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技術(shù)論文

RO NF UF MF是什么意思

2016-12-06 總瀏覽: 作者:admin

RO
是英文 Reverse Osmosis membrane 的縮寫,中文意思是:逆滲透,一般水的流動方式是由低濃度流向高濃度,水一旦加壓之后,將由高濃度流向低濃度,亦即所謂逆滲透原理:由于 RO 膜的孔徑是頭發(fā)絲的一百萬分之五( 0.0001 微米) , 一般肉眼無法看到,細菌、病毒是它的 5000 倍,因此,只有水分子及部分有益人體的礦物離子能夠通過,其它雜質(zhì)及重金屬均由廢水管排出,所有海水淡化的過程,以及太空人廢水回收處理均采用此方法,因此 RO 膜又稱體外的高科技人工腎臟。
反滲透是60年代發(fā)展起來的一項新的膜分離技術(shù),是依靠反滲透膜在壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)進行分離的過程.反滲透的英文全名是“REVERSE OSMOSIS”,縮寫為“RO”.
RO(Reverse Osmosis)反滲透技術(shù)是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術(shù),源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究,后逐漸轉(zhuǎn)化為民用,目前已廣泛運用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。
RO反滲透膜孔徑小至納米級(1納米=10*-9米),在一定的壓力下,H2O分子可以通過RO膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質(zhì)無法通過RO膜,從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區(qū)分開來。
一般性的自來水經(jīng)過RO膜過濾后的純水電導(dǎo)率5μs/cm(RO膜過濾后出水電導(dǎo)=進水電導(dǎo)×除鹽率,一般進口反滲透膜脫鹽率都能達到99%以上,5年內(nèi)運行能保證97%以上。對出水電導(dǎo)要求比較高的,可以采用2級反滲透,再經(jīng)過簡單的處理,水電導(dǎo)能小于1μs/cm), 符合國家實驗室三級用水標準。再經(jīng)過原子級離子交換柱循環(huán)過濾,出水電阻率可以達到18.2M .cm,超過國家實驗室一級用水標準(GB 6682—92)。
原理----首先要了解“滲透”的概念.滲透是一種物理現(xiàn)象.當兩種含有不同鹽類的水,如用一張半滲透性的薄膜分開就會發(fā)現(xiàn),含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分并不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止.然而,要完成這一過程需要很長時間,這一過程也稱為滲透壓力.但如果在含鹽量高的水側(cè),試加一個壓力,其結(jié)果也可以使上述滲透停止,這時的壓力稱為滲透壓力.如果壓力再加大,可以使方向相反方向滲透,而鹽分剩下.因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使?jié)B透向相反方向進行,把原水中的水分子壓力到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達到除去水中雜質(zhì)、鹽分的目的.
由來----1950年美國科學(xué)家DR.S.Sourirajan有一回?zé)o意發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒后,吐出一小口的海水,而產(chǎn)生疑問,因為陸地上由肺呼吸的動物是絕對無法飲用高鹽份的海水的.經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)海鷗體內(nèi)有一層薄膜,該薄膜非常精密,海水經(jīng)由海鷗吸入體內(nèi)后加壓,再經(jīng)由壓力作用將水分子貫穿滲透過薄膜轉(zhuǎn)化為淡水,而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外,此即往后反滲透法的基本理論架構(gòu);并在1953年由University of Florida應(yīng)用于海水淡化去除鹽份設(shè)備,在1960年經(jīng)美國聯(lián)邦政府專案支助美國U.C.L.A大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜,一年約投入四億美元經(jīng)費研究,以運用于太空人使用,使太空船不用運載大量的飲用水升空,直到1960年投入研究工作的學(xué)者、專家越來越多,使之質(zhì)與量更加精進,從而解決了人類欽用水中的難題.
 
