纳滤 简介
纳滤
纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在200～1000的范围内，孔径为几纳米，因此称为纳滤。
由于纳滤膜表面有一层均匀的超薄脱盐层，它比反渗透膜要疏松得多，且其操作压力比反渗透低，因此纳滤又称为疏松型反渗透或低压反渗透。
基于纳滤分离技术一系列优越的特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
以往对分子量在几百的不同分子的分离，采用反渗透和超滤都难以实施，而纳滤就可从蔗糖（分子量342）与葡萄糖（分子量180）的混合液中分离出葡萄糖。
纳滤的另一个特点是它能截留小分子有机物并可同时透析盐，即集浓缩与透析为一体。
纳滤的第三个特点是膜表面的荷电性，因此纳滤有离子电荷密度上的选择性。
例如在溶液中含有一价离子的Na盐和二价离子的Ca盐时，膜优先截留二价离子的Ca，一价离子的截留率随着二价离子浓度的增加而减少。
纳滤的第四个特点是操作压力低，因为无机盐能通过纳滤膜透析，使得纳滤的渗透压远比反渗透低，可节省能耗。
由于纳滤的这些特性，因此在制药、生物化工、食品加工、水处理等诸多领域有着广阔的应用前景。
水处理众所周知，用反渗透可生产出纯净水，但反渗透的能耗高，产水量低（相对纳滤来讲），且去掉了几乎所有对人体有益的盐和微量元素。
而纳滤则只脱除掉绝大多数形成水硬度的Ca、Mg离子，而保留了部分盐类和微量元素。
此外，纳滤还可以脱除掉绝大部分因农药、化肥、清洗剂等化工产品对源水或自来水所形成的小分子有机物的污染。
有些小分子有机物直接对人体有危害，而有些小分子有机物会与自来水消毒时所用的氯发生取代反应，生成多种对人体具有三致（致畸、致癌、致突变）作用的卤代烃（THM）物质，如三氯甲烷、四氯化碳等，从而对人的健康产生危害。
美国的佛罗里达州和日本的宫城县等地已有效地采用纳滤脱除掉了水中87％～98％的THM的前驱物。
浓缩乳清及牛奶日本最早将纳滤用于乳清和牛奶的浓缩，前者可使乳糖和乳清蛋白浓缩的同时脱盐。
NF
二、前景
.广义上,纳米材料是指在三维空间中,至少有一维达到纳米尺 度范围或以它们为基本单元所构成的材料.纳米材料在机械性 能,磁,光,电,热 等方面与普通材料有很大的不同,它具有辐射,吸 收,催化,吸附等新特性.许多科学家研 究了纳米材料的这些特性 及其对水体中的某些污染物的作用,表明纳米科技可能将使水 处理技术发生突破性的变化. NF分离是一种绿色水处理技术, NF膜对水中分子量为几百 的有机小分子具有分离性能,对色度,硬度和异味有很好的去除 能力,并且操作压力低,水通量大,因而将在水处理领域发挥巨大 的作用.目前,在NF膜的制备,表征和分离机理方面,还有大量的 技术问题需要解决,尚需要开发廉价而性能优良的膜,并能提供 给用户各种准确的膜性能参数,这些都是纳滤技术在废水处理 及其他应用中的关键.
五、各种膜对比
膜处理名称 膜处理简称 操作压力bar 微滤 MF <2 超滤 UF 1~10 10nm 中空纤维、聚 枫 纳滤 NF 5~35 1nm 聚酰胺 反渗透 RO 15~150 0.1nm 聚丙烯酰胺
膜的过滤口径 0. 1μm 膜的材质 聚丙烯
去除的杂质
去除悬浮物、 降低电导率、 降低部分硬度、 去除大胶体、 胶体、大分子 去除盐分氯化 去除小分子有 大颗粒 有机物、细菌、 钠、氯化钾， 机物 病毒 膜的回收率小
三、 NF 原理
a.溶解--扩散原理：渗透物溶解在膜中，并沿着它的推动力 梯度扩散传递，在膜的表面形成物相之间的化学平衡，传递的 形式是：能量=浓度o淌度o推动力，使得一种物质通过膜的时 候必须克服渗透压力。 b.电效应：纳滤膜与电解质离子间形成静电作用，电解质盐 离子的电荷强度不同，造成膜对离子的截留率有差异，在含有 不同价态离子的多元体系中，由于道南(DONNAN)效应，使得 膜对不同离子的选择性不一样，不同的离子通过膜的比例也不 相同。
纳滤
产品简介：纳滤是一种特殊而又很有前途的分离膜品种，它因能截留物质的大小约为1纳米(0.001微米)而得名，纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间，它截留有机物的分子量大约为200—400左右，截留溶解性盐的能为20—98%之间，对单价阴离子盐溶液的脱除率低于高价阴离子盐溶液，如氯化钠及氯化钙的脱除率为20-80%，而硫酸镁及硫酸钠的脱除率为90—98%。
纳滤膜一般用于去除地表水的有机物和色度，脱除井水的硬度及放射性镭，部分去除溶解性盐，浓缩食品以及分离药品中的有用物质等，纳滤膜两侧运行压差一般为3.5-16bar。
纳滤工作原理纳滤与反渗透没有明显的界限。
