技术协议 ****污水处理有限公司污水处理及中水回用工程 超滤及纳滤设备 供货与安装 买方： 卖方： 2009年12月28日
综合污水处理厂及中水回用工程 超滤、纳滤设备技术规格书 买方： 卖方： 一、工程概述 本工程是将回用水中的一部分（2万吨/天）水进入膜过滤系统进一步处理，使出水水质达到文化纸的用水标准的中水回用水处理系统。根据综合污水处理厂提供的原水水质及产水要求，结合我公司多年的中水处理经验，制定本方案。 二、设计依据 1）进水水质、水量 本中水回用标段的进水水质为： PH：7~8，COD≤100mg/L，BOD5≤30mg/L，色度≤50倍，SS≤10mg/L，电导率≤7000μs/cm，Cl－≤1200mg/L，Na≤800mg/L，硅酸根≤19.0mg/L，磷酸根≤11.9 mg/L，硬度≤20mmol/L， 碱度≤9.6mmol/L。 进水水量为：20000m3/d。 2）出水水质 本中水回用标段需要达到的水质标准为： PH：7~8，COD≤30mg/L，BOD5≤10mg/L，色度≤2倍，SS≤5mg/L，电导率≤2000μs/cm，Cl－≤300mg/L，硬度≤1mmol/L，碱度≤5mmol/L，3）回收率
本中水回用的回收率不低于60％。 三、工艺流程及主要设备功能阐述 3.1工艺流程描述 工艺流程框架图 综合污水处理厂的废水经过处理后一部分达标排放，其余部分自流进入UF进水池。废水通过UF进水泵提升进入自清洗过滤器，经过自清洗过滤器去除较大尺寸悬浮固体后进入UF装置。UF 装置可以去除水中的细小悬浮固体、胶体、细菌、少量大分子有机物等，保证后续NF装置的正常运行。UF出水进入中间水箱。中间水箱的水通过提升泵泵入保安过滤器，保安过滤器作为NF装置的保护措施。保安过滤器出水经过高压泵增压后进入NF组件，能够去除水中的大部分有机物、无机盐、色度等，出水完全可以达到水质标准。 由于原水的硬度较高，进过纳滤浓缩后，容易在纳滤膜表面结垢，故在系统中设有酸及阻垢剂添加系统，以确保纳滤系统的有效安全运行。纳滤产水的PH降低，采用添加氢氧化钠进行调节。 3.2设备主要功能
纺织学报第２４卷第４期 纳滤膜分离技术在染料生产中的应用研究 刘梅红苏鹤祥俞三传高从踏 （浙江工程学院，杭州，３１００３３）（上海染化八厂）（国家海洋局杭州水处理开发中心） 摘要；研究纳滤膜分离技术在染料生产中的应用。对纳滤膜和组箍的选择，膜法染料除盐、精制和浓缩工艺．膜法染料生产工艺优化，以及膜的污染和清洗等作了分析和讨论。 关■词：染料膜分离技术应用研究 中圈法分类号：Ｔｓ１９０．２文献标识码：Ａ 膜分离技术具有高效、低能耗、工艺简单、操作方便、过程易控制、无污染等优点，是一种新型分离技术。纳滤膜分离技术主要基于孔径筛分效应来实现对物料的选择性分离，膜对分子量大于２００的有机物有较高的截留率，而对低分子有机物和小分子盐类则基本上透过，从而实现对不同分子量物质的选择性分离和大分子有机物与小分子盐类的分离，近几年来，纳滤膜技术在生物、医药、化工等行业的产品的分离、精制、浓缩等方面得到了广泛应用，并取得了良好的经济和社会效益““。。 染料生产的通常工艺制成的液体粗制品，需盐析、过滤、并加水稀释、再喷雾干燥”ｏ，得到的固体粉状染料含盐量高（约３０ｗＬ％）、纯度和品质不高，同时将产生大量高盐度、高色度、高ｃＯＤ的浓废水，严重影响经济效益并污染环境，因而，提高我国染料工业产品的品质和价值十分重要。２０世纪９０年代起，国际上采用先进的纳滤膜技术，将制成的液体粗制品，通过纳滤膜技术进行一次性浓缩、脱斌，再喷雾干燥，既节约了干燥热能，又提高了染料的纯度和品质，提升了染料的价值，具有较好的经济效益；同时还大大降低了废水污染，为一绿色生产工艺，是目前国际染料工业的发展方向之一。上海染料化工八厂，在国内率先将膜分离技术应用于染料的生产中，通过纳滤膜技术对染料水溶液进行除盐、精制和浓缩，不仅提高了产品的纯度、降低生产能耗，又减少了废水的排放量，取得了显著的经济和社会效益。研究纳滤膜技术在染料生产应用过程中对膜的选择、除盐浓缩工艺及优化、膜的污染与清洗等，可为膜分离技术在染料生产中的推广应用提供依据。留住，因而选择合适的纳滤膜十分关键。首先是选择纳滤膜的孔径范围，这是纳滤膜选择性分离染料和低分子有机物、盐类的基础，通常用膜对Ｎａｃｌ的截留率来表征纳滤膜的孔径大小，膜对№ｃｌ的截面率越大，膜的孔径就越小…；在满足染料全部截留的要求下，较大孔径的纳滤膜有利于其它物质的透过，实现高效选择分离；当然，在实际生产中，必须能同时满足多种染料除盐、浓缩的要求，膜孔径的选择必须保证能全部截留多种染料。其次是膜材料的选择，必须考虑膜材料与有机物的相容性、膜材料的荷电性及其与溶质的相互作用、膜的污染及清洗等问题；纳滤膜材料主要有醋酸纤维素、芳香聚酰胺、磺化聚醚砜“ｊ，醋酸纤维素纳滤膜与阴离子型染料的相容性较好，但其适用的ｐＨ范围相对较窄；芳香聚酰胺类纳滤膜，分离性能优异，对染料的截留率高，ｐＨ适用范围宽，但易被污染；磺化聚醚砜纳滤膜带有强烈的负电荷，很适宜阴电荷性染料，耐酸碱性好，但体系中不允许有阳荷性溶质，否则极易被污染。 根据所处理染料的分子量大小、染料溶液的特性，在小试研究的基础上，选择了对№ａ（２０００ｍｇ，Ｌ）截留率为５０％的醋酸纤维素纳滤膜，表ｌ给出了该类纳滤膜对不同染料的截留性能。 裹１纳滤膜对不同染料的截留性能 ｌ纳滤膜及组器选择染料生产中主要使用卷式和管式两类膜组器，采用纳滤膜技术对染料粗制品进行除盐、精制卷式膜组器的优点是单位体积有效膜面积大、价格和浓缩，染料水溶液中的无机盐、低分子有机物和水低，缺点是物料粘度、浓度不能太高；管式膜组器较在压力作用下将透过纳滤膜，而染料则被纳滤膜截适用于粘度、浓度较高的物料，同时可用海绵球清洗 万方数据