 
 
NF膜
納濾 ( NF,Nanofiltration)是一種介于反滲透和超濾之間的壓力驅(qū)動膜分離過程,納濾膜的孔徑范圍在幾個納米左右。與其他壓力驅(qū)動型膜分離過程相比,出現(xiàn)較晚。它的出現(xiàn)可追溯到70年代末J.E. Cadotte的NS-3 0 0膜的研究,之后,納濾發(fā)展得很快,膜組器于80年代中期商品化。納濾膜大多從反滲透膜衍化而來,如CA、CTA膜、芳族聚酰胺復(fù)合膜和磺化聚醚砜膜等。但與反滲透相比,其操作壓力更低,因此納濾又被稱作“低壓反滲透”或“疏松反滲透”( Loose RO )。
納濾分離作為一項新型的膜分離技術(shù),技術(shù)原理近似機械篩分。但是納濾膜本體帶有電荷性。這是它在很低壓力下仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數(shù)百的膜也可脫除無機鹽的重要原因。
納濾分離愈來愈廣泛地應(yīng)用于電子、食品和醫(yī)藥等行業(yè),諸如超純水制備、果汁高度濃縮、多肽和氨基酸分離、抗生素濃縮與純化、乳清蛋白濃縮、納濾膜-生化反應(yīng)器耦合等實際分離過程中。與超濾或反滲透相比,納濾過程對單價離子和分子量低于200的有機物截留較差,而對二價或多價離子及分子量介于200~500之間的有機物有較高脫除率, 基于這一特性,納濾過程主要應(yīng)用于水的軟化、凈化以及相對分子質(zhì)量在百級的物質(zhì)的分離、分級和濃縮(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程產(chǎn)物的分級和濃縮)、脫色和去異味等。主要用于飲用水中脫除Ca、Mg離子等硬度成分、三鹵甲烷中間體、異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑,可溶性有機物,及蒸發(fā)殘留物質(zhì)。
隨著對環(huán)境保護和資源綜合利用認識的不斷提高,人們希望在治理廢水的同時實現(xiàn)有價物質(zhì)的回收,比如:大豆乳清廢液中含有1%左右的低聚糖和少量的鹽,亞硫酸鹽法制備化纖漿和造紙漿過程出現(xiàn)的亞硫酸鈣廢液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,制糖工業(yè)中出現(xiàn)的廢糖蜜中含有少量的鹽等等。
NF分離是一種綠色水處理技術(shù),在某些方面可以替代傳統(tǒng)費用高,工藝繁瑣的污水處理方 法.其技術(shù)特點是:能截留分子量大于100的有機物以及多價離子,允許小分子有機物和單 價離子透過;可在高溫,酸,堿等苛刻條件下運行,耐污染;運行壓力低,膜通量高,裝置 運行費用低;可以和其他污水處理過程相結(jié)合以進一步降低費用和提高處理效果.在水處理 中,NF膜主要用于含溶劑廢水的處理,能有效地去除水中的色度,硬度和異味.NF膜以其特殊的分離性能已成功地應(yīng)用于制糖,制漿造紙,電鍍,機械加工以及化工反應(yīng)催化劑的回收等行業(yè)的廢水處理。
前景----NF膜對水中分子量為幾百的有機小分子具有分離性能,對色度,硬度和異味有很好的去除 能力,并且操作壓力低,水通量大,因而將在水處理領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用.目前,在NF膜 的制備,表征和分離機理方面,還有大量的技術(shù)問題需要解決,尚需要開發(fā)廉價而性能優(yōu)良 的膜,并能提供給用戶各種準確的膜性能參數(shù),這些都是納濾技術(shù)在廢水處理及其他應(yīng)用中的關(guān)鍵.
納米TiO2光催化氧化技術(shù)介紹了納米科技特別是納米TiO2光催化氧化技術(shù)和納濾膜技術(shù)的原理及其在水處理中的作用及應(yīng)用方法,認為嶄新的納米水處理技術(shù)的應(yīng)用已為期不遠.納米科技研究在0.1~100 nm尺度范圍內(nèi)物質(zhì)具有的特殊 性能及如何利用這些性能.廣義上,納米材料是指在三維空間中,至少有一維達 到納米尺度范圍或以它們?yōu)榛締卧鶚?gòu)成的材料.納米材料在機械性能,磁,光,電,熱 等方面與普通材料有很大的不同,它具有輻射,吸收,催化,吸附等新特性.許多科學(xué)家研 究了納米材料的這些特性及其對水體中的某些污染物的作用,表明納米科技 可能將使水處理技術(shù)發(fā)生突破性的變化。
 
