纳滤在饮用水方面的应用

除去微量有机物
改善口感 提高生物稳定性
纳滤膜在饮用水中的应用
参考文献
《Defluoridation of water by nanofiltration》 （纳滤法除去水中的氟）
《The Ability of a Nanofiltration Membrane to Remove Hardness and Ions from Diluted Seawater 》
10 20 30
纳滤膜在饮用水中的应用
4 、氟离子渗透量与初始氟离子 浓度的关系
氟离子渗透量随初始氟离子浓度的增加而增加。 NF5膜增加趋势明显
NF5
NF9
纳滤膜在饮用水中的应用
膜处理后的水质分析
模拟溶液
NF5膜：初始氟浓度为5mg/L 的溶液经处理后符合标准
NF9膜：初始浓度为5、10、 20mg/L的溶液经处理后均达 到标准
纳滤膜在饮用水中的应用
膜处理后的水质分析
Louza2 地下水：
两种膜处理后氟浓度均达到标 准。
硬度得到极大的减弱。
两种膜适合该水质的脱氟及软化
纳滤膜在饮用水中的应用
共存离子对氟截留率的影响
加入3种离子后，氟离子截留率均降低
纳滤膜在饮用水中的应用
共存离子对氟截留率的影响
氯离子的影响：与氯离子一起带入溶液的阳离子中和膜上的负电 荷，排斥力降低，氟离子更容易通过。
纳滤膜在饮用水中的应用
实验装置
阳离子测定：原子吸收分光光度计 阴离子测定：离子色谱仪 洗去保护层，电导率小于1us/cm T=25℃ P=8bar
纳滤膜工作示意图
纳滤膜在饮用水中的应用
工作模式
首先进行完全循环模式----浓缩液和渗透液全部回流， 保证进料浓度大致恒定。
平衡后进行浓缩模式----只有浓缩液回流进入原料罐。
纳滤膜在饮用水中的应用
两种纳滤膜：NF5 NF9 聚酰胺材料 有效面积1.2 m2
Louza2 地下水离子组成
两种水体
模拟水体：Q水配制不同离子浓度的溶液
F5、10、20、50mg/L
Louza 2地下水：硬度高，氟离子浓度超
标
纳滤膜在饮用水中的应用
实验内容：
两种膜对两种水体脱氟能力的比较 影响渗透通量和截留率的因素 Ca2+、Cl-、SO42-共存离子对脱氟效率的影响
（纳滤膜降低稀释海水的硬度及去除离子的能力）
纳滤膜在饮用水中的应用 纳滤脱氟
饮用水中氟含量标准：1.0mg/L 1.5mg/L 中国 WHO
氟超标会引起氟斑牙、氟骨病等，影响健康
纳滤膜在饮用水中的应用
常用脱氟技术：化学沉淀、混凝沉淀、吸附法。操作复杂，设备维护难
处理成本高
纳滤膜：
操作简单，工作压力低，设备简单，被认为是极有前景的脱氟 技术
体积减小因子（VRF）等于3时实验结束
纳滤膜在饮用水中的应用
体积减小因子VRF： VRF=进料体积/滞留液体积
评价水处理效果的重要参数
纳滤膜在饮用水中的应用
1、 压力对水渗透通量的影响
渗透通量随操作压力的增大而线性增加 在相同的压力下，NF5的渗透通量大于NF9 NF5膜孔径大于NF9
NF9
NF5
膜处理技术
可以除去颗粒物，离子，细菌，病毒等污染物 设备简单，容易自动化控制
水源污染日趋严重
纳滤膜在饮用水中的应用
反渗透膜：
无选择性，截留几乎所有离子，需再矿化。压 力大
纳滤膜： 选择性脱盐，无需再矿化，设备要求低
纳滤膜在饮用水中的应用
降低水的硬度
除去砷、氟等有害物质
纳滤膜
除去硫酸盐、硝酸盐、重金属离子
硫酸根离子的影响：唐南平衡
钙离子的影响：电荷屏蔽效应
纳滤膜在饮用水中的应用
小结
纳滤膜具有离子选择性 有效除去水中的过量氟 水质会影响氟的截留率 纳滤膜可以降低水的硬度
谢谢
百度文库
李志林
化学工程
纳滤膜在饮用水中的应用
目录
简述 纳滤脱氟 结果分析
小结
纳滤膜在饮用水中的应用
纳滤膜：
介于反渗透和超滤膜之间 孔径1-2nm 截留相对分子质量200-1000道尔顿 截留率与离子价态、压力以及浓度有关
纳滤膜在饮用水中的应用
传统水处理：
混凝-沉淀-过滤-消毒 除去悬浮物，对溶解 性物质脱出效果差
纳滤膜在饮用水中的应用
2 、VRF对水渗透通量的影响 渗透通量随VRF的增大而减小 VRF =
VRF越大，滞留液体积越小，滞留液离子浓度越高，渗透压 越高。
进样体积 ———— 滞留液体积
纳滤膜在饮用水中的应用
3 、VRF对氟截留率的影响
氟的截留率随VRF的增大而减小
5
浓差极化： 膜附近浓度↑，渗透液浓度↑，滞留液 浓度↓