纳滤膜的离子选择性研究 2010-02-11 来源: 印染在线点击次数：555 关键字：纳滤膜荷电膜离子选择性 王薇，李国东，杜启云 纳滤(nanofiltration，简称NF)膜是一种特殊而又很有前途的分离膜品种，因能截留物质的大小约为1纳米而得名。纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间，通常纳滤分离需要的跨膜压差为0．5～2．0MPa，比反渗透达到同样的渗透通量所需施加的压差低0．5～3．0MPa。对溶质的电荷选择性是纳滤膜最主要的性能之一，这一特性使纳滤膜在水的软化、净化和食品、染料、药物脱盐等领域的应用越来越广泛。商品纳滤膜大多数荷负电，相关的研究较多；荷正电的纳滤膜较少，故其相关的研究也鲜见报道’、为考查荷正电膜的电荷选择特点，本文用自制的荷正电纳滤膜对不同种类的无机盐溶液进行截留实验，研究荷正电纳滤膜对阴、阳离子的选择特点，对研究纳滤膜分离机理、开发荷正电膜的适用领域具有一定意义。 1实验部分 1．1实验材料与设备 实验所用材料有：聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDM)/聚砜(PSF)中空纤维内压纳滤膜，实验室自制；无机盐，分析纯． 实验仪器有：电导率仪，MC226型，瑞士梅特勒一托利多仪器公司产品；纳滤膜评价仪，自制，见图1。 1．2实验步骤 1．2．1无机盐电导率一浓度的标准曲线绘制 将无机盐在110oC下干燥24h去除所含的水分和结晶水，准确称量无机盐2．000g溶于1000mL容量瓶中．分别吸取75、50、25和10mL溶液置于100mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度，配制成质量浓度为1．5、1．0．0．5和0．2g/L的无机盐标准溶液。分别取标准溶液3mL置于干净的试管中，用MC226型电导率仪读取电导率值，绘制各无机盐
我国纳滤膜研制及应用技术进展 发表时间：2009-05-25T12:59:11.140Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年4月上旬刊供稿作者：刘映 [导读] 近年来，纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点，并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。 摘要：纳滤膜出现在上世纪八十年代，1993年，高从堦院士在国内首次提出纳滤膜概念[1]，近年来，纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点，并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。 关键词：纳滤膜膜技术水处理 0 引言 纳滤技术介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在200～1000范围，孔径为几纳米，其分离对象的粒径为约1nm。纳滤膜有着很多显著的优点，例如操作压力低，通量高，对离子形式的盐和一些有机分子的高效去除能力，而设备投资和运行保养的费用却很低。正是因为这些优点，纳滤技术在世界范围内的各个领域被越来越多的应用。纳滤膜出现在上世纪八十年代，1993年，高从堦院士在国内首次提出纳滤膜概念[1]，近年来，纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点，并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。 1 纳滤膜的研制 1.1 醋酸纤维素类纳滤膜周金盛等人[2]应用相转化法制备了醋酸纤维素(CA)-三醋酸纤维素(CTA)不对称纳滤膜。针对CA/CTA比，混合溶剂比例，添加剂和制膜条件等因素对膜性能的影响进行了研究。所制得的膜在操作压力1MPa和进水温度5～25℃条件下，对1000mg/L的NaCl水溶液脱盐率达到了15～60%，而对1000mg/Na2SO4水溶液脱盐率为85～98%。刘玉荣等人[3]对醋酸纤维纳滤膜连续成膜工艺进行了研究，确定了连续制备醋酸纤维纳滤膜的工艺条件。在机制膜制备中，材料的毛疵点可能导致膜面的疵点和缺陷。而材料表面的微细的软毛，则有利于铸膜液与增强材料的结合，使膜不宜从增强材料上剥离。醋酸纤维类纳滤膜是早期在膜市场投入生产的产品，但使纳滤膜大量应用于生产实践当中并迅速发展的，是复合型纳滤膜的出现。 1.2 复合纳滤膜 1993年，高从堦在国内首先采用界面缩聚法制备芳香族聚酰胺复合纳滤膜(PA类纳滤膜)的是，并指出该膜对MgSO4的脱盐率优于NaCl，可用于水质的软化。