4040、ESPA2-4040、ESPA3-4040和ESPA4-4040。
迄今为止，美国海德能公司的ESPA超低压系列反渗透膜是世界上产水量最高、运行压力最低、且具有高脱盐率的膜元件。
在进水含盐量（TDS）低于1000 mg/L时，ESPA系列膜元件具有不可替代的优势。
1 性能说明(1) ESPA系列超低压反渗透膜元件特点由于反渗透膜在工作时需要克服渗透压，因此能耗较高一直是反渗透工艺的弱点。
若能够在较低的压力下制备出符合要求的去离子水，就意味着节约反渗透膜系统的设备投资（水泵、阀门、管路以及压力容器）和运行费用（电能消耗及维护费）。
表-1列出了ESPA系列超低压反渗透膜元件的性能特点，以及与CPA系列低压反渗透膜元件的比较。
表中的特性产水量表示膜元件在单位压力下，单位面积单位时间的产水量，这个参数使得不同的膜元件可以在同一条件下进行比较。
从表-1中可以看出：a. ESPA系列比CPA系列具有更高的特性产水量，其中ESPA4达到7.27 LMH/bar，是目前特性产水量最高的反渗透膜元件；b. ESPA2+的膜面积增加了10 %，达到了440 ft2。
反渗透膜,纳滤膜,超滤膜原理及应用解析
反渗透膜,纳滤膜,超滤膜原理及应用解析反渗透膜，纳滤膜，超滤膜原理及应用反渗透过程：反渗透是利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂(通常是水而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力克服溶剂渗透压使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。
反渗透同NF 、UF 一样均属于压力驱动型膜分离技术，其操作压差一般为15～105MPa ，截留组分为(110X10—10m 小分子物质。
除此之外还可以从液体混合物中去处全部悬浮物、溶解物和胶体，例如从水溶液中将水分离出来以达到分离、纯化等目的。
一．反渗透基本原理1随着超低压反渗透膜的开发已可在小于1MPa 压力下进行部分脱盐适用于水的软化和选择性分离。
2．分离机反渗透膜的选择透过性与组分在膜中的溶解、吸附和扩散有关因此除与膜孔的大小、结构有关外还与膜的化学、物理性质有密切关系即与组分和膜之间的相互作用密切相关。
由此可见，反渗透分离过程中化学因素(膜及其表面特性起主导作用。
3．反渗透的应用反渗透技术的大规模应用主要是苦咸水和海水淡化此外被大量用于纯水制备及生活用水处理以及难于用其他方法分离混合物。
反渗透工业应用包括(1海水脱盐；(2饮用水生产(3纯水生产。
二．纳滤基本原理纳滤技术是反渗透膜过程为适应工业软化水的需求及降低成本的经济性不断发展的新膜品种，以适应在较低操作压力下运行，进而实现降低成本演变发展而来的。
我国于二十世纪90年代初期开始研制纳滤膜．与国外相比，我国纳滤技术整体上只能说是刚刚开始膜的研制、组器技术和应用开发等都刚起步。
1．纳滤过程：纳滤(NF是介于反渗透很超滤之间的一种压力驱动型膜分离技术。
它具有两个特性：①对水中的分子量为数百的有机小分子成分具有分离性能；②对于不同价态的阴离子存在Donnan 效应。
物料的荷电性．离子价数荷浓度对膜的分离效应有很大影响。
(道(Donnan模型一道南(Donnan效应Donnan 模型以Donnan 平衡为基础用来描述荷电膜的脱盐过程一般纳滤膜多为荷电膜，所以该模型更多用来描述纳滤过程要用于饮用水和工业用水的纯化，废水净化处理，工艺流体中有价值成分的浓缩等方面，其操作压差为05～2OMPa(或0345～1035MPa 截留分子量界限为200～1000(或200～500 ，分子大小为1nm 的溶解组分的分离。
纳滤、离子交换、反渗透简述
离子交换反应是可逆的，而且等当量地进行。由实验得知，常温下稀溶液中阳离子交换势随离子电荷的增高，半径的增大而增大；高分子量的有机离子及金属络合阴离子具有很高的交换势。高极化度的离子如Ag+、Tl+等也有高的交换势。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低，随颗粒的减小而增大。温度增高，浓度增大，交换反应速率也增快。