超濾(UF)膜凈化處理器
它的孔徑只有幾納米到幾十納米,也就是說只有一根頭發(fā)絲的1‰!就能篩出大于孔徑的溶質(zhì)分子,以分離分子量大于500道爾頓、粒徑大于2~20納米的顆粒。超濾以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力,以超濾膜為過濾介質(zhì),在一定的壓力下,當原液流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及與孔徑大小的小分子物質(zhì)通過而成為透過液,而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進液側(cè),成為濃縮液,因而實現(xiàn)對原液的的凈化、分離和濃縮的目的,可有效去除水中的微粒、膠體、細菌墊層及高分子有機物質(zhì),達到保護納濾膜的功效。 脲醛樹脂(UF)
簡介
尿素與甲醛反應(yīng)得到的聚合物。又稱脲甲醛樹脂。英文縮寫UF。加工成型時發(fā)生交聯(lián),制品為不溶不熔的熱固性樹脂。固化后的脲醛樹脂顏色比酚醛樹脂淺,呈半透明狀,耐弱酸、弱堿,絕緣性能好,耐磨性極佳,價格便宜,但遇強酸、強堿易分解,耐候性較差。商品名Beetle。尿素與37%甲醛水溶液在酸或堿的催化下可縮聚得到線性脲醛低聚物,工業(yè)上以堿作催化劑,95℃左右反應(yīng),甲醛/尿素之摩爾比為1.5~2.0,以保證樹脂能固化。反應(yīng)第一步生成一和二羥甲基脲,然后羥甲基與氨基進一步縮合,得到可溶性樹脂,如果用酸催化,易導(dǎo)致凝膠。產(chǎn)物需在中性條件下才能貯存。線性脲醛樹脂以氯化銨為固化劑時可在室溫固化。模塑粉則在130~160℃加熱固化,促進劑如硫酸鋅、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化過程。脲醛樹脂主要用于制造模壓塑料,制造日用生活品和電器零件,還可作板材粘合劑、紙和織物的漿料、貼面板、建筑裝飾板等。由于其色淺和易于著色,制品往往色彩豐富瑰麗。 脲醛樹脂成本低廉,顏色淺,硬度高,耐油,抗霉,有較好的絕緣性和耐溫性,但耐候性和耐水性較差。它是開發(fā)較早的熱固性樹脂之一。1924年,英國氰氨公司研制,1928年始出售產(chǎn)品,30年代中期產(chǎn)量達千噸,80年代世界年產(chǎn)量已超過1.5Mt。
制作與性能
制作塑料制品所用的脲醛樹脂的數(shù)量僅占總產(chǎn)量的10%左右。在甲醛與尿素的摩爾比較低的情況下制得的脲醛樹脂,與填料(紙漿、木粉)、色料、潤滑劑、固化劑、穩(wěn)定劑(六亞甲基四胺、碳酸銨)、增塑劑(脲或硫脲)等組分混合,再經(jīng)過干燥、粉碎、球磨、過篩,即得脲醛壓塑粉。壓制脲醛塑料的溫度140~150℃、壓力25~35MPa,壓制時間依制品的厚度而異,一般為10~60min。塑料制品主要是電氣照明設(shè)備和電話零件等。 脲醛樹脂一般為水溶性樹脂,較易固化,固化后的樹脂無毒、無色、耐光性好,長期使用不變色,熱成型時也不變色,可加入各種著色劑以制備各種色澤鮮艷的制品。 脲醛樹脂堅硬,耐刮傷,耐弱酸弱堿及油脂等介質(zhì),價格便宜,具有一定的韌性,但它易于吸水,因而耐水性和電性能較差,耐熱性也不高。
用途
可用于耐水性和介電性能要求不高的制品,如插線板、開關(guān)、機器手柄、儀表外殼、旋紐、日用品、裝飾品、麻將牌、便桶蓋,也可用于部分餐具的制造。
 
 
 