岑美柱和章勤等人[4]采用高取代度氰乙基纤维素与二醋酸纤维素共混为膜材料，丙酮、二氧六环混合溶剂，以有机醇为主、加入适量其他添加剂为致孔剂，通过冰水凝胶浴干湿法纺丝，制得性能良好的中空纤维纳滤膜，该膜在给水质量浓度1800mg/L、操作压力为0.6MPa、水温25℃条件下，对二价盐CaCl2、一价盐NaCl的水溶液的脱盐率分别大于90%和小于60%，水通量均大于3.5mL/(cm2·h)。于品早[5]以聚偏氟乙酸（PVDF）为第二组分聚合物与三醋酸纤维素（CTA）共混，通过冻胶法纺丝工艺制备成中空纤维纳滤膜。研究了固含量，纺丝工艺和后处理条件对膜性能的影响，并测试了不同操作条件下的模性能，取得了满意的结果。 1.3 荷电纳滤膜 1.3.1 荷负电纳滤膜鲁学仁[6]以丙烯酸-丙烯腈共聚物为荷电材料，以聚砜酰胺(PSA)为基膜研制了荷负电的纳滤膜。对共聚物的合成，荷电剂浓度，反应温度和反应时间等制膜条件进行了系统试验。同时还研究了荷电膜离子交换容量与膜性能的关系。制得的膜在0.6MPa下，对自来水脱盐率为40～50%，水通量为5～10mL/(cm 2·h)，IEC为6.0×10-4～8.0×10-4meq/cm2。 苗晶等人[7]采用均相合成的方法制备了一种典型的两性聚电解质-壳聚糖硫酸酯(SCS)。以SCS的水溶液为复合纳滤膜活性层铸膜液，戊二醛为交联剂，聚砜超滤膜为基膜，采用涂敷与交联的方法制备了壳聚糖硫酸酯/聚砜(SCS/PSF)复合纳滤膜，采用环境扫描电镜(ESEM)对其表面和断面结构进行了表征，并研究了活性层铸膜液的组成及制备条件对复合膜截留性能的影响。所制得的复合NF膜在13~15℃、 0.30MPa下，对1000mg·L-1Na2SO4和NaCl溶液的截留率分别为91.2%、48.5%，通量分别为3.2、6.7kg·m-2·h-1。SCS/PSF系列复合膜对无机盐的截留顺序为：Na2SO4>NaCl> MgSO4>MgCl2。实验结果表明SCS/PSF复合膜表面活性层因吸附电解质溶液中的阴离子而荷负电，并由此决定其对无机盐的截留性能。 1.3.2 荷正电纳滤膜杨艳红和方文骥[8]以聚乙烯亚胺(PEI)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体，采用界面聚合法制备了一种荷正电纳滤膜。通过均匀实验设计，得出的优化条件为：PEI浓度为1.75%，十二烷基硫酸钠(SDS)浓度为0.1%，酸接受剂(Na2CO3：NaOH=2∶1)浓度为0.3%(均为质量浓度)，界面聚合反应时间(IPT)为2min，膜对一价盐的截留率均在30%左右，对二价盐的截留率接近70%，对低分子有机染料的截留率达90%以上。 2 水处理当中的应用 2.1 自来水深度处理崔崇威等人[9]依据大庆水源水质特点确定优质桶装水的生产工艺为:自来水—多介质过滤—臭氧化—生物活性碳过滤—精密过滤—纳滤—臭氧紫外双重消毒—自动化灌装。纳滤浓水水质分析表明优于原水，提出将其回用于工艺中，结果表明:纳滤浓水的回用可以使桶装饮用水保留一部分人体所需的矿物质，同时提高水的硬度，达到优质桶装水的要求。组合工艺对有机污染物去除效率较高，出水高锰酸盐指数小于110mg/L，效果稳定。纳滤膜操作压力低，可使原水部分脱盐，阴离子截留率按NO3-、Cl-、F-、SO42-顺序递增；尤其对该地区水中含量较高的F-有良好的去除效果；阳离子截留率按Na+、K+、Mg2+、Ca2+顺序递增，对高价离子的去除率大于其对一价离子的去除率，对水中无机和有机污染物都具有独特的分离特性。 朱安娜等人[10]针对磁场应用于自来水纳滤软化过程的初步研究表明:与同样条件下的对照实验相比，磁场的存在可以减缓纳滤膜通量衰减的速度。对膜面结垢的电镜分析发现，磁场引入纳滤膜过程可导致膜面结晶形态的改变。不加磁场的纳滤过程中，膜面上主要生成颗粒状的方解石；加磁场的纳滤过程中，膜面上针形文石的含量增高，且大多形成团簇结构。纳滤膜面上针形导磁极后在膜面上以S-N的结合次序形成链状结晶。 2.2 地表水处理地表水的成分与其中的化学物质往往随着季节的变化或是雨后地表冲积物而变化，虽然在处理地表水的过程中我们主要去除的是有机物而不是硬度，纳滤膜仍然是很可靠的选择之一。李灵芝和王占生[11]以分别以太湖水和淮河水为水源的两地水厂出厂水为研究对象，研究纳滤膜组合工艺对饮用水中可同化有机碳和致突变物的去除效果。研究表明，纳滤膜对可同化有机碳的去除率为80%，能确保饮用水的生物稳定性，对致突变物的去除率大于90%，使Ames实验结果由阳性转为阴性，对两地不同原水均能生产出安全优质的饮用水。 2.3 废水处理纳滤技术作为一种高效经济的处理手段，已经被应用于很多废水处理工艺当中。王昕彤和孙余凭[12]采用TFC-S型纳滤膜对含镍废水进行回收处理。在试验中研究了试验温度、操作压力、进料流率和溶液中Ni2+的质量浓度对Ni2+的质量截留率和透过流率的影响。
一纳滤膜原理及现代工业应用 纳滤膜的定义 透过物大小在1－10nm，膜表面分离层可能拥有纳米级（10nm以下）的孔结构，故习惯上称之为"纳滤膜"又叫"纳米膜"、"纳米管"。 纳滤膜工作原理 纳滤是在压力差推动力作用下，盐及小分子物质透过纳滤膜，而截留大分子物质的一种液液分离方法，又称低压反渗透。纳滤膜截留分子量范围为200-1000MWCO，介于超滤和反渗透之间，主要应用于溶液中大分子物质的浓缩和纯化。 纳滤膜概述 1. 纳滤系统多采用错流过滤的方式。错流方式避免