纳滤分离作为一项新型的膜分离技术，技术原理近似机械筛分。但是纳滤膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。
纳滤分离愈来愈广泛地应用于电子、食品和医药等行业，诸如超纯水制备、果汁高度浓缩、多肽和氨基酸分离、抗生素浓缩与纯化、乳清蛋白浓缩、纳滤膜-生化反应器耦合等实际分离过程中。与超滤或反渗透相比，纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及分子量介于200～500之间的有机物有较高脱除率, 基于这一特性，纳滤过程主要应用于水的软化、净化以及相对分子质量在百级的物质的分离、分级和浓缩（如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程产物的分级和浓缩）、脱色和去异味等。主要用于饮用水中脱除Ca、Mg离子等硬度成分、三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂，可溶性有机物，及蒸发残留物质。
离子交换:以离子交换剂上的可交换离子与液相中离子间发生交换为基础的分离方法。广泛采用人工合成的离子交换树脂作为离子交换剂，它是具有网状结构和可电离的活性基团的难溶性高分子电解质。根据树脂骨架上的活性基团的不同，可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、两性离子交换树脂、螯合树脂和氧化还原树脂等。用于离子交换分离的树脂要求具有不溶性、一定的交联度和溶胀作用，而且交换容量和稳定性要高。
纳滤反渗透
反渗透、纳滤膜及其在水处理中的应用1.反渗透及其发展以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型的流体分离单元操作技术，三十年来取得了令人瞩目的巨大发展。
据有关文献估计，今天的分离膜世界市场规模已达到每年20亿美元以上。
表1和图1分别给出了按分离原理和按被分离物质的大小区分的分离膜种类，从中可以看出，除了透析膜主要用于医疗用途以外，几乎所有的分离膜技术均可以应用使用、天然气及石油化工行业中去。
反渗透和纳滤作为主要的水及其它液体分离膜之一，在分离膜领域内占重要地位。
1953 年美国佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透海水淡化，1960 年美国加利福尼亚大学的Loeb 和Sourirajan 研制出第一张可实用的反渗透膜。
从此以后，反渗透膜开发有了重大突破。
膜材料从初期单一的醋酸纤维素非对称膜发展到用表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜。
操作压力也扩展到高压( 海水淡化) 膜，中压( 醋酸纤维素) 膜，低压( 复合) 膜和超低压( 复合) 膜。
80年代以来，又开发出多种材质的纳滤膜。
膜组件的形式近年来也呈现出多样化的趋势。
除了传统的中空纤维式、卷式、管式及板框式以外，又开发出回转平膜、浸渍平膜式等。
工业上应用最多的是卷式膜，它占据了绝大多数陆地水脱盐和越来越多的海水淡化市场。
中空纤维膜在海水淡化应用中仍占有很高的份额。
今天世界上反渗透、纳滤膜水处理装置的能力已达到每天数百万吨。
目前世界最大的反渗透苦咸水淡化装置为位于美国亚利桑拿州的日产水量为28 万吨的运河水处理厂，最大的反渗透海水化装置，位于沙特阿拉伯，日产水量为12.8 万吨。
最大的纳滤脱盐软化装置位于美国佛罗里达州，日产水量为3.8万吨。
2. 国内反渗透膜及其应用我国从60 年代中期开始研制反渗透膜，与国外起步时间相距不远，但由于原材料及基础工业条件限制，生产的膜元件性能偏低，生产成本高，还没有形成规模化生产。
相比而言，我国的超滤、微滤膜研制虽晚于反渗透，始于70年代，但目前已发展到数百个生产厂。
反渗透脱盐纳滤净化系统.
