納濾膜主要應(yīng)用于以下場(chǎng)合:?jiǎn)蝺r(jià)鹽不需要有較高的脫除率;分離不同價(jià)態(tài)的離子;分離高分子量與低分子量的有機(jī)物 一、飲用水制備 納濾膜最大的應(yīng)用領(lǐng)域是飲用水的軟化和有機(jī)物的脫除。隨著水污染加劇,人們對(duì)飲用水水質(zhì)越來越關(guān)心。傳統(tǒng)的飲用水處理主要通過絮凝、沉降、砂濾和加氯消毒來去除水中的懸浮物和細(xì)菌,而對(duì)各種溶解性化學(xué)物質(zhì)的脫除作用卻很低。隨著水資源貧乏的日益嚴(yán)峻、環(huán)境污染的加劇和各國飲用水標(biāo)準(zhǔn)的提高,可脫除各種有機(jī)物和有害化學(xué)物質(zhì)的 “飲用水深度處理技術(shù)”日益受到人們的重視。目前深度處理的方法主要有活性炭吸附、臭氧處理和膜處理。膜分離試驗(yàn)表明,納濾膜可以去除消毒過程產(chǎn)生的微毒副產(chǎn)物、痕量的除草劑、殺蟲劑、重金屬、天然有機(jī)物及硫酸鹽和硝酸鹽等。同時(shí)具有處理水質(zhì)好,且穩(wěn)定、化學(xué)藥劑用量少、占地少、節(jié)能、易于管理和維護(hù)、基本上可以達(dá)到零排放等優(yōu)點(diǎn)。 二、小分子有機(jī)物的或去除 由于小分子有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量多在數(shù)百到1000之間,正好處于納濾膜的分離范圍內(nèi),因而采用納濾技術(shù)可將它們十分有效地分離出來。如采用納濾膜分離技術(shù) 可以相對(duì)分子質(zhì)量在160~1000之間的有機(jī)金屬絡(luò)合物催化劑。由于有機(jī)金屬絡(luò)合物催化劑價(jià)格昂貴,因而它的與再利用大大降低了成本。此外,納濾膜可用于分離含有高濃度的有機(jī)物、殺蟲劑、染料、無機(jī)鹽及其他微量污染物的體系。結(jié)果表明,納濾膜對(duì)有機(jī)物、殺蟲劑等有優(yōu)異的截留能力,分離效果很好。此外,納濾膜還可用于染料與無機(jī)鹽的分離。 三、工業(yè)廢水處理 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展在為社會(huì)創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境問題,越來越多的海洋、湖泊及河流等由于大量工業(yè)廢水的排入而被污染,給人類及動(dòng)植物的生存造成嚴(yán)重威脅,膜分離技術(shù)的特點(diǎn)使得其在工業(yè)廢水處理方面發(fā)揮了重要的作用。納濾膜以其特殊的分離性能成功地應(yīng)用于制糖、造紙、電鍍、機(jī)械加工等行業(yè)廢水(液)的處理上。在電鍍加工和合金生產(chǎn)過程中,經(jīng)常需要大量水沖洗,在這些清洗水中,含有濃度相當(dāng)高的重金屬如鎳、鐵、銅和鋅等。為了使這些含重金屬離子的廢水符合排放要求,一般的措施是將重金屬處理成氫氧化物沉 淀 再除去,如果采用納濾膜技術(shù),不 僅可以90%以上的廢水,使之純化,而且同時(shí)使重金屬濃縮10倍,濃縮后的重金屬具有利用價(jià)值,在提高效益的同時(shí)降低了成本。若控制適當(dāng)條件,納濾膜可實(shí)現(xiàn)溶液中不同金屬的分離。如Cd和Ni的分離,先將它們轉(zhuǎn)化成CdCl2和 NiCl2,加入NaCl,分別形成荷電絡(luò)合物和非荷電絡(luò)合物。NaCl濃 度 為0.5mol/L 時(shí),在 溶 液 中鎘的主要存在形式是CdCl2,但是鎳并不以絡(luò)合形式存在,而以鎳離子方式存在,用帶正電的納濾膜處理,截留鎳離子,而讓鎘自由通過,即可實(shí)現(xiàn)金屬離子間的分離。 