纳滤膜对溶解性盐或溶质不是完美的阻挡层，这些溶质透过纳滤膜的高低取决于盐份或溶质及纳滤膜的种类，透过率越低，纳滤膜两侧的渗透压就越高，也就越接近反渗透过程，相反，如果透过率越高，纳滤膜两侧的渗透压就越低，渗透压对纳滤过程的影响就越小。
允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜称为纳滤膜。
纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在200-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。
基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
产品内容：纳滤(NF)膜早期称为松散反渗透(Loose RO)膜，是80年代初继典型的反渗透(RO)复合膜之后开发出来的。
其准确定义到目前为止，学术界还没有一个统一的解释，这里暂表达为：(1)NF膜介于RO与UF膜之间，对NaCl的脱除率在90%以下，RO膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率，但NF膜只对特定的溶质具有高脱除率；(2)NF膜主要去除直径为1个纳米(nm)左右的溶质粒子，截留分子量为100～1000，在饮用水领域主要用于脱除三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂，可溶性有机物、钙、等硬度成分及蒸发残留物质。
纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷性。
第五章 1 纳滤的简单介绍
氨基酸的分离
NF膜一般带有荷电荷，因此PH值会影响其分离。 氨基酸是两性的，在一定的PH值下达到等电点。 不同分子量的氨基酸达到等电点时，其PH值不同。 可以通过控制PH值的不同，利用NF进行分离和纯化 氨基酸。
5.3纳滤在处理工业废水中的应用
含有机溶剂废水的处理
一般采用RO和相分离来联合处理含溶剂废水，但经RO浓缩后，往往达不到相分 离点或相分离点不稳定，导致相分离失败或不完善。可在RO之前加一NF过程。
4.纳滤膜的分离机理
对于非极性溶质，主要取决于位阻效应。 对于极性（或荷电溶质），其通过纳滤膜时 的截留率由静电作用与位阻效应共同决定。
另外还有溶解扩散作用。
5.纳滤的应用 纳滤在食品工业中的应用； 纳滤在制药工业和生物化学中的应用； 纳滤在处理工业废水中的应用； 纳滤在染料工业中的应用； 纳滤在石油化工行业中的应用。
5.5纳滤在石油化工行业中的应用
溶液中溶解催化剂的回收
同源催化剂—分子量在160-1000之间的溶解态的有机金属络合物， 分子量处于NF膜的分离范围，利用NF回收利用。现在凯能公司 生产的耐有机溶剂NF-1050和NF-1060膜大量应用于此回收。
催化剂生产用溶剂的回收
催化剂生产中消耗大量溶剂，通常分离催化剂后将溶剂扔掉， 污染环境浪费资源。可用NF进行回收。此法应用在烯烃加氢甲 酰化的Co、P复合催化剂的生产中应用。
纳滤的简单介绍 Simple Introduction to Nanofiltration
1.纳滤的基本特点
NF处于UF和RO之间,其膜的表层孔径处于纳米级范 围。 截留分子量在100-1000之间，对二价及多价离子有 很高的截留率。 其操作压力在0.4-1.5MPa之间，低于RO膜，纳滤膜 通常称为低压反渗透膜（LPRO）。 纳滤膜表面一般带有荷电荷，因而有较好的抗压密 性、抗酸碱性及较强的抗污染能力。 可取代传统处理过程中的多个步骤，所以比较经济。
污水处理中的纳滤技术
汇报人：可编辑 2024-01-05
contents
目录
• 纳滤技术概述 • 污水处理中的纳滤技术应用 • 纳滤技术的优势与挑战 • 纳滤技术的发展趋势 • 案例分析
01
纳滤技术概述
纳滤技术的定义
01
纳滤技术是一种介于反渗透和超 滤之间的膜分离技术，其孔径范 围在几个纳米至几十纳米之间。
推动产业升级
促进环保产业发展
推动绿色经济发展
纳滤技术的推广和应用将带动环保产 业的发展，为环保企业提供新的商机 和发展空间。
纳滤技术的进步有助于推动绿色经济 的发展，促进经济与环境的和谐共生 。
提高污水处理效率
通过纳滤技术的广泛应用，提高城市 和工业污水的处理效率，降低污水对 环境的污染。
05
案例分析
生活污水处理
生活污水中的主要污染物是悬浮物、有机物、氨氮等，纳滤技术可以有效去除 这些污染物。通过纳滤膜的过滤作用，可以去除水中的细菌、病毒、寄生虫等 微生物，提高水质安全性。
回用水的应用
经过纳滤处理后的生活污水可以用于冲厕、浇花、洗车等非饮用水用途，减少 水资源的浪费。
河道湖泊治理
河道湖泊治理