了在死端过滤过程中产生的堵塞现象：料液流经膜的表面，在压力的作用下液体及小分子物质透过纳滤膜，而不溶性物质和大分子物质则被截留； 2. 料液具有足够的流速可将被膜截留的物质从膜表面剥离，连续不断的剥离降低了膜的污染程度，因而可在较长的时间内维持较高的膜渗透通量。 3. 错流过滤是最有效、最可靠、最可以创造经济效益的膜分离手段。 4. 错流过程同时避免了在死端过滤(如板框压滤机、鼓式真空过滤机)过程中依靠滤饼层进行过滤的情况，分离发生在膜表面而不是滤饼层中，因而滤液质量在整个过程中是均一而稳定的。滤液的质量取决于膜本身，使生产过程完全处于有效的控制之中。 卷式纳滤膜的结构 卷式纳滤膜组件设计简单，填充密度大，内部结构为多个“膜袋”卷在一多孔中心管外形成，膜袋三边粘封，另一边粘封于多孔中心管上，膜袋内以多孔支撑材料形成透过物流道。膜袋与膜袋间以网状材料形成料液流道，料液平行于中心收集管流动，进入膜袋内的透过物，旋转着流向中心收集管，并由中心收集管流出。 二、系统操作规程
A. 系统启动前的准备工作 检查物料的供应是否正常。 检查所有的电器设备连接和接地是否完好。 检查所有的仪表是否完好。 检查所有的管道、阀门是否完好。 检查所有的泵的润滑。 进料前保证系统内充满水。 启动系统电源，点动所有的泵，检查泵的旋转方向是否正确。 B. 系统运行程序 1、打开系统进料管路阀门：进料罐底阀，保安泵进出口阀，过滤器进出口阀，输送泵泵进出口阀； 打开纳滤系统内相关阀门：循环泵出料阀，膜设备进料阀，膜设备出料阀，膜设备滤出液阀，打开浓缩液出口阀； 膜运行模式切换成恒流量模式； 启动保安泵泵，使系统保持相应压力，用料液充满膜系统。 打开输送泵进出阀，启动输送泵。 启动循环泵（依次1#，2#，3#，且待前一组到达相应流量再启动下一组泵），缓慢调节浓缩液出口阀，以达到需要的压力以及浓缩倍数。
纳滤反渗透膜分离实 验
化工原理实验报告学院：专业：班级：
三、实验装置 本实验装置均为科研用膜，透过液通量和最大工作压力均低于工业现场实际使用情况，实验中不可将膜组件在超压状态下工作。主要工艺参数如表1-1 膜组件膜材料膜面积/m2最大工作压力/Mpa 纳滤（NF）芳香聚纤胺0.4 0.7 反渗透(RO) 芳香聚纤胺0.4 0.7 表1-1膜分离装置主要工艺参数 反渗透可分离分子量为100级别的离子，学生实验常取0.5％浓度的硫酸钠水溶液为料液，浓度分析采用电导率仪，即分别取各样品测取电导率值，然后比较相对数值即可（也可根据实验前做得的浓度－电导率值标准曲线获取浓度值）。 图1-1膜分离流程示意图 1－料液灌；2－低压泵；3－高压泵；4－预过滤器；5－预过滤液灌；6－配液灌；7－清液灌； 8－浓液灌；9－清液流量计；10－浓液流量计；11－膜组件；12－压力表；13－排水阀
图1 电导率与溶液浓度关系曲线 电导率与溶液浓度模型：C= 0.6253k - 0.0195 式中k为电导率，单位ms/cm；C为溶液浓度，单位×10-3g/cm3。 ① 原料液浓度C0=0.6253*6.07-0.0195=3.776071*10-3（g/cm3）=0.026584561 kmol/m3 透过液浓度C P=0.6253*0.13-0.0195=0.061789*10-3（g/cm3）=0.000435011 kmol/m3 浓缩液浓度C R=0.6253*6.99-0.0195= 4.351347*10-3（g/cm3）= 0.030634659 kmol/m3 ② 原料液浓度C0=0.6253*5.95-0.0195= 3.701035*10-3（g/cm3） =0.026056287 kmol/m3 透过液浓度C P=0.6253*0.07-0.0195=0.024271*10-3（g/cm3） =0.000170874 kmol/m3 浓缩液浓度C R=0.6253*7.26-0.0195= 4.520178*10-3（g/cm3） =0.031823275 kmol/m3 (2)膜组件性能表征： 利用公式：
纳滤膜在抗生素提取中的应用研究进展 【时间：2009-11-18】【字体：大中小】【打印】【收藏】【关闭】 1、前言 由于膜分离过程中，物质不发生相变(个别膜过程除外)，分离效果好，操作简单，可在常温下避免热破坏，使得膜分离技术在化工、电子、冶金、纺织、轻工、石油和医药等领域得到广泛的应用，发挥着节能、环 保和清洁等作用，在国民经济中占有重要的战略地位。 纳滤(Nanofiltration，简称NF)膜及其相关过程的出现大大地促进了膜技术在液体分离领域的应用。早期的具有纳滤性质的膜名称并不统一，70年代以色列Desalination Engineering公司将介于反渗透与超滤之间的膜分离称为“杂化过滤(Hybrifiltration)”。美国Film-Tech公司根据相应膜的截留分子量膜孔径尺寸大约为一至几个纳米的特征，把这种膜技术称之为纳滤。 如今在世界上各大膜公司大多已涉足纳滤膜的生产，但是取名各不相同。根据膜所表现的性质，被称作疏松型RO、部分低压反渗透、超渗透（u1tro-osmosis）以及荷电RO／UF的都应归类于纳滤范畴。 2、纳滤膜在抗生素提取中的应用 纳滤分离过程无任何化学反应，无需加热，无相转变，不破坏生物活性，适用于相对分子质量1000以下的物质。