在制糖工業(yè)中,含有高濃度氯化鈉和帶色有機(jī)物的離子交換樹脂再生廢液的排放 是個(gè)難題,而將納濾技術(shù)用于處理該樹脂再生液,不僅可去除有色物質(zhì),而且可使80%以上的鹽和90%的水重新循環(huán)使用,從而大大降低生產(chǎn)成本和減少排放量。 四、制藥業(yè)中的應(yīng)用 利用納濾技術(shù)可提純與濃縮生化試劑,不僅可以降低有機(jī)溶劑與水的消耗量,而且可以去除微量有機(jī)污染物及低分子量鹽,最終達(dá)到節(jié)能、提高產(chǎn)品質(zhì)量的效果。 抗生素的相對(duì)分子質(zhì)量大都在300~1200范圍內(nèi),其生產(chǎn)過程為先將發(fā)酵液澄清,用選擇性溶劑萃取,再通過減壓蒸餾得到。納濾膜技術(shù)可以從兩個(gè)方面改進(jìn)抗生素的濃縮和純化工藝。 ①用納濾膜濃縮未經(jīng)萃取的抗生素發(fā)酵濾液,除去可自由透過膜的水和無機(jī)鹽,然后再用萃取劑萃取。這樣可以大幅度地提高設(shè)備的生產(chǎn)能力,并大大減少萃取劑的用量。 ②取抗生素后,用耐溶劑納濾膜濃縮萃取液。透過的萃取劑可循環(huán)使用。這樣,可節(jié)省蒸發(fā)溶劑的設(shè)備投資費(fèi)用以及所需的熱能,同時(shí)也可改善操作環(huán)境。 納濾膜已成功地應(yīng)用于紅霉素、金霉素、萬古霉素和青霉素等多種抗生素的濃縮和純化過程中。維生素B12由發(fā)酵得到,傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝復(fù)雜,產(chǎn)率低。用微濾替代傳統(tǒng)的過濾,經(jīng)微濾的發(fā)酵清液用納濾膜可濃縮10倍以上,從而大大減少了萃取劑用量,并提高了設(shè)備的生產(chǎn)能力。被萃取后的水相還有少量的維生素B12及一定的溶劑,通過納濾可進(jìn)行截留,以減少產(chǎn)品的損失。粗產(chǎn)品純化過程中所使用的溶劑,也可以用納濾膜處理使用。 五 石油開采與提煉中的應(yīng)用 近海石油開采,需要把海水與原油分開,將原油輸送到岸上,而廢水直接排放,但是廢水的排放收到環(huán)保部門的嚴(yán)格控制,目前降低有機(jī)物含量的方法主要是活性炭吸收。使用納濾膜的使用優(yōu)點(diǎn)是低脫鹽率,高通水量,水率高 六 食品加工中的應(yīng)用 由于納濾膜具有較高的抗污染能力,細(xì)菌不易在納濾膜表面生存繁衍,由于納濾膜能脫除一部分鹽,能減少鹽對(duì)蒸發(fā)器的腐蝕。常用語酵母和奶酪的加工過程。它解決廢水排放的問題,還可提高經(jīng)濟(jì)效益 納濾膜也有利于發(fā)酵溶液中有機(jī)酸的利用。在溶液處于低pH值時(shí),這些酸并未離解,很容易透過納濾膜;而在高pH值條件下,由于離解的酸與膜之間相互的排斥作用使得大部分酸被膜截留,同時(shí)膜也截留了糖類化合物,有利于再利用。因此,調(diào)節(jié)發(fā)酵溶液的pH值,使它處于適當(dāng)?shù)姆秶,并用納濾膜脫除發(fā)酵溶液中的有機(jī)酸,截留酵母菌、未發(fā)酵的糖以及其他有用成分,將這些截留物質(zhì)再返回到發(fā)酵容器中重新利用,這樣不僅可以減弱產(chǎn)物對(duì)發(fā)酵過程的抑制作用,同時(shí)有利于利用酵母菌和糖類。不僅提高了產(chǎn)量,還減少了高成本原料的費(fèi)用。 另外,納濾膜還可以用于紡織、皮革加工等領(lǐng)域廢水的處理以及手性物質(zhì)的分離。由于其特殊的分離性能,納濾將越來越廣泛地應(yīng)用于許多領(lǐng)域如提高飲用水質(zhì)量、軟化水、染料、色素、醫(yī)藥與生化產(chǎn)品的提純與濃縮以及油水深度分離、染料、印刷、紡織、化學(xué)與醫(yī)藥廢水的 脫 色等領(lǐng)域。耐溶劑、耐酸堿的納濾膜應(yīng)用前 |