Технологични характеристики на обратна осмоза и нанофилтрацията

5.5.2. нанофилтрацията

Нанофилтриране (NF) - е процес на разделяне на водна среда, като се използва мембрана с по-малка плътност и по-селективно пропусклива слой от за обратна осмоза. Съответно, мембраната нанофилтруване в сравнение с мембрани за обратна осмоза имат ограничена селективност и повишена пропускливост на минимално работно налягане за дадено изпълнение.

Моновалентни йони (катиони и аниони) се запазват нанофилтруване мембрана леко, докато тяхната селективност и големи размножават заредени йони - високи. Например, при селективност на MgSO 4 при 98-99%, селективността на NaCl за различни нанофилтруване мембрани е 5-85%. По време на нанофилтруване ефективно задържа разтворените компоненти с размер от 1 пМ, и органичните с молекулно тегло от 200 до 400 Da [6, 50-84, 96-100, 151, 156-175].

Работно налягане в нанофилтруване процеси обикновено е в интервала от 3-20 атм.

В тази селективност нанофилтруване мембрани за катиони Са2 + и Mg2 + варира и зависи от състава на вода (таблица. 5.5). Във всеки случай, степента на екстракция сол на твърдост по-ниска от тази в обратна осмоза. Трябва да се отбележи, че селективността на нанофилтруване мембрани се проявява преди всичко по отношение на аниона. Следователно, например, селективността на натриев сулфат може да бъде по-висока от тази на калциев хлорид.

5.5. тип омекотяване на водата мембрана NF -70 (Filmtec)

Поради факта, че нанофилтруване мембрани са ефективни в намаляване на цветен оригинал вода (70-95%) и окисление (50-80%) се отстранява пестициди, както и твърдост соли (50-80%) и микробиологично замърсяване, нанофилтруване може да се счита идеален технология за производство на питейна вода от почти всеки източник (с изключение на морета и океани). Така нанофилтруване произвежда мека вода с частично съхранявани в тях хлориди и бикарбонати, т.е. по-подходяща за пиене от обратна осмоза. Тъй като не в пречистена вода бактерии и вируси, органичен хлор и следи от замърсяване, е възможно да се намали дозата на хлор в posthlorirovanii.

Ние имаме редица свойства на мембраните нанофилтруване позволява на потребителите да прилагат звукови технически решения и икономични експлоатационни разходи на пречиствателни станции за вода, така да се отговори на нуждите на питейна вода, както и в прилежащите територии.

В сравнение с обратна осмоза (RO), нанофилтруване прави възможно да се осигури по-висока хидравлична ефективност на пречиствателни станции (за вода от повърхностните водни източници, обикновено на ниво от 80-85% в един етап схема два етапа) при значително по-ниска консумация на енергия, намалява приема на инхибитори мащабиране, което води в крайна сметка до намаляване на оперативните разходи и да намали цената на пречистената вода.

Съвсем наскоро, терминът "нанофилтруването" свързана единствено с nizkoselektivnym и, съответно, с ниско налягане обратна осмоза, но в посока нанофилтруването последното десетилетие придоби бързо развитие. Разработени са, използвани в производството и монтажа се работи успешно с мембрана нанофилтрацията за цел да:

силно селективно отстраняване на третираната вода общ органичен въглерод (ТОС) и пестициди без радикално променя сол състав;
дълбоко отстраняване на органичните с едновременно коригиране на състава на сол на вода;
Вода омекотител чрез селективна екстракция на многовалентни йони;
корекция сол състав чрез преференциално премахване на многовалентни йони в сравнение с едновалентни;
предварителна обработка на морска вода преди обезсоляване обратна осмоза единици;
лечение на процеса на течности в хранително-вкусовата промишленост (суроватка, сокове, вина, и т.н.);
рециклиране, лечение и повторно използване на отпадни води, генерирани от промишлени и битови дейности на човека.

Възпиращ въвеждане нанофилтруване в практиката за третиране на вода, е трудно да се предскаже реалните условия на работа за състава на сол на пермеат (особено за мембрани с бариерен слой на базата на пиперазин) и необходимостта от пилотни тестове по време на проектирането на промишлено предприятие, ако е необходимо осигуряване на осигуряване на потребителя.

Едно интересно приложение е използването на нанофилтруване значителна разлика селективност мембрана съгласно едновалентен (Na +) и двувалентен (Са +2. Mg 2) катион за разделяне концентрирани разтвори, включително йонообменна омекотяване регенерира от [97, 151, 156, 161-169, 172-175]. Това може да позволи повторно използване на Na + соли и намаляване на общия нулиране сол.

Този проблем е проучвана в продължение на няколко десетилетия, но с технология изисква използването на допълнителни реагенти са по-скъпи, отколкото да се регенерира. Използването на мембранните техники в тази посока може да бъде повече-рентабилен.

В [172-175] проучен отделянето на разтворими хлориди с Na, Са и Mg. които присъстват във високи концентрации в regenerant филтрите йонообменни и води ми. Сериен мембрана използва NF 270-4040, NF 90-4040, ERN CP-100-1016 и SR 90-4040.

Показано е, че при използване на нанофилтруване мембрани смес СаСЬ 2. MgCl 2 и NaCl при определени условия селективност Са + 2 и Mg + 2 е на ниво от 90-98%, и Na + - -10 до + 15% (фигура . 5.6). Хидравличната ефективността при работа при високи солеви разтвори, има относително ниски стойности - 8-30%. Специфично изпълнение също е ниска, но предвид факта, че сумата е малки регенерира, растенията могат да имат малки размери и висока ефективност.

При високи концентрации, най-интересното е, задържане на преходен ефект на моновалентни йони от положителната към отрицателни стойности с увеличаване на концентрацията на разтвора [160-168, 172-175].

Причината за това явление може да се обясни по следния начин. полимерни мембрани нанофилтруване са амфотерни с карбоксил и амино функционални групи върху повърхността на мембраната. Тези групи имат изоелектрична точка в обхвата рН 3-6, обаче, мембраната е отрицателно зареден при неутрално рН, положително заредена при рН под тяхната изоелектрична точка.

В неутрално рН Особености забавяне нанофилтруване мембрани определят равновесие Donnan. Следователно, задържането увеличава с валенцията на йон. Ако разтворът съдържа двувалентни катиони и аниони, максимален тяхното задържане т.е. Най-висока селективност близо до 100%. В присъствието на смесен разтвор на би- и моновалентни катиони с моновалентни аниони, двувалентни катиони калциев и магнезиев ефективно запазва мембрана, докато анионите моновалентните се задържат до много по-малка степен и изследвани през него на пермеата. За възстановяване на електронеутралност на разтвора от двете страни на мембраната на моновалентен натриев поток през мембраната в увеличения пермеата. Увеличаването на концентрацията на калций и магнезий двувалентни катиони води до повишаване на степента на преход на хлорид аниони в пермеата и съответно увеличаване на концентрацията на сол, и натриеви катиони. В резултат на това при определена концентрация на калциеви и магнезиеви катиони, преходът от положителната към отрицателната задържане т.е. към отрицателния селективността. Интересно е да се отбележи, че преходът от изследваните мембраните се случва по едно и също съдържание на сол на разтвора.

Фиг. 5.6. Зависимостта на селективността на NF мембрани 90 (1-3), SR 90 (4-6) и Ерана (7-9) на Ва Mg и Na. съответно, концентрацията на разтвора при степен от 10% възстановяване на пермеат