绝大部分药物的相对分子质量都在这个范围内，且纳滤技术节能，环境友好，因而越来越多的被用 到制药工业的各种分离、精制和浓缩过程中。 抗生素的相对分子质量大都在300-1200范围内。其生产过程为先将发酵液澄清、用选择性溶剂萃取，再通过减压蒸馏得到。纳滤膜技术可以从两个方面改进抗生素的浓缩和纯化工艺：(1)用NF膜浓缩未经萃取的抗生素发酵滤液，除去水和无机盐，然后再萃取。这样可以大幅度地提高设备的生产能力，并大大减少萃取剂的用量。(2)用溶剂萃取抗生素后，用耐溶剂纳滤膜浓缩萃取液，透过的萃取剂可循环使用。NF膜已成功地应用于红霉素、金霉素、万古霉素和青霉素等多种抗生素的浓缩和纯化过程。VB l2由发酵得到，传统的生产工艺复杂，产率低。纳滤膜可应用于如下过程：用微滤替代传统的过滤，经微滤的发酵清液用NF膜可浓缩10倍以上，从而大大减少了萃取剂用量，并提高了设备的生产能力。粗产品纯化过程中所使用的溶 剂，也可以用NF膜处理回收使用。 2.1、纳滤膜在提取6-氨基青霉烷酸(6-APA)中的应用 6-APA是一种重要的医药半合成原料，一般是用青霉素G钾盐在青霉素酰化酶作用下裂解而制得。经过溶媒转相萃取后，母液中仍有0.3％-0.4％的6-APA，如不回收，则意味着有10％的产品将残留在母液中无法回收而损失。但由于6-APA受热极易分解，且母液中含有一定量的有机溶剂(例如2％的CH2C12)，用普通 的溶剂萃取法回收处理困难很大。 针对上述情况，近年来利用耐溶剂的纳滤膜浓缩6-APA裂解液的研究工作越来越多。 吴耀华选用英国PCI公司的AFC30型耐溶剂管式纳滤膜浓缩6-APA裂解液，该膜截留相对分子质量约200。操作条件：温度6-12℃，进液压力5MPa，流量为38L／min。中试结果表明，膜对6-APA的平均截留率在99％以上，而透析损失率小于1％，浓缩效果是比较理想的。
纳滤膜的发展概况
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第四章纳滤 第一节概述 一、纳滤膜的发展概况 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，早期称为“低压反渗透”或“疏松反渗透”。纳滤技术是为了适应工业软化水的需求及降低成本而发展起来的一种新型的压力驱动膜过程。纳滤膜的截留分子量在２00-2000之间，膜孔径约为1nm左右,适宜分离大小约为ｌｎm的溶解组分,故称为“纳滤”。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，能有效的截留二价及高价离子、分子量高于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，实现高分于量和低分子量有机物的分离,且成本比传统工艺还要低。因而被广泛应用于超纯水制备、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。 近年来,纳滤膜的研究与发展非常迅猛。从美国专利看：最早有关纳滤技术的专利出现于20世纪80年代末,到１9９0年,只有9项专利,而在以后的５年中（1991～199５),出现了69项专利,到目前为止,有关纳滤膜及其应用的专利已超过330项,其应用涉及石油化工、海洋化工、水处理、生物、生化、制药、制糖、食品、环保、冶金等众多领域。 我国从20世纪80年代后期就开始了纳滤膜的研制，在实验室中相继开发了CA-CTA纳滤膜,S-ＰＥS涂层纳滤膜和芳香聚酰胺复合纳滤膜,并对其性能的表征及污染机理等方面进行了试验研究,取得了一些初步的成果。但与国外相比,我国纳滤膜的研制技术和应用开发都还处于起步阶段。 二、纳滤膜的特点 由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理（如复合化、荷电化），使其具有较特殊的分离性能。纳滤膜的一个很大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位阻效应即筛分效应,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，纳滤膜表面分离层可以由聚电解质构成,膜表面带有一定的电荷，大多数纳滤膜的表面带有负电荷，它们通过静电相互作用,阻碍多价离子的渗透,这是纳滤膜在较低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。 图4-１纳滤膜的分离特性 纳滤膜的特点如下: 1.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-，Cl-，OH－，SO42-,CＯ３2－;对阳离子的截留率按下列顺序递增：Ｈ＋,Na＋,K＋，Ｍｇ2+，Ca２＋,Cｕ2+。 ２．对离子截留受离子半径的影响。在分离同种离子时,离子价数相等，离子半径越小，膜对该离子的截留率越小;离子价数越大,膜对该离子的截留率越高。 3.截留分子量在200~１000之间，适用于分子大小为1nm的溶解组分的分离。 对疏水型胶体油、蛋白质和其它有机物具有较强的抗污染性,与反渗透膜相比，纳滤膜具有操作压力低、水通量大的特点;与微滤膜相比,纳滤膜又具有截留低分子量物质能力强的特点，对许多中等分子量的