反渗透脱盐.纳滤净化系统REVERSE OSMOSIS DESALINATION & NANOFILTRATION CLEAN SYSTEM( 2004版)康斯名特（北京）环境工程有限公司CONSUMMATE (BEIJING) ENVIRONMENT ENGINEERING CO.,LTD.一.概述康斯名特（北京）环境工程有限公司提供的CRO-H系列反渗透脱盐净化系统，可为电力、冶金、化工、半导体、制药、食品饮料、医疗、等行业提供高品质纯水。
该系统具有结构紧凑、质量好、功能齐全等特点。
装置具有采用美国公司提供的世界上最先进反渗透膜元件和符合国际标准的压力容器、高效率低噪音的高压泵及精准计量仪表等零部件精心设计后组合成的一个独立的反渗透系统。
整个反渗透装置组装在一个独立的滑架上，滑架上还装有系统控制/仪表盘。
整个反渗透装置由先进可靠的PLC可编程序控制器自动控制：其具有自动控制预处理系统的启动与停止、反渗透系统高压泵启停、反渗透高压泵系统过压及欠压保护、系统浓水自动冲洗等功能。
CRO-H系列反渗透装置单机处理能力为6~100吨/时：反渗透压力容器为符合国际标准的玻璃钢（FRP）压力容器；反渗透膜采用美国进口8英寸TFC低压或超低压膜元件，配有进口高压泵和电动慢开阀等。
设备使用的膜元件脱盐率达99~99.5%，反渗透系统脱盐率达96~98.5%，设备运行压力在1.0~1.8MPa;由于系统配置和原水条件的不同，其运行参数应视具体情况而定。
CRO-L系列反渗透装置属于小型产业及商业用系统，单机处理能力为0.2~5吨/时;其具有体积小、结构紧凑、实用功能强的特点。
该装置采用了美国HYDRANAUTICS和DOW 公司提供的、世界上先进的低压或超低压反渗透膜元件和性能优良的反渗透压力容器，再配高效率、低噪音的高压泵、精准的水质仪表等部件，进而合理组合成一个功能比较齐全的的反渗透系统。
系统组装在一个独立的机架上，机上还配有系统控制盘，以控制反渗透高压泵的启停及自动高低压保护，自动快速冲洗等功能。
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（3）膜分离通常在常温下进行，特别适合处理热敏 性物料；
（4）膜分离设备本身没有运动的部件，可靠性高， 操作、维 护都十分方便。
1.5、分离膜性能
分离膜（Membrane）是膜分离过程的 核心部件，其性能直接影响着分离效果、 操作能耗以及设备的大小。分离膜的性能
微滤、超滤、纳滤和反渗透均为压力推动 的分离过程，即在压力差的作用下，溶剂 及小分子能通过膜，而盐、大分子、微粒 等被截留，其截留程度取决于膜结构。
微滤 微滤能截留0.1～1微米之间的颗粒，微滤膜 允许大分子有机物和溶解性固体（无机盐）等通过， 但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体 的透过，微滤膜两侧的运行压差（有效推动力）一般 为0.7bar。
（2）截留分子量 在超滤和纳滤中，通常用截留分子量表示
其分离性能。截留分子量是指截留率为 90%时 所对应的最小分子量。截留分子量的高低，在 一定程度上反映了膜孔径的大小，通常可 用一系列不同分子量的标准物质进行测定。
（3）分离因数
对于气体分离和渗透汽化过程，通常用分离因数 表示各组分透过的选择性。对于含有A、B两组分 的混合物，分离因数定义为
借助外界能量，物质由低位到高位流动； 借助本身的化学位差，物质由高位到低位流动
推动力：压力差、浓度差、电位差、温度差
1.3、膜分离法的分类
一般可分为：微滤（microfiltration ）、超 滤（ultrafiltration;hyperfiltratio）、纳滤 （nanofiltration;NF）和薄膜过滤反渗透 （reverse osmosis，RO;reverse osmosis;RO ）
第七章 反渗透和纳滤脱盐
第一节 膜法分离
1.1、膜分离法简介
膜的概念 膜——具有选择透过性的一层薄薄的凝聚物质。
薄膜分离系统用于去除小颗粒及溶解盐。膜分离 （Membrane Separation）——是以选择性透过膜为分离介 质，在膜两侧一定推动力的作用下，使混合物中的某些组 分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，以达到浓缩、 提纯等目的的分离过程。