河道湖泊的水质恶化主要是由于污染物的排放和富营养化，纳滤技术可以去除水 中的磷、氮等营养物质，控制水体的富营养化。同时，纳滤技术还可以去除水中 的悬浮物、有机物等污染物，改善水体的水质。
与传统的过滤技术相比，纳滤膜具有更高的孔径分布和分离精度，能够更好地满 足污水处理的高标准要求。
低成本，易操作
纳滤技术采用的膜组件结构简单，易于维护和清洗，降低了 运营成本。
由于操作压力较低，能耗相对较小，进一步降低了处理成本 。
对污染物的去除效果
第五章 纳滤讲解
2019/6/12
膜材料与膜过程
5.2.2 对不同价态的离子截留效果不同
对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。对阴离子的 截留率按下列顺序递增：NO3-、CI-、OH-、SO42-、CO32-； 对阳离子的截留率按下列顺序递增：H+、Na+、K+、Mg2+、 Ca2+、Cu2+。
5.2.3 对离子的截留受离子半径的影响
5.5纳滤膜商品及分类
自20世纪80年代以来，国际上相继开发了各种牌号的纳滤膜及其组件， 其中大部分纳滤膜为荷电或不荷电的薄层复合膜。表5-1是部分牌号的纳 滤膜及其性能。
根据复合纳滤膜超薄复合层的组成，复合纳滤膜可分为以下几类：
2019/ห้องสมุดไป่ตู้/12
膜材料与膜过程
表5-1 国外商品纳滤膜及其性能
2019/6/12
表5-4 NTR-7400纳滤膜性能
2019/6/12
SO2
O
n
SO3H
H2SO4 98%,ClSO3H SO2
25 C,4h
O n
膜材料与膜过程
5.5.4 混合型复合纳滤膜
该类纳滤膜主要有日本日东电工公司的NTR-7250膜，由聚乙烯醇和 聚哌嗪酰胺组成。美国Desalination公司开发的Desal-5膜亦属于此类， 其表面复合层由磺化聚（醚）砜和聚酰胺组成。：
纳滤膜的表层较超滤膜致密，故可以调节制膜工艺条件先制得较小孔 径的超滤膜，然后对该膜进行热处理、荷电化后处理，以使膜表面致密 化，从而得到具有纳米级表层孔的纳滤膜。 （2）反渗透膜转化法
纳滤膜的表层较反渗透膜疏松，可以在充分研究反渗透膜制膜工艺条 件的基础上，调整合适的有利于膜表面疏松化的工艺条件，如铸膜液中 添加剂的选择、各成分的比例及浓度等，使表层疏松化而制得纳滤膜。
纳滤实际应用简介
纳滤实际应用简介膜分离的膜分为微过滤膜，超过滤膜，纳滤膜和反渗透膜。
本文将向老师介绍一下通过自己学习对纳滤的认识。
先概括的说，纳滤有五大特点：第一，NF 处于UF 和RO 之间,其膜的表层孔径处于纳米级范围。
纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右；第二，截留分子量在100-1000 之间，对二价及多价离子有很高的截留率; 截留相对分子质量300 以上的大多数有机物；第三，其操作压力在0.4-1.5MPa 之间，低于RO 膜，纳滤膜通常称为低压反渗透膜；第四，纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来，如醋酸纤维素、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等，纳滤膜表面一般带有电荷，因而有较好的抗压密性、抗酸碱性及较强的抗污染能力；第五，可取代传统处理过程中的多个步骤，所以比较经济。
纳滤膜的分离机理为：对于非极性溶质，主要取决于位阻效应；对于极性(或荷电溶质) ，其通过纳滤膜时的截留率由静电作用与位阻效应共同决定；另外还有溶解扩散作用。
纳滤在生活生产中有很多应用，接下来通过对其几种应用的详细介绍进一步的向您展示纳滤技术。
纳滤工艺在垃圾渗滤液处理改造中的应用。
某生活垃圾卫生填埋场于2003年11月正式运行，设计日处理渗滤液200t,采用氨吹脱+ABR反应器+接触氧化的工艺。
随着垃圾填埋时间的推移, 渗滤液水质与设计水质有很大变化, 渗滤液处理设备不能正常运行, 出水水质达不到设计要求。
基于以上原因, 该填埋场于2008年10月对其渗滤液处理设施进行了改造, 改造的重点是折板厌氧反应器和接触氧化池, 同时增加外置式超滤膜和纳滤膜。
改造前存在的问题有有机物浓度高，氨吹脱效果差，折返厌氧反应器处理效果差，接触氧化池设计不合理，混凝沉淀设计不合理这五个问题。
其中改造纳滤系统为：超滤处理后, 采用纳滤净化, 清水采率可85%左右。
纳滤操作压力为5~ 25bar 。
纳滤系统设有1套纳滤集成装置, 每套纳滤集成装置设有3条环路, 环路内设有 1 支耐压膜壳, 各耐压膜壳内分别设有4支卷式纳滤膜元件, 总计膜面积为444 m2。
纳滤总结范文
纳滤总结1. 简介纳滤（Nanofiltration）是一种高效的分离技术，广泛应用于饮用水处理、废水处理、食品加工等领域。
纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离技术，其膜孔径通常在1-10纳米之间。
本文将对纳滤技术进行总结，包括其原理、应用、优势与限制等方面。
2. 原理纳滤技术基于膜的选择性渗透性，通过对物质的大小、电荷和溶解度等特性进行分离。
其工作原理主要包括两个过程：压力驱动和膜的拦截效应。
压力驱动是指将待处理溶液注入纳滤膜系统中，并施加一定的压力，使溶液在膜表面产生渗透作用力，使溶液中的溶质分子通过膜的缝隙进入膜的孔隙（即通过）。
膜的拦截效应是指通过选择性渗透性膜对不同尺寸、电荷和溶解度的物质进行分离。
纳滤膜具有较小的孔径，能够有效拦截大多数的溶质分子和悬浮物颗粒，但相对较小的溶质分子和溶剂分子则可以通过膜孔径进入。
3. 应用纳滤技术在各个领域有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用领域：3.1 饮用水处理纳滤技术可以有效去除水中的悬浮物、颜色、异味、有机物和病原微生物等。
通过纳滤处理后的水质更清澈、透明，并且更符合饮用水的卫生、安全标准。
3.2 废水处理纳滤技术可以将废水中的有机物、重金属、色素等有害物质分离出来，从而使废水达到排放标准。
纳滤技术还可用于回收废水中的有用物质，实现废水资源化利用。
3.3 食品加工在食品加工中，纳滤技术可用于浓缩果汁、脱盐、去除杂质、提取酒精等。
通过纳滤技术，可以提高食品的品质和纯度，延长食品的保质期和保存期限。
3.4 医药领域纳滤技术在医药领域中具有重要的应用。
例如，通过纳滤可以去除细菌、病毒和其他微生物，从而保证药品的安全性。
此外，纳滤还可以用于分离和浓缩药物、提取生物分子等。
4. 优势与限制纳滤技术相较于其他分离技术具有许多优势：•高效：纳滤在处理溶液时可以获得更高的分离效率和产品收率。
•省能：相较于传统的热处理方法，纳滤所需的能源消耗较低。
•环保：纳滤过程中无需添加化学药剂，减少了对环境的污染。
纳滤膜的技术及应用介绍
纳滤膜的孔径较小容易堵塞需要定期清洗和维护 纳滤膜的过滤精度有限无法完全去除水中的杂质和污染物 纳滤膜的制造成本较高限制了其在某些领域的应用 纳滤膜的耐化学腐蚀性较差不适用于某些化学物质的过滤
纳滤膜技术的发展趋势：随着科技的进步纳滤膜技术将更加高效、节能、环保应用领域将 更加广泛。
未来展望：纳滤膜技术将在水处理、食品加工、医药、化工等领域发挥重要作用成为重 要的环保技术之一。
药等领域
技术特点：纳滤 膜具有耐高温、 耐酸碱、抗污染 等优点使用寿命 长易于维护和更
换
添加项标题
纳滤膜的分离效果：纳滤膜可以分离出分子量在1000-10000D 之间的物质如蛋白质、多糖等
添加项标题
影响纳滤膜分离效果的因素：纳滤膜的孔径、膜的厚度、膜的 材质、膜的表面性质、膜的渗透压等
添加项标题
纳滤膜在工业废水处理中的应用：纳滤 膜可以用于处理含有重金属、有机物、 无机盐等污染物的工业废水实现废水的 净化和回用。
纳滤膜在工业废水处理中的挑战：纳滤 膜在工业废水处理中可能会受到污染物 的污染和堵塞需要定期清洗和维护。
纳滤膜在食品工 业中的应用：如 牛奶、果汁、饮 料等物料的浓缩 和提纯
纳滤膜在制药工 业中的应用：如 药物、疫苗等物 料的浓缩和提纯
水质量
纳滤膜技术可 以降低饮用水 处理成本提高
处理效率
纳滤膜技术在 饮用水处理中 具有广泛的应 用前景如家庭 净水器、公共
供水系统等
纳滤膜技术简介：纳滤膜是一种具有选择 性分离功能的膜可以分离不同分子量的物 质。
纳滤膜在工业废水处理中的优势：纳滤 膜具有较高的分离效率和稳定性可以降 低废水处理成本提高废水处理效果。
纳滤膜技术简介：纳滤膜是一种具有选择性分离功能的膜可以分离不同分子量的物质。
纳滤在水处理中的应用现状及展望
纳滤在水处理中的应用现状及展望【摘要】纳滤技术是一种高效的水处理技术，广泛应用于自来水处理、废水处理和海水淡化等领域。
本文首先介绍了纳滤技术的概述，然后详细探讨了纳滤在不同领域的应用现状，包括自来水处理、废水处理和海水淡化。
接着分析了纳滤技术的发展趋势和面临的挑战，并在结论部分展望了纳滤技术在水处理中的未来应用。
纳滤技术有望成为未来水处理领域的重要技术，能够有效解决水资源短缺和水污染等问题，为人类提供清洁的水资源。
【关键词】纳滤技术概述、自来水处理、废水处理、海水淡化、发展趋势、挑战、应用展望1. 引言1.1 纳滤技术概述纳滤技术是一种通过膜分离原理进行微孔过滤的高效水处理技术。
其原理是利用纳米级孔径大小的膜片，能够有效地分离水中的微小颗粒、有机物质和细菌等杂质，从而达到净化水质的目的。
纳滤技术的核心设备是一种特殊的膜片，通常由聚合物材料制成，具有优异的过滤性能和稳定性。