纳滤膜的定义及应用 资料来源：https://www.doczj.com/doc/338917157.html,2012-4-13 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： 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；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，Ca、Mg等硬度成分及蒸发残留物质。 纳滤膜的应用 1、软化水处理 对苦咸水进行软化、脱盐是纳滤膜应用的最大市场。在美国目前已有超过40万吨/日规模的纳滤膜装置在运转，大型装置多数分布在佛罗里达半岛，其中最大的两套装置规模分别为3.8万吨/日( 1989年) 和3.6万吨/日( 1992年)。 2、饮用水中有害物质的脱除 传统的饮用水处理主要通过絮凝、沉降、砂滤和加氯消毒来去除水中的悬浮物和细菌，而对各种溶解性化学物质的脱除作用很低。随着水源的环境污染加剧和各国饮水标准的提高，可脱除各种有机物和有害化学物质的"饮用水深度处理"日益受到人们的重视。目前的深度处理方法主要有活性碳吸附、臭氧处理和膜分离。膜分离中的微滤(NF)和超滤(UF)因不能脱除各种低分子物质，故单独使用时不能称之深度处理。纳滤膜由于本身的性能特点，故十分适用于此用途的应用。美国食品与医药局曾用大型装置证实了纳滤膜脱除有机物、合成化学物的实际效果。日本也曾于1991～1996年组织国家攻关项目"MAC21"(Membrane Aqua Century21)开发膜法水净化系统。该项目的前三年侧重于微滤/超滤膜的固液分离，后三年重点开发以纳滤膜为核心，以脱除砂滤法不能脱除的溶解性微量有机污染物为目的的饮水深度净化系统。大量工业装置的运行实践表明，纳滤膜可用于脱除河水及地下水中含有三卤甲烷中间体THM(加氯消毒时的副产物为致癌物质)、低分子有机物、农药、异味物质、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质。 3、中水、废水处理 中水一般指将大型建筑物(宾馆、写字楼、商场等)中排出的生活污水处理后用于厕所冲洗等非饮用再利用水，在中水领域的膜利用，日本作了很多的工作。纳滤膜在各种工业废水的应用也很多实例，如造纸漂白废水处理等。生活废水中，纳滤膜与生物处理(活性污泥)相结合也已进入实用阶段。 4、食品、饮料、制药行业
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第四章纳滤 第一节概述 一、纳滤膜的发展概况 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，早期称为“低压反渗透”或“疏松反渗透”。纳滤技术是为了适应工业软化水的需求及降低成本而发展起来的一种新型的压力驱动膜过程。纳滤膜的截留分子量在200-2000之间，膜孔径约为1nm左右，适宜分离大小约为l nm的溶解组分，故称为“纳滤”。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，能有效的截留二价及高价离子、分子量高于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，实现高分于量和低分子量有机物的分离，且成本比传统工艺还要低。因而被广泛应用于超纯水制备、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。 近年来，纳滤膜的研究与发展非常迅猛。从美国专利看：最早有关纳滤技术的专利出现于20世纪80年代末，到1990年，只有9项专利，而在以后的5年中（1991～1995），出现了69项专利，到目前为止，有关纳滤膜及其应用的专利已超过330项，其应用涉及石油化工、海洋化工、水处理、生物、生化、制药、制糖、食品、环保、冶金等众多领域。 我国从20世纪80年代后期就开始了纳滤膜的研制，在实验室中相继开发了CA-CTA纳滤膜，S-PES涂层纳滤膜和芳香聚酰胺复合纳滤膜，并对其性能的表征及污染机理等方面进行了试验研究，取得了一些初步的成果。但与国外相比，我国纳滤膜的研制技术和应用开发都还处于起步阶段。 二、纳滤膜的特点 由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理（如复合化、荷电化），使其具有较特殊的分离性能。纳滤膜的一个很大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位阻效应即筛分效应，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，纳滤膜表面分离层可以由聚电解质构成，膜表面带有一定的电荷，大多数纳滤膜的表面带有负电荷，它们通过静电相互作用，阻碍多价离子的渗透，这是纳滤膜在较低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。 图4-1 纳滤膜的分离特性 纳滤膜的特点如下： 1.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－，Cl－，OH－，SO42－，CO32－；对阳离子的截留率按下列顺序递增：H+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Cu2+。 2. 对离子截留受离子半径的影响。在分离同种离子时，离子价数相等，离子半径越小，膜对该离子的截留率越小；离子价数越大，膜对该离子的截留率越高。 3.截留分子量在200～1000之间，适用于分子大小为1nm的溶解组分的分离。 对疏水型胶体油、蛋白质和其它有机物具有较强的抗污染性，与反渗透膜相
