Nanofiltracijska membrana je tehnologija membranskog odvajanja vođena tlakom smještena između ultrafiltracije i reverzne osmoze, s graničnom vrijednosti molekularne težine koja se obično kreće od 200 do 1000 daltona. Pokazuje visoku stopu odbijanja za dvovalentne i viševalentne ione dok omogućuje učinkovito prodiranje jednovalentnih iona i molekula vode. Kao kritična komponenta u primjenama za pročišćavanje vode, nanofiltracijska membrana široko se koristi u gradskoj vodoopskrbi, obradi industrijskih otpadnih voda, odvajanju materijala i pročišćavanju vode u stambenim objektima.
Jiangsu Bangtec Huachuang Sci-tech Co., Ltd. , koja služi kao kineski proizvođač nanofiltracijskih membrana i dobavljač nanofiltracijskih membrana, specijalizirana je za industrijski razvoj vrhunskih NF membranskih elemenata i promicanje integriranih rješenja. Portfelj proizvoda pokriva visokotlačne, srednjetlačne i niskotlačne serije, zajedno s modelima otpornim na kiseline i alkalije za posebne radne uvjete, koji služe industrijama uključujući fotonaponske, litijeve baterije, čelik, proizvodnju električne energije, kemikalije, tiskanje i bojanje te kemikalije za ugljen.
KLJUČ ZA PONETI
Mehanizam odvajanja nanofiltracijske membrane prvenstveno se temelji na isključenje veličine i Donnanovi učinci . S veličinom pora od približno 0,5 do 2 nanometra, učinkovito zadržava organske spojeve, viruse, bakterije i određene anorganske soli s molekularnom težinom većom od 200 Daltona, dok održava relativno niske stope odbijanja za monovalentne soli kao što je natrijev klorid, obično između 20% i 80%. Ova karakteristika pruža jedinstvene prednosti u tretmanu omekšavanja, organskog uklanjanja i selektivnog odvajanja.
Uzimajući za primjer primjenu NF membrane u općinskoj upravi, gradsko postrojenje za pročišćavanje vode koje koristi NF sustav postiglo je smanjenje izlazne tvrdoće s izvornih 450 mg/L na ispod 80 mg/L, s uklanjanjem TOC-a koje je dosegnulo 92%, uz zadržavanje minerala u tragovima korisnih za ljudsko zdravlje. Ova sposobnost selektivnog odvajanja nedostižna je s membranama reverzne osmoze i predstavlja temeljnu pokretačku snagu koja stoji iza kontinuiranog rasta nanofiltracijske membrane u obradi vode za piće.
0,5-2 nm
Raspon veličine pora
200-1000 Da
Granica molekularne težine
92 %
Tipično uklanjanje TOC-a
20-80 (prikaz, stručni). %
Stopa odbijanja NaCl
Na temelju radnog tlaka i kemijske otpornosti, nanofiltracijska membrana može se podijeliti u više podkategorija. Industrijska NF membrana obično je dizajnirana kao visokotlačna, s radnim tlakom koji doseže 4,0 do 8,0 MPa, prikladna za obradu otpadnih voda visoke koncentracije i oporavak koncentracije materijala. Kućna NF membrana usvaja niskotlačni dizajn, s radnim tlakom između 0,2 i 0,5 MPa, optimizirana za NF membranu za pročišćavanje vode i NF membranu za izravnu upotrebu fontane za piće u kućanstvu.
| Vrsta proizvoda | Raspon radnog tlaka | Tipične primjene | Osnovne prednosti |
| Industrijska NF membrana | 4,0 - 8,0 MPa | Nulti ispust industrijskih otpadnih voda, koncentracija materijala | Visok protok, visoka stopa odbijanja |
| Pročišćivač vode NF membrana | 0,2 - 0,5 MPa | Pročistači vode za stambene objekte, izravne fontane za piće | Rad pod niskim pritiskom, zadržavanje minerala |
| Općinska uprava NF membrana | 0,5 - 1,5 MPa | Omekšavanje komunalne vode, organsko uklanjanje | Veliki protok, mala potrošnja energije |
| NF membrana za odvajanje materijala | 2,0 - 6,0 MPa | Farmaceutska separacija, koncentracija hrane | Selektivna separacija visoke preciznosti |
| NF membrana otporna na kiseline | 1,0 - 4,0 MPa | Obrada kisele otpadne vode, obnavljanje kiseline | pH tolerancija 1-3 |
| NF membrana otporna na alkalije | 1,0 - 4,0 MPa | Alkalna obrada otpadnih voda, alkalno pročišćavanje | pH tolerancija 10-14 |
| Visokotlačna NF membrana | 6,0 - 10,0 MPa | Koncentracija otpadnih voda visokog saliniteta, omekšavanje morske vode | Ultra-visoka stopa desalinizacije, stabilan rad |
Nanofiltracijska membrana obično ima kompozitnu strukturu tankog filma, koja se sastoji od potpornog sloja od netkane tkanine, polisulfonske ultrafiltracijske supstratne membrane i poliamidnog aktivnog sloja za odvajanje. Gustoća umreženja i karakteristike naboja aktivnog sloja izravno određuju učinak odvajanja membrane.
