膜科学与技术

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纳滤膜系统优化设计模式探讨

作者：毕飞，张林，吴礼光，陈欢林，高从堦

单位：浙江大学化学与生物工程学系

关键词：纳滤;膜系统;浓差极化;回收率;系统设计

DOI号：

分类号： TQ028;TQ085+.4

出版年,卷(期):页码： 2012,32(3):11-16

摘要：

纳滤膜技术在水处理领域中的规模化应用正在受到广泛关注。而纳滤膜的筛选与膜系统的优化设计是应用过程中首要解决的关键问题之一。由于纳滤膜种类繁多、对溶质截留范围宽、分离机理复杂等多变因素决定了纳滤膜系统应该采用多元化的设计模式，而不是简单模拟反渗透膜系统。本文选择NF270芳香族聚酰胺材料纳滤膜为例，论述了不同类型的无机盐溶液在不同压力、流量、盐度、温度、pH值等条件下，浓差极化因子对商品化纳滤膜性能的影响；并与反渗透膜性能变化规律和系统设计进行对比，给出了此类纳滤膜在一定盐度进水条件下的合理化设计建议：1）设计压力与进水盐度无关；2）系统回收率与流程长度无关；3）盐的截留率只取决于系统收率。试图为纳滤膜选择及纳滤膜系统设计新模式提供理论依据，并为提出完整的纳滤膜系统设计新模式做出初步的探索。

In recent years, the large scale application of nanofiltration membrane technology has been concerned widely in water treatment. The model of nanofiltration system design should be various rather than a simple simulation of reverse osmosis system design for the characteristics of nanofiltration with the variety membrane material, wide range of solutes rejection and complex separation mechanism. In this paper, NF270 polyamide nanofiltration membrane is picked as the research object. Discussed the impacts of concentration polarization on commercialized nanofiltration membrane performance in different type of inorganic salt solution under different conditions including pressure, flow, salinity concentration, temperature and pH value. Compared with reverse osmosis membrane separation performance and system design, some reasonable suggestions of system design are given for such type nanofiltration membrane under a certain salinity range of feed water: 1) operating pressure is independent with the salinity of feed water; 2) system recovery is irrelevant to the process length; 3) the salt retention rate only depends on the recovery. Attempt to provide a theoretic basis for a new model of nanofiltration system design and do some preliminary exploration for creating a complete nanofiltration design model.

基金项目：

973基础研究项目（2009CB623402）；国家水专项（2009ZX07424-001）；浙江省重大科技专项（2009C03006-2）

作者简介：

毕飞（1979～），男，博士生，从事膜法水处理技术应用过程开发与膜污染预防与控制研究北京坎普尔环保公司市场总监；通讯联系人：陈欢林教授，博士生导师，长期从事膜法水处理技术的基础研究与应用过程开发，电话:0571-87953802，; email:chenhl@zju.edu.cn;

参考文献：

[1] Mulder M著. 膜技术基本原理[M].第2版.李琳，译.北京：清华大学出版社，1999.138～178.[2] 张立卿, 王磊，王旭东. 纳滤膜物化特征对膜分离及膜污染影响研究[J]. 水处理技术, 2009, 35(1): 24-28. [3] 时钧，袁权，高从堦.膜技术手册[M]. 北京: 化学工业出版社，2001. 171～177. [4] 反渗透和纳滤膜元件产品与技术手册. 美国陶氏化学公司. 2008. [5] 反渗透和纳滤膜产品技术手册. 美国海德能公司. 2008. [6] 膜产品技术手册. 日本东丽集团. 2007. [7] 靖大为. 反渗透系统优化设计[M]. 北京：化学工业出版社，2006.138～164. [8] RODESIGN Help Manual, HDRANAUTICS CORPORATION. 2007.

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