超滤 超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力 (压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高 的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过 膜表面的微孔筛选可截留分子量为1000—100000的 物质。水分子和分子量小于300—500的溶质透过膜， 可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量 的有机物等。透膜压一般为1~7bar。
纳滤 纳滤膜的一个很大特性是膜本体带有电荷，这是它 在很低压力下具有较高除盐性能和截留相对分子质 量为数百的物质，也可脱除无机盐的重要原因。主 要去除直径为1nm左右的溶质粒子，故被命名为 “纳滤膜”，二价或高价离子，特别是阴离子的截 留率比较高，可大于90%，而对一价离子的截留率 一般低于90%。截留物相对分子质量为200-1000 。 透膜压一般为3.5~16bar。
主要包括两个方面：透过性能 与分离性能
1．透过性能 能使待分离的混合物有选择的透过是分离膜的最基本条件。表征膜透
过性能的参数是透过速率。
透过速率——指单位时间、单位膜面积透过组分的通过量， 对于水溶液体系，又称透水率或水通量，以J表示。
式中： J ——透过速率，m3/(m2·h)或 kg/(m2·h)； V——透过组分的体积或质量，m3或kg； A——膜有效面积，m2； t ——操作时间，h。
非对称膜的作用主要由很薄的致密皮层决定，传质阻力小， 其透过速率较对称膜高得多，因此非对称膜在工业上应用 十分广泛。
式中 xA,xB——原料中组分A与组分B的摩尔分率； yA,yB ——透过物中组分A与组分B的摩尔分率。
1.6、膜的分类
按结构分： 对称膜（无孔膜、多孔膜）
非对称膜（一体化非对称膜、复合膜）
对称膜是一种均匀的薄膜，又称均质膜。膜的横 截面结构及形态是均匀的，厚度一般在10~200 μm之间，传质阻力由膜的总厚度决定，降低膜的 厚度可以提高透过速率。
（2）非对称膜
非对称膜的横断面是不对称结构，由一薄薄的皮层和多孔 亚层构成。包括一体化非对称膜＆复合膜 。 一体化非对称膜是用同种材料制备、由厚度为 0.1~0.5μm的致密皮层和50~150 μm的多孔支撑层构成， 其支撑层结构具有一定的强度，在较高的压力下也不 会引起很大的形变。 复合膜：致密皮层与多孔亚层由不同材料构成，使每 一层独立发挥最大作用。
（1）截留率 对于反渗透过程，通常用截留率表示其分
离性能。截留率反映膜对溶质的截留程度， 对盐溶液又称为脱盐率，以R表示，定义为
式中CF ——原料中溶质的浓度，kg/m3； CP——渗透物液中溶质的浓度，kg/m3。
100％截留率表示溶质全部被膜截留,此为理想的半渗 透膜；
0％ 截留率则表示全部溶质透过膜，无分离作用。
膜的透过速率与膜材料的化学特性和分离膜的形 态结构有关，且随操作推动力的增加而增大。此 参数直接决定分离设备的大小。
2．分离性能 分离膜必须对被分离混合物中各组分具有选
择透过的能力，即具有分离能力，这是膜分离过 程得以实现的前提。
不同分离过程中膜的分离性能有不同的表示方 法，如截留率、截留分子量、分离因数等。
反渗透 反渗透是最精密的膜法液体分离技术，它能阻挡所有 溶解性盐及分子量大于 100 的有机物，但允许水分 子透过。醋酸纤维素反渗透膜脱盐率一般可大于 95%，反渗透复合膜脱盐率一般大于 98%。操作压 力较高，一般为2～10 Mpa。
1.4、膜分离技术的优点
（1）膜分离是一个高效分离过程，可以实现高纯度 的分离；
加压的供水流平行通过薄膜表面，部分水流通过 薄膜，被排除的颗粒在剩余的水流中浓度会越来 越高。由于溶液是连续性的流过，被排除的颗粒 不会沉积，反而会被浓缩液带走。因此，进水流 在通过薄膜后便分为通过薄膜的溶液（渗透液） 和残留的浓缩液。
1.2、膜分离过程的特点
膜分离过程均需要一定能量 物质选择透过膜的能量可分为两类：