文章编号:１００１-９７３１(２０１４)２４-２４０５０-０５ 正电型PVC/PEI复合纳滤膜的制备及其盐/染料分离性能? 崔月,许云秋,姚之侃,杜世媛,赵斌,朱宝库,朱利平 (浙江大学高分子科学与工程学系,膜与水处理技术教育部工程研究中心, 高分子合成与功能构造教育部重点实验室,杭州３１００２７) 摘要:在聚氯乙烯(PVC)超滤膜表面通过沉积形成与之共价结合的聚乙烯亚胺(PEI)层,先后用戊二醛和２,３-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTAC)令PEI交联和季铵化,制备了荷正电PVC/PEI复合纳滤膜;考察PEI分子量和EPTAC浓度对膜结构及性能的影响.结果表明,当分子量分别为５万和７万的两种PEI按质量比１?１混合使用时,可以得到皮层致密均一的复合膜,EPTAC季铵化后PVC/PEI复合纳滤膜荷正电,有良好的亲水性,０．３MPa操作压力下水通量达５８．７L/m２四h,对NaCl不截留,对刚果红染料的截留率达９８．９％,在染料和无机盐分离领域具有重要意义.关键词:聚氯乙烯;聚乙烯亚胺;荷正电;纳滤膜 中图分类号: TQ０２８．８文献标识码:A DOI:１０．３９６９/j．issn．１００１-９７３１．２０１４．２４．０１０ １引言 纳滤(nanofiltration,NF)介于超滤和反渗透,截留分子量在２００~２０００之间,主要用于纳米尺度组分的分离,故而得名[１].与反渗透相比,纳滤可在低压下(小于１MPa)运行,设备要求低,在食品工业[２]二废水处理[３-４]二石油开采二制药[５]等领域有广阔的应用前景.商业化纳滤膜有两种制备方法:一是由二胺与二酰氯界面聚合形成聚酰胺纳滤层[６];二是在超滤膜表面由磺化芳香族聚合物(主要是磺化聚醚砜)构建纳滤皮层[７].前者过程简单,但分离选择性低二耐余氯氧化性差;后者荷负电,对荷负电物质的分离性好,但适用的磺化聚合物种类很少.因此,制备具有荷正电特征的新型纳滤膜具有重要意义. 聚氯乙烯是产量仅次于聚乙烯的第二大合成树脂,价格低廉,具有优异的机械强度,化学稳定性好,耐腐蚀.本文研究团队１０多年前以其为膜材料开发出的聚氯乙烯超滤膜,已实现大规模的工业化生产和应用[８-９].虽然先后有PVC超滤改性微滤[１０]二超滤[１１-１２]的研究报道,但除了本课题组外,迄今还未见有关PVC基纳滤膜研究的报道. 聚合过程的链转移[１３]等反应,使得PVC链中存在部分高活性的C－Cl键(如叔碳-氯二氯烯丙基等),其活泼的氯原子可与胺类化合物进行烷基化反应[１４],是本研究提出在PVC超滤膜表面构筑聚乙烯亚胺(PEI)层的理论根据.在PVC膜表面PEI经热处理实现与之共价结合,继而戊二醛令氨基交联二EPTAC 与氨基反应形成季铵盐,期望由此开发一种新型的荷正电的PVC/PEI复合纳滤膜的制备方法. ２实验 ２．１主要原料与试剂 聚氯乙烯(PVC-１３００),华尔沃试剂公司.聚乙烯亚胺PEI-７w(M w＝７００００)和PEI-２w(２００００)二戊二醛二刚果红二维多利亚蓝B二氨基黑１０B,阿拉丁试剂公司.２,３-环氧丙基三甲基氯化铵,东营国丰精细. CaCl２二NaCl国药集团. ２．２荷正电PVC/PEI复合纳滤膜的制备 采用浸没沉淀相转化法制备PVC超滤底膜(M０).表１为PEI水溶液配方. 表１ PEI水溶液配方 Table１The com p ositions of PEI filtration solution 膜编号PEI-２w/wt％PEI-７w/wt％ M１０１００ M２３０７０ M３５０５０ M４７０３０ M５１０００ 将事先配制如表１所示一定浓度的PEI水溶液倾于其上;待水滤去之后,则PEI在PVC超滤表面自然沉积,形成薄层;经７０?热处理,PVC-PEI间形成共价结合;去离子水冲洗;继将膜浸泡在１％戊二醛水溶液中１０min,再经６０?热处理１h,令醛基与氨基反应实现PEI层的交联(M１-M５);最后将膜在不同浓度(５％,１０％和１５％(质量分数))二６０?的EPTAC溶液中浸泡１h,取出,用去离子水清洗,得到荷正电的PVC纳滤膜(以M３为例,分别命名为M３-５％二M３-１０％和M３-１５％).制备过程中PEI层化学组成的变化如图１所示. ０５０４ ２２０１４年第２４期(４５)卷 ?基金项目:国家自然科学基金资助项目(２０９７４０９４);国家高技术研究发展计划(８６３计划)资助项目(２０１２AA０３A６０２) 收到初稿日期:２０１４-０７-１７收到修改稿日期:２０１４-０９-１８通讯作者:朱宝库,E-mail:zhubk＠z j u．edu．cn 作者简介:崔月(１９８９－),女,河北石家庄人,硕士,师承朱宝库教授,从事分离膜材料研究.
