除盐纳滤膜

浓缩提出技术可采用的膜组件主要有：卷式膜，管式膜，中空纤维膜。

采用纳滤膜分离技术浓缩提纯的优点：

1. 浓缩纯化过程在常温下进行，无相变，无化学反应，不带入其他杂质及造成产品的分解变性，特别适合于热敏性物质。

2. 可脱除产品的盐分，减少产品灰分，提高产品纯度，相对于溶剂脱盐，不仅产品品质更好，且收率还能有所提高。

3. 工艺过程收率高，损失少

4. 可回收溶液中的酸，碱，醇等有效物质，实现资源的循环利用

5. 设备结构简介紧凑，占地面积小，能耗低

6. 操作简便，可实现自动化作业，稳定性好，维护方便。

纳滤(NF)膜的研制与应用较反渗透膜大约晚20年。20世纪70年代J·E·Cadotte研究NS-300膜，即为研究NF膜的开始。当时，以色列脱盐公司用“混合过滤”(hybrid filtration)来表示介于反渗透与超滤之间的膜分离过程，称为松散反渗透(loose RO)膜。后来美国的Filmtec公司把这种膜技术称为纳滤，一直沿用至今。之后，纳滤技术发展得很快，膜组件于80年代中期商品化。纳滤技术已成为世界膜分离领域研究的热点之一。

纳滤膜对二价离子，功能性糖类，小分子色素，多肽，头孢菌素等物质的截留性高于98%，而对一些单价离子，小分子酸碱，醇等有30-50%的透过性能，常用于溶质的分级，溶液中低分子物质的洗脱和离子组分的调整，溶液体系的浓缩等流体物质的分离，精制，浓缩，脱盐等工艺过程中。比如结晶母液的回收，树脂解析液的浓缩，热敏性物质的浓缩纯化等。

纳滤膜分离技术常被用于取代传统的冷冻干燥，薄膜蒸发，离子交换除盐，树脂工艺浓缩，中和等工艺过程。

使用特征：高脱盐率

标准脱盐率：99.5%

透过水量：2,400(9.1)gpd

操作压力：110(0.76)psi(Mpa)

测试液浓度：500mg/L

单支元件回收率或浓水流量：15%

(1) 纳滤膜定义 对纳滤膜的准确定义、机制、特征等的认识还远远不充分。学术界比较统一的解释纳滤膜的定义包括以下七个方面：

① 纳滤膜介于反渗透和超滤膜之间，其膜表面分离皮层可能具有纳米级微孔结构。

② 相对于反渗透膜NaCI的脱除率均在95%以上，一般将NaCI脱除率为90%以下的膜均可称之为纳滤膜。

③ 反渗透膜几乎对所有溶质都有很高的脱除率，而纳滤膜只对特定的溶质具有脱除率。

④ 纳滤膜孔径在1nm以上，一般1～2nm。

⑤ 主要去除一个纳米左右的溶质粒子，截留分子量在200～1000道尔顿。

⑥ 反渗透膜几乎均为聚酰胺材质，而纳滤膜材料可采用多种材质，如醋酸纤维素、醋酸-三醋酸纤维素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、芳香聚酰胺复合材料和无机材料等。

⑦ 一般纳滤膜的表面形成高聚物电解质因而常常有较强的负电荷性。

(2) 纳滤原理 与超滤及反渗透等膜分离过程一样，纳滤也是以压力差为推动力的膜分离过程，是一个不可逆过程。其分离机制可以运用电荷模型(空间电荷模型和固定电荷模型)、细孔模型以及近年来才提出的静电排斥和立体阻碍模型等来描述。与其他膜分离过程比较，纳滤的一个优点是能截留透过超滤膜的小分子量的有机物，又能透析反渗透膜所截留的部分无机盐——也就是能使“浓缩”与脱盐同步进行。

NF膜分离需要的跨膜压差一般为0.5～2.0MPa，比用反渗透膜达到同样的渗透能量所必须施加的压差低0.5～3MPa。在同等的外加压力下，纳滤的通量要比反渗透大得多，而在通量一定时，纳滤所需的压力则比反渗透的低很多。所以用纳滤代替反渗透时，“浓缩”过程可更有效、快速地进行，并达到较大的“浓缩”倍数。一般来讲，在使用纳滤膜进行的膜分离过程中，溶液中各种溶质的截留率有如下规律：

① 随着摩尔质量的增加而增加;

② 在给定进料浓度的情况下，随着跨膜压差的增加而增加;

③ 在给定压力的情况下，随着浓度的增加而下降;

④ 对于阴离子来说，按NO3ˉ、CIˉ、OHˉ、SO42ˉ、CO42ˉ 顺序上升。

⑤ 对于阳离子来说，按H 、Na 、K 、Ca2 、Mg2 、Cu2 顺序上升。

(3) 纳滤膜应用 纳滤膜的这些性能决定了其在饮水处理中特有的广阔的应用，简述如下。

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透过特性而实现对水的软化。膜软化在去硬度的同时，还可以去除其中的浊度、色度和有机物，其出水水质明显优于其他软化工艺。而且膜软化具有无须再生、无污染产生、操作简单、占地面积省等优点，具有明显的社会效益和经济效益。

膜软化在美国已很普遍，佛罗里达州近10多年来新的软化水厂都采用膜法软化，代替常规的石灰软化和离子交换过程。近几年来，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、操作、维护等方面已优于或接近于常规法。

② 用于去除水中有机物：纳滤膜在饮水处理中除了软化之外，多用于脱色、去除天然有机物与合成有机物(如农药等)、三致物质、消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体和挥发性有机物，保证饮用水的生物稳定性等。2100433B

连续电除盐装置(EDI，Electro-deionization或CDI，ContinuousElectrodeionization)，是利用混合离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被去除的过程。此过程离子交换树脂不需要用酸和碱再生。这一新技术可以代替传统的离子交换(DI)装置，生产出电阻率高达18MΩ·cm的超纯水。

①稳压范围宽，输入电压变动±20%仍可正常使用。

②效率高，产品具有功率因素校正电路，功率因数可达0.98以上。

③输出电压电流无级连续可调,稳压稳流自动切换。

④负载由最小至最大值的稳流变化小于0.1%。

⑤安全性能高,输出端可任意短接不会造成机器损坏,且短接电流可由零至最大值连续调整。

⑥采用先进的高频脉宽调制技术,具有稳定度强、精度高，体积小、重量轻、功耗低等特点。

edi电除盐装置稳定的制水技术，已在各领域越来越被重视，多家企业以应用电除盐技术替代了传统超纯水设备。

但是电渗析有个很大的缺点，就是操作复杂，而且设备极易损坏。在两个极水室里容易形成垢。所以必须每隔一段时间进行一次倒极，这样原来的浓水室变成淡水室，原来的淡水室变成浓水室。

混和离子交换除盐虽然看已达到较好的水质要求，但是交换树脂必须定期再生，再生时产生了酸碱损耗，并且产生污染，增加水耗。混和树脂还一直存在再生时分层不清的技术困难，虽然有很多方法可以解决，但是效果都不佳。

而连续电除盐技术，则是将这两种方法相结合。在电渗析的每隔一个室里装上混和离子交换树脂，这样，在电除盐的同时也进行离子交换，并且还有混合离子交混树脂便边交换边再生的优势，无须酸碱再生，大大减少了污染节约了运行成本。