膜片的孔径一般在几纳米到几十纳米之间，能够有效地阻隔水中的微生物、有机物和颗粒等超微小污染物，同时允许水分子和溶解在水中的离子通过，实现对水质的精准过滤。
纳滤技术在水处理领域具有广泛的应用前景，可以应用于自来水处理、废水处理和海水淡化等多个领域。
相比传统的过滤技术，纳滤技术具有更高的净化效率和更低的能耗，能够为人类提供更清洁、更安全的饮用水资源。
随着科技的进步和纳滤技术的不断创新，相信纳滤技术在未来水处理市场中将发挥越来越重要的作用，为人类的生活和环境健康作出更大的贡献。
2. 正文2.1 纳滤在自来水处理中的应用现状纳滤技术是一种通过聚合物膜或陶瓷膜来进行分离和净化水的高效技术。
在自来水处理领域，纳滤技术被广泛应用，其主要优势包括高效过滤、高水质产率、低能耗、占地面积小等特点。
纳滤技术可以有效去除水中的微生物、有机物、重金属和悬浮固体等污染物，提高自来水的水质。
通过纳滤膜的微孔结构，可以实现对微米级以下的颗粒和溶质的截留，从而达到高效的过滤效果。
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。
CSM纳滤
Cd（mg/L） Zn（mg/L） SO42-（mg/L）
总硬度（以CaCO3计） （mg/L）
运行压力（bar）
氯碱工业
氯碱工业的核心：隔膜法电解精制的饱和NaCl溶液
阳极 阴极
Cl2
淡盐水
H2
含高浓度NaOH溶液
阳极室：2Cl- - 2e- = Cl2↑ 阴极室：2H2O+ 2e- = H2↑+2OH-
高浓度氯化钠中分离磷酸盐
原水水质：
氯化钠含量15-18%
磷酸盐约2000ppm 原水COD大于500ppm
工艺流程：
预处理——保安过滤器——NF40 二段式排列
运行参数
膜型号 产水量 膜数量 回收率 运行压力 磷酸盐截留效果
NE8040-40
20吨/小时
18只
70%
25bar
>98.5%
100 200 1,000 20,000 100,000 500,000
水溶性盐 金属离子 干馏物 糖类 原子半径
炭黑
漆颜料
酵母/酶
毛发
细沙
病毒 胶体硅/粒子 蛋白质 细菌 红细胞 花粉
微滤类型
伤肺尘埃
反渗透
微滤
纳滤 粒子过滤器
分离过程
超滤
CSM纳滤膜产品介绍
型号
NE8040-90
NE8040-70 NE8040-40 NE8040-DRM
盐湖水中回收锂化物
盐湖水水质特点：
高含盐量，电导大于60,000us/cm 主要离子为Ca2+，Al3+， Na+，Li+ 分离水中的一二价离子
目的：
通过纳滤70膜分离原液中的一二价离子 ，从产水中回收一价离子 用树脂分离钠离子和锂离子 把分离后的锂盐浓缩后做锂电池
纳滤
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纳滤的原理 纳滤在水处理中的应用 一般纳滤设备的结构 影响因素
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4
BEA Confidential. | 2
什么是纳滤？
纳滤膜是荷电膜，能进行电性吸附。在相同的水 质及环境下制水，纳滤膜所需的压力小于反渗透 膜所需的压力。所以从分离原理上讲，纳滤和反 渗透有相似的一面，又有不同的一面。纳滤（NF） 用于将相对分子质量较小的物质，如无机盐或葡 萄糖、蔗糖等小分子有机物从溶剂中分离出来。 纳滤又称为低压反渗透，是膜分离技术的一种新 兴领域，其分离性能介于反渗透和超滤之间，允 许一些无机盐和某些溶剂透过膜，从而达到分离 的效果。
BEA Confidential. | 11
BEA Confidential. Confidential. | 5
纳滤膜过程的主要影响因素
与其它膜过程相似,纳滤过程的污染主要受到操作条件(操作压力 、供料速率及湍流程度)、膜类型(膜材料、膜表面性能和粗糙度 、孔径大小和分布及 膜的结构等)、供料性能(溶质和溶剂的性 质,浓度)和预处理(过滤,氧化等)的影响。在实际操作中纳滤膜 的材料、结构等性能已确定,因此污染的影响因素主要有如下几 种,其中很多因素同样也是超滤、反渗透过程污染的影响因素。
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溶质浓度
溶液中的有机溶质(如蛋白质等)常常以胶体的形式存在于溶液 中,它与膜面的相互作用主要依赖于范德华力以及双电层作用, 即使溶液中像蛋白质等大分子物质的浓度很低时,膜面也可形成 足够的吸附,使通量下降.无机溶质的浓度也会对污染造成较大 影响,当进料液为过饱和状态时,溶解性盐如CaCO3等可在膜面 沉积.溶解性盐的异核或同核结 晶会引起膜面上晶体沉积物的 增长从而造成无机垢污染[11].同时,高浓度盐会改变蛋白质等胶 体的构型和分散性,影响膜面对蛋白质类胶体的吸附.