NF membranski element koji je razvio Jiangsu Bangtec Huachuang Sci-tech Co., Ltd. koristi vlastiti postupak međufazne polimerizacije, s kontroliranom debljinom aktivnog sloja između 50 i 150 nanometara. Površinski Zeta potencijal doseže -15 do -25 mV pri pH 7, dajući izvrsnu učinkovitost protiv obraštanja.
Standardna izvedba 8040
Ispitna temperatura 25C
Ispitni tlak 0,5 MPa
Odbijanje MgSO4 ≥98%
Odbijanje NaCl 40%-60%
Permeat Flux 25-40 LMH
Godišnji pad toka <5%
Tipični podaci o izvedbi pokazuju da standardni 8040 NF membranski element, testiran na 25 stupnjeva Celzija i tlaku od 0,5 MPa, postiže stope odbijanja magnezijevog sulfata veće od 98%, stope odbijanja natrijevog klorida od približno 40% do 60%, a protok permeata održava se na 25 do 40 LMH (litara po kvadratnom metru na sat). Model visokotlačne NF membrane, testiran na 6,0 MPa, postiže ukupne stope uklanjanja tvrdoće veće od 99%, dok održava stabilnu stopu pada protoka permeata ispod 5% godišnje.
U visoko korozivnim okruženjima kao što su kemikalije, tiskanje i bojanje te kemikalije ugljena, potražnja za NF membranom otpornom na kiseline i NF membranom otpornom na alkalije sve je izraženija. Konvencionalne poliamidne membrane sklone su hidrolizi amidne veze pod jakim kiselim ili alkalijskim uvjetima, što dovodi do degradacije performansi. Uvođenjem kemijski otpornih sulfoniranih polisulfonskih ili polietersulfonskih supstratnih membrana i optimiziranjem umrežene strukture aktivnog sloja, radni raspon pH može se proširiti na 1 do 14.
Konvencionalna NF membrana
Pad protoka prelazi 30% unutar 3 mjeseca
VS
NF membrana otporna na alkalije
Samo 8% pada toka nakon 12 mjeseci
Slučajevi praktične primjene pokazuju da je veliko poduzeće za tiskanje i bojanje koje koristi NF membranu otpornu na alkalije za obradu mercerizirajuće otpadne vode na pH 12 postiglo pad protoka od samo 8% nakon 12 mjeseci neprekidnog rada, dok su konvencionalne NF membrane doživjele pad protoka veći od 30% unutar 3 mjeseca pod ekvivalentnim uvjetima. Ovi podaci u potpunosti potvrđuju prednosti pouzdanosti specijaliziranog kemijski otpornog NF membranskog elementa u ekstremnim radnim uvjetima.
Globalnim tržištem nanofiltracijskih membrana dugo su dominirala europska, američka i japanska poduzeća. Međutim, kineska industrija nanofiltracijskih membrana brzo se razvila posljednjih godina, s domaćim membranskim proizvodima koji se postupno približavaju međunarodnim naprednim razinama u pokazateljima učinka. Uzimajući domaću izravnu fontanu za piće NF membrane kao primjer, domaći membranski elementi suzili su jaz u odnosu na uvezene proizvode na unutar 5% u ključnim parametrima kao što su protok permeata, brzina desalinizacije i radni vijek, dok cijene na samo 60% do 70% uvezenih proizvoda.
Razlika u stopi desalinizacije
Jiangsu Bangtec Huachuang Sci-tech Co., Ltd., kao značajan sudionik u kineskom sektoru nanofiltracijskih membrana, koristi tehničku stručnost doktorskog tima s Kineske akademije znanosti kako bi uspostavio sveobuhvatnu liniju proizvoda koja pokriva zahtjeve za visokim tlakom, srednjim tlakom, niskim tlakom i posebnim zahtjevima za odvajanje. Tvrtka je dobila certifikate ISO9001, ISO14001 i ISO45001 za integrirani sustav upravljanja, kao i CE certifikat. Učinkovitost proizvoda potvrđena je testiranjem treće strane kako bi dosegla vodeće međunarodne razine, pružajući brojna pouzdana NF membranska rješenja za obradu vode za industrije uključujući fotonaponske, litijeve baterije, čelik i proizvodnju električne energije.
