超滤、微滤、纳滤、反渗透解析

超滤、微滤、纳滤、反渗透

2010-05-10 19:40:03| 分类:设备与仪器资料| 标签:|字号大中小订阅

微滤(M F:又称为微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛分过程,在静压差

作用下滤除0.1-10μm的微粒,操作压力为0.7-7bar, 原料液在压差作用下,其中水(溶剂透过膜上的微孔流到膜的低压侧,为透过液,大于膜孔的微粒被截留,从而实现原料液中的微粒与溶剂的分离。微滤过程对微粒的截留机理是筛分作用,决定膜的分离效果是膜的

物理结构,孔的形状和大小。

能截留0.1-1微米之间的颗粒。微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐等通过,但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。微滤

膜的运行压力一般为0.7-7bar。

超滤(UF:是以压力为推动力,利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程。超滤同反渗透技术类似,是以压力为推动力的膜分离技术。在从反渗透到电微滤的分离范围的谱图中,居于纳滤(NF与微滤(MF之间,截留分子量范围为50-500000道尔顿,相应膜孔径大

小的近似值为50—1000A。

能截留0.002-0.1 微米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,用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1000-500000之间。超滤膜的运行压力一般1-7bar。

纳滤(NF: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。目前纳滤膜多为薄层复合膜和不对称合金膜,纳

滤膜有如下特点:

1、NF膜主要去除直径为1nm左右的溶质粒子,故被命名为“纳滤

膜”,截留物相对分子质量为200-1000;

2、NF膜对二价或高价离子,特别是阴离子的截留率比较高,可大

于98%,而对一价离子的截留率一般低于90%;

3、NF膜的操作压力低,一般为0.7Mpa,最低为0.3Mpa;

4、NF膜多数为荷电膜,因此,其截留特性不仅取决于膜孔大小,

而且还有膜静电作用。

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200-800MW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(RO:最早应用的反渗透膜醋酸纤维素和芳香聚酰胺非对称膜是按照海水和苦咸水除盐要求开发的,对NaCl的截留率高达99.5%以上,操作压力高达10.5Mpa,称之为高压RO,以后开发的一些高压RO 复合膜使海水反渗透除盐的操作压力可降至6.5Mpa,1995年以后开发的低压RO膜可在1.4-2Mpa下进行苦咸水除盐,对Nacl 的截流率仍高

达99%以上。

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。反渗透膜的运行压力一般介于苦咸

水的12bar到海水的70bar。

反渗透是目前最精密的液体过滤技术,反渗透膜对溶解性的盐等无机分子和分子量大于100的有机物起截留作用,另一方面,水分子可以自由的透过反渗透膜,典型的可溶性盐的脱除率为>95~99%。操作压力从进水为苦咸水时的7bar(100psi到海水时的69bar(1,000psi。

纳滤能脱除颗粒在1nm(10埃的杂质和分子量大于200~400的有机物,溶解性固体的脱除率20~98%,含单价阴离子的盐(如NaCl或

CaCl2脱除率为20~80%,而含二价阴离子的盐(如MgSO4脱除率较

高,为90~98%。

超滤对于大于100~1,000埃(0.01~0.1微米的大分子有分离作用。所有的溶解性盐和小分子能透过超滤膜,可脱除的物质包括胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。多数超滤膜的截留分子量为1,000~

100,000。

微滤脱除颗粒的范围约0.1~1微米,通常情况下,悬浮物和大颗粒胶体能被截留而大分子和溶解性盐可自由透过微滤膜,微滤膜用于去除细菌、微絮凝物或总悬浮固体TSS,典型的膜两侧的压力为1~3ba r.