纳滤技术及其在水处理中的应用
纳滤技术及其在水处理中的应用摘要纳滤是是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。
本文主要介绍纳滤技术在水处理的重要应用。
关键词：纳滤；纳滤膜；水处理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。
根据膜的孔径分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。
而纳滤(NF)是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在大于1nm的范围内，孔径为0.5~1nm，因此称纳滤。
基于纳滤分离技术的优越特性，为物理分离，分离效率高，操作简便，是一种很有发展前景的新型水处理技术。
操作压力低，跨膜压差一般为0.5-2.0MPa[1]。
纳滤分离技术具有两个特性[2]:第一，对水中的相对分子质量为数百的有机小分子成分具有分离性能；第二，对于不同价态的阴离子存在Donnan效应，并且它们的Donnan电位有较大差别，可让进料中部分或全部的无机盐透过。
物料的荷电性、离子价数和浓度对膜分离效应有很大影响。
纳滤膜按其材质分为有机高分子膜、无机膜和有机无机膜。
根据NF膜分离的特点，应用范围主要为三个方面：第一，对单价盐并不要求有很高的截留率。
第二，欲实现不同价态离子的分离。
第三，分离出某种相对分子质量的有机物。
有机高分子材料是工业化NF膜的主要材质，如醋酸纤维素、磺化聚砜、硫化聚醚砜、聚酰胺、聚乙烯醇等。
无机纳滤膜通常是不对称结构，由三种不同孔径的孔洞层组成，大孔的支撑体可以保证无机纳滤膜的机械强度，中孔的中间层可以降低支撑体的表面粗糙度，有利于微孔层的沉积，而微孔层决定着无机纳滤膜的选择渗透性。
如陶瓷膜材料。
有机物无机膜。
有机材料具有柔韧性好、透气性高、密度低的优点，但耐腐蚀性、耐温度性、耐溶剂性都比较差；而单纯无机膜虽然强度高、耐腐蚀、耐溶剂、耐高温，但比较脆难加工。
有机无机膜是在有机网络中引入无材料而形成的一种新型膜。
纳滤技术简介及水处理中的应用
纳滤技术简介及水处理中的应用纳滤技术简介及水处理中的应用一、纳滤技术简介纳滤（NF）是20世纪80年代后期发展起来的一种介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术。
纳滤膜的截留相对分子质量为200～1000，膜孔径约为1nm，适宜分离大小约为1nm 的溶解组分，故称为"纳滤"。
纳滤的操作压力通常为0.5～1.0 MPa，一般比反渗透低0.5～3 MPa，并且由于其对料液中无机盐的分离性能，因此纳滤又被称为"疏松反渗透"或"低压反渗透"。
纳滤技术是为了适应工业软化水及降低成本的需要而发展起来的一种新型的压力驱动膜过滤。
纳滤膜分离在常温下进行，无相变，无化学反应，不破坏生物活性，能有效地截留二价及高价离子和相对分于质量高于200 的有机小分子，而使大部分一价无机盐透过，可分离同类氨基酸和蛋白质，实现高分子量和低分子量有机物的分离，且成本比传统工艺低，因而被广泛应用于超纯水的制备、食品、化工、医药、生化、环保、冶金等领域的各种浓缩和分离过程。
纳滤膜的一个显著特征是膜表面或膜中存在带电基团，因此纳滤膜分离具有两个特性，即筛分效应和电荷效应。
分子量大于膜的截留分子量的物质，将被膜截留，反之则透过，这就是膜的筛分效应。
膜的电荷效应又称为Donnan 效应，是指离子与膜所带电荷的静电相互作用。
对不带电荷的分子的过滤主要是靠筛分效应。
利用筛分效应可以将不同分子量的物质分离; 而对带有电荷的物质的过滤主要是靠荷电效应。
纳滤与超滤、反渗透一样，均是以压力差为驱动力的膜过程，但其传质机理有所不同。
一般认为，超滤膜由于孔径较大，传质过程主要为筛分效应; 反渗透膜属于无孔膜，其传质过程为溶解—扩散过程（静电效应）;纳滤膜存在纳米级微孔，且大部分荷负电，对无机盐的分离行为不仅受化学势控制，同时也受电势梯度的影响。
对于纯电解质溶液，同性离子会被带电的膜活性层所排斥，而如果同性离子为多价，则截留率会更高。
纳滤
饮用水水质标准
单位:mg/L WHO 欧盟 美国
硬度* 硝酸盐
砷 氟化物
铝 铅 总农药 总三卤甲烷 总有机碳
500 50# 0.01 1.5 0.2 0.01
50# 0.01 1.5 0.2 0.01 0.0005 0.1
10& 0.05 4.0
0.015
0.08
* 硬度以碳酸钙计 # 硝酸盐以硝酸根计
• 在饮用水制备过程中，纳滤膜在 去除无机盐和有机物的同时也可
去除重金属污染物
膜法水制备
——去除农药残留物
• 常见的除草剂和杀虫剂
– 莠去津、西玛津、敌草隆、二乙醇胺、 氰基吖嗪和羟基二甲氧苯基苯并呋喃醇等
• 活性炭吸附法