纳滤膜及其应用 摘要：纳滤膜是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。它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纳米而得名，它截留有机物的分子量大约为150－500左右，截留溶解性盐的能力为2－98%之间，对单价阴离子盐溶液的脱盐低于高价阴离子盐溶液。被用于去除地表水的有机物和色度，脱除地下水的硬度，部分去除溶解性盐，浓缩果汁以及分离药品中的有用物质等。纳滤介于反渗透和超滤之间由于其截留的颗粒比超滤小些，其透过率比反渗透大些操作压力也不太高近十几年来发展迅速是当前膜分离技术与开发的热门研究课题之一。本文综述了纳滤膜的特性、分离机理、研究现状及其在各方面的应用。 关键词：纳滤；纳滤膜；分离机理；制备方法；应用 1、纳滤及纳滤膜的概述 纳滤（NF）是20世纪80年代中期发展起来的介于超滤和反渗透之间的、同属于压力驱动的新型膜分离技术，适宜于分离相对分子质量在200 Da以上、分子大小约为1 nm的溶解组分，一般认为其截留相对分子质量在200～1 000之间，对NaCl的截留率一般为40%～90%，对二价或高价离子的截留率高达99%。由于操作压力一般小于1.5 MPa，也被称为低压反渗透膜或疏松的反渗透膜。纳滤膜的孔径通常为1～10 nm，同时它是带电荷的，荷电纳滤膜可通过静电斥力排斥溶液中与膜上所带电荷相同的离子，通过静电引力吸附与所带电荷相反的离子。因此，荷电膜对物质的分离性能主要是基于电荷效应和膜的纳米级微孔的筛分效应。它的过滤范围介于反渗透和超滤之间，推动了膜技术及相关应用领域的发展，并已在石化、生化和医药、食品、造纸、纺织印染等领域及水处理过程中得到广泛应用[1]。 纳滤膜的一个很大特征是膜上或者膜中存在带电基团，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Do nnan效应，是指离子与膜所带电荷的静电相互作用。纳滤膜表面分离层可以由聚电解质构成，膜表面带有一定的电荷，大多数纳滤膜带有负电荷。它们通过静电相互作用，阻碍多价离子的渗透，这是纳滤膜在很低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。纳滤膜的特点主要体现在以下几方面[6]： (1) 对不同价态离子截留效果不同，对单价离子的截留率低，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: NO-3，Cl-，O H-，SO2-4 ，CO2 -3。对阳离子的截留率按下序递增: H+，Na+，K+，Mg2 +，Ca2 +，Cu2 +。 (2) 对离子截留受离子半径影响，在分离同种离子时，离子价态相等，离子半径越小，膜对该离子的截留率越小；离子价数越大，膜对该离子的截留率越高。(3) 对疏水型胶体油、蛋白质和其它有机物有较强的抗污染性，能有效去除许多
收稿日期：95 2011-11-10 耐溶剂高分子纳滤膜研究进展 Research Progress of Solvent-resistant Polymer Nano-filtration Membranes 作者简介：韩润林，男，山西忻州人，博士，讲师，主要研究方向为液体分离膜的制备与应用。 Wpm/51!Op/2!)Tvn/348* Kbovbsz!!3123 韩润林， 王浩东 Han Runlin, Wang Haodong - 安康学院化学化工系， 陕西 安康 725000 - Department of Chemistry and Chemical Engineering, Ankang University, Ankang 725000, China 摘 要 : 介绍了耐溶剂高分子纳滤膜的应用现状及存在的问题，重点讨论了聚乙烯醇、壳聚糖、聚酰亚胺及聚二甲基硅氧烷纳滤膜的制备及改性方法，并指出了耐溶剂高分子纳滤膜的发展方向。Abstract : The application actuality and existing problems of solvent-resistant polymer nano-filtration membranes were introduced. The preparation and modification methods of nano-filtration membranes of PVA, chitosan, PI and PDMS were discussed in detail. The development direction of solvent-resistant polymer nano-filtration membranes were predicted. 关键词 : 高分子纳滤膜；耐溶剂；聚乙烯醇；壳聚糖；聚酰亚胺；聚二甲基硅氧烷 Key words : Polymer nano-filtration membrane; Solvent-resistance; PVA; Chitosan; PI; PDMS 文章编号：1005-3360（2012）01-0095-04 纳滤膜截留分子量一般为200~1 000，具有操作压力低、分离无需加热、无相变、无化学反应、不破坏生物活性、耗能低等优点。纳滤膜能选择性地分离小分子和无机盐，能分离同类氨基酸和蛋白质，实现高相对分子量和低相对分子量有机物的分离，因而被广泛应用于食品、化工、医药、生化、环保、冶金等领域[1-3]。它的开发应用不仅与工业上的需要有关，而且还与环境保护和充分利用水资源密切相关。因此，在当前能源紧张、水资源缺乏和环境污染日益严重的形势下，纳滤膜分离技术得到了广泛的研究与发展[4]。 目前，纳滤膜还主要是用在水溶液体系中；在有机溶剂体系中，纳滤膜容易发生溶胀，从而使得膜性能迅速下降。耐溶剂纳滤是一种非常节能的分离过程，在许多工业领域（如石油化工和药物生产等）有着巨大的应用潜力。开发具有耐溶剂性能的纳滤膜，拓宽其在有机溶剂体系中的应用，可以大大降低工业生产成本，有利于节能减排[5]。目前声称的耐溶剂纳滤膜并不是在所有有机溶剂体系中都可以使用，而只能在部分极性较弱的有机溶剂体系中使用[6]。为了使耐溶剂纳滤膜广泛应用于 工业生产中，就必须进一步提高膜的耐溶剂性能，特别是提高其在强极性溶剂体系中的稳定性。事实上，无机膜都具有良好的耐溶剂性，但由于无机纳滤膜加工成型困难，导致其成本较高，尤其是用于制备纳滤膜的无机膜材料很少，主要为氧化铝、氧化硅、氧化锆及氧化钛等，还有待开发其在工业中的应用[7-8]。目前已经商品化的耐溶剂纳滤膜均为有机高分子纳滤膜，一般需选择适当的膜材料，然后进行改性处理，以提高其耐溶剂性，最终制得耐溶剂的有机纳滤膜。相对于无机纳滤膜，研制和开发具有耐溶剂性的有机高分子纳滤膜是目前耐溶剂纳滤膜商业化发展最方便可行的途径[9]。本文综述了近几年来耐溶剂高分子纳滤膜的最新进展。 1 聚乙烯醇耐溶剂纳滤膜 聚乙烯醇(PV A)是一种水溶性聚合物，具有良好的成膜性、黏结力、乳化性，卓越的耐油脂和耐溶剂性能，以及良好的物理和化学稳定性。化学交联可以降低PV A 的结晶度，提高成膜的渗透性能，使 评述 文献标识码 : A 中图分类号 : TQ 314.1