纳滤膜分离技术处理饮用水的应用研究论文

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1、纳滤膜分离技术处理饮用水的应用研究论文摘要：简要介绍了纳滤膜的定义及原理，并利用自行设计的小型设备对纳滤NF1、纳滤NF7两种型号膜组件的性能进行了分析比较。关键词：饮用水水处理纳滤膜分离技术前言膜分离技术是物质分离技术中的一个单元操作。膜法分离的最大特点是驱动力主要为压力，不伴随需要大量热能的变化。因而有节能、可连续操作、便于自动化等优点。膜分离中的微滤（MF）、超滤（UF）不能脱除各种低分子物质，故单独使用时，出水质量仍较差。反渗透膜（RO）有较强的去除率，但在去除有害物质的同时也去除了水中

2、大量有益的无机离子，出水呈酸性，不符合人体需要。而纳滤膜（NF）分离技术在有效去除水中有害物质的同时.freelol以上，分子大小约为1nm的溶解组分的膜工艺。纳滤膜的一个特点是具有离子选择性：具有一价阴离子的盐可以大量渗过膜（但并不是无阻挡的），然而膜对具有多价阴离子的盐（例如硫酸盐和碳酸盐）的截留率则高得多。因此，盐的渗透性主要由阴离子的价态决定。1.2纳滤膜的分离原理纳滤过程之所以具有离子选择性，是由于在膜上或者膜中有负的带电基团，它们通过静电互相作用，阻碍多价离子的渗透。根据文献［1］说

3、明，可能的荷电密度为0.5～2meq/g.为此，我们可用道南效应加以解释：ηj=μj+zj.F.φ式中ηj——电化学势；μj——化学势；zj——被考查组分的电荷数；F——每摩尔简单荷电组分的电荷量（称为法拉第常数）；φ——相的内电位，并且具有电压的量纲。式中的电化学势不同于熟知的化学势，是由于附加了zj.F.φ项，该项包括了电场对渗透离子的影响。利用此式，可以推导出体系中的离子分布，以计算出纳滤膜的分离性能。2、纳滤膜处理饮用水的应用研究2.1纳滤膜处理饮用水的流程为增强两种型号膜组件的可比性，

4、我们采用同一流程，即：原水→10μm保安过滤器→活性炭过滤→5μm保安过滤器→NF7→出水。原水→10μm保安过滤器→活性炭过滤→5μm保安过滤器→NF1→出水。其中，10μm保安过滤器用来除去原水中的悬浮物；活性炭吸附可去除水中的部分有机物；5μm保安过滤器用以保证膜组件的安全正常使用。2.2试验结果的分析讨论2.2.1TOC结果比较为了研究NF1、NF7两种膜对有机物的去除情况，在相同条件下取原水、活性炭出水及产水率为15%时的NF1、NF7出水水样测定TOC，结果见图1.图1TOC去除率比

5、较由图1可知，在TOC的去除效果上，活性炭对TOC有一定的去除效果，但仍有一部分未能去除；纳滤NF1对TOC的处理效果较好达到93.9%；而纳滤NF7对TOC的处理效果不够理想。2.2.2色谱-质谱联机分析结果和讨论取原水，活性炭出水，NF1，NF7出水水样各20L，经吸附、洗脱、浓缩，用色谱-质谱联机分析。GC/MS结果见表1.原水中检出有机物26种，这些物质中有毒有害物质11种，占水中有机物总数量的42.3%，其中优先控制污染物2种。原水经过活性炭吸附后，有机物去除了17种，新增11种，对其

6、中的9种无去除能力，说明活性炭对有机物的去除效果不够理想；经过膜处理后，NF7出水检出有机物11种，对致突变物的去除率为75%；NF1出水检出3种有机物，致突变物的去除率为87.5%.说明在三致物质的去除效果上NF1优于NF7.造成以上结果的原因大体可这样描述：在处理有机物中性组分时，电的相互影响消失了。对于这样的物料，将根据其分子的大小进行分离，分子量超过200g/mol的组分被完全截留，而摩尔质量较低的小分子则可以渗透。对于有机物料体系来说，以少量测量数据为基础的扩散-溶解模型可以很好地描述

7、纳滤膜对有机物的分离特性。2.2.3Ames试验结果讨论取原水、活性炭出水、NF7、NF1出水各100L进行吸附、洗脱、浓缩后进行Ames试验．2.2.4脱盐率比较取NF1、NF7进出水水样对其电导率进行测定．3、结论及建议（1）NF1对TOC的处理效果较NF7及活性炭吸附的效果更为理想，达到93.9%.NF1对水中有机物及三致性的去除效率高，出水Ames试验结果为阴性。（2）NF1在去除水中有害物质的同时，能够保留较多的无机离子，更加符合我国目前的饮食结构，满足现有条件下人员的健康需要。（3）

8、在应用纳滤膜分离技术处理饮用水时，建议使用NF1膜组件。（4）纳滤膜的分离机理及相应的数学模型需进一步探讨。