 
MF膜
微濾(mf) microfollicular 微濾又稱微孔過濾,它屬于精密過濾,能夠過濾微米級(µm)或納米級(nm)的微粒和細菌。
基本原理是篩分過程,操作壓力一般在0.7-7kPa,原料液在靜壓差作用下,透過一種過濾材料。過濾材料可以分為多種,比如折疊濾芯、熔噴濾芯、布袋式除塵器微濾膜等。透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜,利用其均一孔徑,來截留水中的微粒、細菌等,使其不能通過濾膜而被去除。
決定膜的分離效果的是膜的物理結(jié)構(gòu),孔的形狀和大小。
微孔膜的規(guī)格目前有十多種,孔徑從14µm至0.025µm,膜厚120~150µm。
膜的種類有:混合纖維酯微孔濾膜;硝酸纖維素濾膜;聚偏氟乙烯濾膜;醋酸纖維素濾膜;再生纖維素濾膜;聚酰胺濾膜;聚四氟乙烯濾膜以及聚氯乙烯濾膜等。 微濾技術(shù)常用于電子工業(yè)、半導(dǎo)體、大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中使用的高純水等的進一步過濾。
微濾膜若從1907年Bechhold制得系列化多孔火棉膠膜問世算起,至今有近百年歷史。而微孔膜的廣泛應(yīng)用是從二戰(zhàn)之后開始的,最初只有CN膜,隨著聚合物材料的開發(fā),成膜機理的研究和制膜技術(shù)的進步。
我國MF研究始于70年代初,開始以CA-CN膜片為主,于80年代相繼開發(fā)成功CA、CA-CTA、PS、PAN、PVDF、尼龍等膜片,并進而開發(fā)出褶筒式濾芯;開發(fā)了控制拉伸致孔的PP、PE和PTFE 膜;也開發(fā)出聚酯和聚碳酸酯的核徑跡微孔膜,多通道無機微孔膜也實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 。并在醫(yī)藥、飲料、飲用水、食品、電子、石油化工、分析檢測和環(huán)保等領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用。
膜材料
1) 燒結(jié)金屬微孔濾膜(如不銹鋼);
2) 無機微孔濾膜(如氧化鋁、玻璃、二氧化硅等);
3) 有機高分子微孔濾膜(如聚乙烯、聚砜、聚酰胺、醋酸纖維素等)。
工作原理
微濾的過濾原理有三種:篩分、濾餅層過濾、深層過濾。一般認為MF的分離機理為篩分機理,膜的物理結(jié)構(gòu)起決定作用。此外,吸附和電性能等因素對截留率也有影響。其有效分離范圍為0.1-10μm的粒子,操作靜壓差為0.01-0.2MPa。
微濾能截留0.1~1微米之間的顆粒,微濾膜允許大分子有機物和溶解性固體(無機鹽)等通過,但能阻擋住懸浮物、細菌、部分病毒及大尺度的膠體的透過,微濾膜兩側(cè)的運行壓差(有效推動力)一般為0.7bar。
工業(yè)應(yīng)用
1) 除去水中的細菌和其它微粒;
2) 除去組織液、抗菌素、血清、血漿蛋白質(zhì)等多種溶液中的菌體;
3) 除去飲料、酒類、醬油、醋等食品中的懸濁物、微生物和異味雜質(zhì)。 微濾技術(shù)的特點
微濾膜的材質(zhì)分為有機和無機兩大類,有機聚合物有醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。無機膜材料有陶瓷和金屬等膜的孔徑大約 0.1~10μm,其操作壓力在0.01-0.2MPa左右。微濾過程操作分死端過濾和錯流過濾兩種方式。在死端過濾時,溶劑和小于膜孔的溶質(zhì)粒子在壓力的推動下透過膜,大于膜孔的溶質(zhì)粒子截留,通常堆積在膜面上。
隨著時間的增加,膜面上堆積的顆粒越來越多,膜的滲透性將下降,這時必須停下來清洗膜表面或更換膜。錯流過濾
是在壓力推動下料液平行于膜面流動,把膜面上的滯留物帶走,從而使膜污染保持一個較低的水平。
微濾技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域:
(1)水處理行業(yè):水中懸浮物,微小粒子和細菌的去除;
(2)電子工業(yè):半導(dǎo)體工業(yè)超純水、集成電路清洗用水終端處理;
(3)制藥行業(yè):醫(yī)用純水除菌、除熱原,藥物除菌;
(4)食品工業(yè):酒、飲料中酵母和霉菌的去除,果汁的澄清過濾;
(5)化學(xué)工業(yè):各種化學(xué)品的過濾澄清
 
 
 
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