– 水中NOM的竞争吸附导致农药吸附效率下降
• 臭氧或过氧化氢氧化法
– 将农药大分子氧化成小分子后会促进水中细菌的再繁 衍
– 在通氯消毒以后，去除可能生成的THMs和HAA
膜法水制备
——去除消毒副产物
• 研究表明，纳滤膜可以 去除水中存在的THMs
• 纳滤膜对水中的THMs和 HAA的截留程度与地下 水水质（TOC和溴离子 含量）、通氯量、膜过 程操作参数以及膜的污 染程度有关
膜法水制备
——去除内分泌干扰化学物质
• 近年来各国政府、环境保护组织和科学家们越来 越重视内分泌干扰化学物质（EDCs）对人类和野 生动物的影响
• 依据纳滤膜对低分子量中性溶质分子的筛分作用， 可以有效地去除地表水和地下水中的农药残留物
膜法水制备
——去除消毒副产物
• 直接通氯气溶于水中生成次氯酸杀灭细菌和微生
物
过量的氯
三氯甲烷及其中间体(THMs)
NOM
纳滤
1995年 开发
低压高截留率RO膜
NaCl截留率 ≥99%
NF膜(疏松型RO膜))
NaCl截留率 ≤99%
1996年 开发
超低压 RO膜
纳滤膜的发展过程
Nanofiltration membranes
Nanofiltration membranes
3
微滤（MF） 超滤（UF） 纳滤（NF） 反渗透（RO）
O N N C O C
n
3、磺化聚（醚）砜类复合NF膜 如Nitto Denko(日东电工，日本 )公司的NTR-7400 系列NF膜。
8
Nanofiltration membranes
Nanofiltration membranes
Nanofiltration membranes
9
1
非平衡热力学的研究是对唯象理论的研究，它可用于描绘 一个体系同时伴生（或称耦合）两个或几个过程，也即体 系中有几个“物流”和几个相应的共轭力。膜渗透作用正 是如此。 膜可以划成很多薄层来考虑，正如非平衡热力学假定，体 系划分为很多小体积元，则每个体积元都可作为平衡体系 加以处理，并定义出热力学函数，称为 局部平衡原理 ，这 是非平衡热力学中的连续性体系部分。非平衡体系中，相 邻的体积元之间并不达到平衡，可有能量和物质的流动， 这是非平衡热力学中的不连续体系部分。这种自发的变化 是不可逆过程，故非平衡热力学又称不可逆过程热力学。 如果不受外力作用，则体系的熵增加，而自由能减少。表 示自由能减少速率的耗散函数，可用膜渗透过程中流率与 共轭力来表达，因此建立于非平衡热力学基础上的传递模 型研究应用于膜分离过程较令人关注。
醋酸纤维素
-RO膜的开发
RO复合膜的开发 （1972年NS-100）
什么是纳滤
什么是纳滤？纳滤（NF）是其分离膜具有纳米级的孔径的分子级分离技术。
其是介于反渗透（RO）和超滤（UF）之间的膜分离技术。
反渗透几乎可以截留水中所有的离子，但要求操作压力高，水通量也受到限制；而超滤能截留水中分子量较大的有机物、细菌等，但对低分子量物质、离子则不起截留作用；对于那些水处理要求有较高的水流量，而对某些物质（如单价盐类）的截留无严格要求的情况下，需要一种介于RO和UF之间的膜分离技术，这就是纳滤技术。
纳滤膜与其他分离膜的分离性能比较，它恰好填补了超滤与反渗透之间的空白，它能截留透过超滤膜的那部分小分子量的有机物，透析被反渗透膜所截留的无机盐。
纳滤类似于反渗透与超滤，均属压力驱动型膜过程，但其传质机理却有所不同。
一般认为，超滤膜由于孔径较大，传质过程主要为孔流形式，而反渗透膜通常属于无孔致密膜，溶解-扩散的传质机理能够很好地解释膜的截留性能。
由于大部分纳滤膜为荷电型，其对无机盐的分离行为不仅受化学势控制，同时也受到电势梯度的影响。
由于无机盐能透过纳滤膜，使其渗透压远比反渗透膜的低。
因此，在通量一定时，纳滤过程所需的外加压力比反渗透的低得多；而在同等压力下，纳滤的通量则比反渗透大得多。
此外，纳滤能使浓缩与除盐同步进行。
所以用纳滤代替反渗透时，浓缩过程可有效、快速地进行，并达到较大的浓缩倍数。
纳滤膜组件的操作压力一般为0.7MPa左右，最低的为0.3MPa。
它对相对分子质量大于300的有机溶质有90%以上的截留能力，对盐类有中等程度以上的脱除率。
纳滤膜材料基本上和反渗透膜材料相同，主要有醋酸纤维素（CA）、醋酸纤维素-三醋酸纤维系（CA-CTA）、磺化聚砜（S-PS）、磺化聚醚砜（S-PES）和芳香聚酰胺复合材料以及无机材料等。
目前，最广泛用的为芳香聚酰胺复合材料。
商用的纳滤膜组件多为螺旋卷式，另外还有管式和中空纤维式。
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流程复杂
4、纳滤纯化大豆低聚糖
进料 工艺操作,仪 表显示.
浓缩
开启预压泵,然后开启高 压泵,通过手动调节变频 器和浓缩调节阀进行降 液位操作,将液位降低到 50%左右,投入液位自动 调节
排料
排料调节阀和 浓缩调节阀均 投入自动调节.