Odabir odgovarajuće nanofiltracijske membrane zahtijeva sveobuhvatno razmatranje kvalitete napojne vode, ciljnih zahtjeva permeata, radnog tlaka i učestalosti kemijskog čišćenja. Za izvore vode visoke tvrdoće, prioritet treba dati NF membrani općinske uprave s visokom stopom odbijanja dvovalentnih iona. Za industrijsku otpadnu vodu koja sadrži organska otapala ili jake kiseline i baze, NF membrana otporna na kiseline ili NF membrana otporna na alkalije treba odgovarati u skladu s tim.
Preporuka za održavanje
Redovito kemijsko čišćenje može produžiti radni vijek NF membranskog elementa na 5 do 7 godina. Preporučeni ciklus čišćenja je započeti postupak čišćenja kada se standardizirana proizvodnja permeata smanji za 10% ili se razlika transmembranskog tlaka poveća za 15%. Za stambene primjene pročišćivača vode NF membrane preporučuje se zamjena predfiltera svakih 6 do 12 mjeseci kako bi se membranski elementi zaštitili od kontaminacije česticama.
P1
Koja je razlika između nanofiltracijske membrane i membrane za reverznu osmozu?
NF membrane imaju graničnu vrijednost molekularne težine od približno 200-1000 Daltona, s visokim odbijanjem dvovalentnih iona, ali slabijim odbijanjem jednovalentnih soli, obično rade na 0,5-2,0 MPa. RO membrane odbijaju gotovo sve ione i zahtijevaju 1,5-10,0 MPa. NF je prikladniji za omekšavanje i selektivnu separaciju, dok je RO poželjan za desalinizaciju visoke čistoće.
Q2
Koliki je tipični životni vijek industrijske NF membrane
Pod odgovarajućim uvjetima održavanja, industrijska NF membrana obično traje 3 do 5 godina. Uz dobru kvalitetu napojne vode i pravovremeno čišćenje, neki modeli visokotlačne NF membrane mogu stabilno raditi više od 7 godina. Ključni čimbenici utjecaja uključuju SDI vrijednost napojne vode, sadržaj zaostalog klora i učestalost kemijskog čišćenja.
Q3
Može li domaća NF membrana ukloniti teške metale
Domaća NF membrana postiže stope odbijanja veće od 95% za ione dvovalentnih teških metala kao što su olovo, kadmij i krom. Učinak uklanjanja trovalentnog arsena bolji je od petovalentnih oblika. Water Purifier NF Membrane učinkovito uklanja štetne teške metale dok zadržava korisne minerale poput kalcija i magnezija, što ga čini idealnim izborom za pročišćavanje vode u stambenim objektima.
Q4
Koji je pH raspon za kiselootpornu NF membranu
Otporna na kiseline NF membrana može kontinuirano raditi u jakim kiselim okruženjima s pH 1 do 3 i izdržati kratkotrajno čišćenje kemijskim sredstvima u rasponu od pH 1 do 14. Njen aktivni sloj koristi posebnu strukturu unakrsnog povezivanja koja smanjuje stope hidrolize amidne veze za više od 80% u usporedbi s konvencionalnim membranama, što je čini prikladnom za obnavljanje kiseline i obradu kiselih otpadnih voda.
P5
Što uzrokuje pad protoka u NF membranskom elementu
Pad protoka prvenstveno je rezultat onečišćenja površine membrane, koncentracijske polarizacije i kemijske degradacije. Anorgansko stvaranje kamenca, organska adsorpcija i biološko obraštanje tri su glavna uzroka. Optimiziranjem procesa predtretmana, kontroliranjem stopa oporavka i provođenjem redovitog kemijskog čišćenja, godišnji pad protoka može se kontrolirati ispod 5%.
P6
Kako odrediti kada NF membranu treba zamijeniti
Zamjena se preporučuje kada se pojave sljedeći uvjeti: standardizirana proizvodnja permeata padne za više od 20%, razlika transmembranskog tlaka se poveća za više od 25%, stopa desalinizacije se smanji za više od 10%, ili se performanse ne mogu vratiti nakon kemijskog čišćenja. Za NF membranu za odvajanje materijala u visoko preciznim farmaceutskim primjenama preporučuje se stroži nadzor performansi.
EN 