清洗 排料泵排料, 预压泵清洗, 仪表显示
参考文献
1、鲍元兴、韩亮，低聚糖的纳滤分离技术，《食品与生 物技术学报》，2002，21（6）：46-47； 2、赵鹤飞、杨瑞金、赵伟等，秸秆低聚木糖溶液纳滤分 离特性和渗滤工艺，《农业工程学报》，2009， 25 （4）：253-259； 3、董艳、高瑞昶、潘勤等，超滤和纳滤分离技术提取纯 化地黄低聚糖的研究，《中草药》， 2008，39（3）： 359-363； 4、王磊、邵诚、王海，大豆低聚糖纳滤连续浓缩过程的 控制，全国膜分离技术在食品工业中应用研讨会， 2006： 79-82； 5、马嫄、阚建全、陈宗道，纳滤技术及其在功能性低聚 糖分离纯化中的应用，《现代食品科技》， 2002， 18 （3）：64-66
纳滤
分离低聚糖
生工151 罗子月 2015306020124
CONTENT
01 02 03 04
纳滤基本知识
纳滤分离纯化低聚异麦芽糖 纳滤分离低聚果糖
纳滤分离大豆低聚糖
1、纳滤 (N a n o i f l t r a t io n,N F )
膜分离过程，工艺简单、 操作方便，不仅可实现小 规模的操作，而且可实现 规模化、集成化生产。
分
纳滤是80年代末期问世的一种新型 膜分离技术 , 其膜截留分子量介于 反 渗透膜 (RO)和超滤膜 (UF)之间 , 约为 100 一 1000 , 微孔结构约 1nm左右。 其以压力差为 推动力 , 用复 合于微孔基 膜 上 , 具有 纳米级孔径 的超薄分离层 对大分子和小 分子物质进行 分离 , 可通过一种操作同时完成渗 析和浓缩的两个工艺过程 , 可通过 膜的筛选和操作条件的选择分离单 糖 、 二糖与三糖 以上高分子的功 能性低聚糖 。
组成
异麦芽糖、潘糖、异 麦芽三糖、异麦芽四 糖等。具体组成需预 先测定。
目的
膜选择
仪器设备
进口甲型 2. 5×40 卷 式膜组件 配套： 高压泵和变频电机 包含进料、循 环分离、浓缩、清洗 各系统 分离糖浆能力： 40 kg/d.
工艺条件
操作压力 1. 5～ 1 . 8 MPa 温度 40 ～ 45 ℃ 通量 15～ 20 L/min.
去除相对分子质量为 选择葡萄糖截留率低、 180 的葡萄糖 二糖以上的糖截留率 高的甲型纳滤膜。 使低聚异麦芽糖质量 分数总量达 90 %
2、纳滤分离纯化低聚异麦芽糖
纯水补充
储罐 （糖液） 甲型纳滤膜
纯化倍数
指加纯水量与糖液体积分数 之比 在一定纯化倍数时取截留液 样，检测计算低聚异麦芽糖 纯度
葡萄糖
仅是物理变化的过程，不会发生 相转变。因此，膜分离工程不仅 可保持原有物质的风味，而且可 降低生产过程中的能耗，最终降 低总体生产成本。
膜法适应较强 操作条件温和
基本是在常温下进行。
点
离
过程无相变 无化学变化
过程中也不会发生任何化学 反应，可用作冷法杀菌，并 可有效替代沿袭生物己氏杀 菌工艺等，且能对产品中有 效成本最大保留。
不仅适用于对热敏感物质 的分离浓缩，而且可降低 料液有效成分的损失。
特
1、纳滤膜的选择
适用性
考虑膜的截留相对分子 质量和截留率。
可操作性
对每种待选膜 , 实验探 索纳滤工艺的最适压 力、通量、温度和底 物质量浓度
经济性
工艺操作条件的选择 决定低聚糖的收得率 和运行费用.
2、纳滤分离纯化低聚异麦芽糖
滤过
及少量蔗 果三糖
200型 膜组件
普通低聚果 糖( 纯度 ≥55%)
滤除
单糖
截留
4、纳滤纯化大豆低聚糖
废渣被 低价处 理
提取 大豆 蛋白
回收 利用
分离蛋白 豆清废水 被排放
多 端 连 续 式
浓缩 过程 是连 续的
各段膜污 染程度不 同，难以 清洗
循 环 式
清洗 简单
膜选择
去除相对分子质量 180 的葡萄糖、 果糖和相 对分子质量 342 的蔗 糖，使低聚果糖质量分数总含量 达 95%.
工艺条件
操作压力：1. 5～ 1.8 MPa； 温度： 35 ～ 40 ℃； 通量： 15～ 20 L/min
3、纳滤纯化低聚果糖
糖液
300型 膜组件 高纯度低聚 果糖( 纯度 ≥95%) ,
请老师同学批评指正
生工151 罗子月 2015306020124
二糖( 麦 芽糖、异 麦芽糖)及 以上的糖
滤过 截留
3、纳滤分离纯化低聚果糖
组成
蔗果三糖、蔗果四糖、蔗果 五糖等
目的
选择二糖截留率低、蔗果三糖截留率较高 的膜。另外，为得率及经济效应，选择两 种膜组件： 200 型膜用于分离单糖，截留相对分子质 量≥200，膜面积1. 0 m2 ; 300 型膜用于分离二糖，截留相对分子质 量 ≥342，膜面积1. 77 m 2；