Нанофильтрационная мембрана представляет собой технологию мембранного разделения под давлением, занимающую промежуточное положение между ультрафильтрацией и обратным осмосом, с пороговым значением молекулярной массы, обычно составляющим от 200 до 1000 дальтон. Он демонстрирует высокую степень отторжения двухвалентных и многовалентных ионов, обеспечивая при этом эффективное проникновение одновалентных ионов и молекул воды. Являясь важнейшим компонентом в процессах очистки воды, нанофильтрационная мембрана широко используется в муниципальном водоснабжении, очистке промышленных сточных вод, разделении материалов и очистке воды в жилых домах.
Цзянсу Bangtec Huachuang Sci-tech Co., Ltd. , выступая в качестве китайского производителя нанофильтрационных мембран и поставщика нанофильтрационных мембран, специализируется на промышленной разработке высококачественных продуктов с мембранными элементами NF и продвижении интегрированных решений. Ассортимент продукции включает серии высокого, среднего и низкого давления, а также кислотостойкие и щелочестойкие модели для особых условий эксплуатации, предназначенные для таких отраслей, как фотоэлектрическая энергетика, литиевые батареи, сталелитейная промышленность, энергетика, химическая промышленность, печать и крашение, а также угольная химия.
КЛЮЧЕВОЙ ВЫВОД
Механизм разделения нанофильтрационной мембраны в первую очередь основан на исключение размера и Эффекты Доннана . Имея размер пор примерно от 0,5 до 2 нанометров, он эффективно удерживает органические соединения, вирусы, бактерии и некоторые неорганические соли с молекулярной массой, превышающей 200 дальтон, сохраняя при этом относительно низкую степень отторжения одновалентных солей, таких как хлорид натрия, обычно от 20% до 80%. Эта характеристика обеспечивает уникальные преимущества при смягчающей обработке, удалении органических веществ и селективном разделении.
Если взять в качестве примера применение NF-мембраны муниципальной администрацией, то муниципальная станция водоочистки, использующая систему NF, добилась снижения жесткости на выходе с исходных 450 мг/л до уровня ниже 80 мг/л, при этом удаление TOC достигло 92%, сохраняя при этом микроэлементы, полезные для здоровья человека. Такая способность селективного разделения недостижима для мембран обратного осмоса и представляет собой основную движущую силу дальнейшего развития нанофильтрационных мембран в очистке питьевой воды.
0,5-2 нм
Диапазон размеров пор
200-1000 Да
Отсечка молекулярной массы
92 %
Типичное удаление TOC
20-80 %
Скорость отклонения NaCl
В зависимости от рабочего давления и химической стойкости нанофильтрационные мембраны можно разделить на несколько подкатегорий. Промышленная мембрана NF обычно разрабатывается как мембрана высокого давления с рабочим давлением от 4,0 до 8,0 МПа, подходящая для очистки сточных вод с высокой концентрацией и восстановления концентрации материалов. Бытовая мембрана NF имеет конструкцию низкого давления с рабочим давлением от 0,2 до 0,5 МПа, оптимизированную для применения в очистителях воды NF-мембраны и бытовых питьевых фонтанчиках прямого действия NF-мембраны.
| Тип продукта | Диапазон рабочего давления | Типичные применения | Основные преимущества |
| Промышленная NF-мембрана | 4,0–8,0 МПа | Сброс промышленных сточных вод нулевой, концентрация материалов | Высокий поток, высокий процент брака |
| Очиститель воды NF Мембрана | 0,2 - 0,5 МПа | Бытовые водоочистители, питьевые фонтанчики прямого действия. | Работа при низком давлении, удержание минералов |
| Муниципальная администрация NF Мембрана | 0,5 - 1,5 МПа | Умягчение муниципальной воды, удаление органических веществ | Большой поток, низкое энергопотребление |
| Мембрана разделения материалов NF | 2,0–6,0 МПа | Фармацевтическое разделение, концентрация пищевых продуктов | Высокоточное селективное разделение |
| Кислотоустойчивая мембрана NF | 1,0–4,0 МПа | Кислотная очистка сточных вод, регенерация кислоты | Диапазон допустимых значений pH 1-3 |
| Щелочеустойчивая мембрана NF | 1,0–4,0 МПа | Щелочная очистка сточных вод, очистка щелочей | Диапазон допустимых значений pH 10-14 |
| Мембрана NF высокого давления | 6,0 - 10,0 МПа | Концентрация высокоминерализованных сточных вод, умягчение морской воды | Сверхвысокая скорость опреснения, стабильная работа |
Мембрана для нанофильтрации обычно имеет тонкопленочную композитную структуру, состоящую из поддерживающего слоя из нетканого материала, полисульфоновой мембраны для ультрафильтрации и полиамидного активного разделительного слоя. Плотность сшивки и зарядовые характеристики активного слоя напрямую определяют эффективность мембранного разделения.
Мембранный элемент NF, разработанный компанией Jiangsu Bangtec Huachuang Sci-tech Co., Ltd., использует запатентованный процесс межфазной полимеризации, при этом толщина активного слоя контролируется в пределах от 50 до 150 нанометров. Поверхностный дзета-потенциал достигает от -15 до -25 мВ при pH 7, что обеспечивает превосходные характеристики защиты от обрастания.
Стандартная производительность 8040
Температура испытания 25С
Испытательное давление 0,5 МПа
Отказ от MgSO4 ≥98%
Отказ от NaCl 40%-60%
Пермеат Флюс 25-40 ЛМХ
Годовое снижение потока <5%
Типичные данные о производительности показывают, что стандартный мембранный элемент 8040 NF, испытанный при 25 градусах Цельсия и давлении 0,5 МПа, обеспечивает степень отделения сульфата магния, превышающую 98%, степень отделения хлорида натрия примерно от 40% до 60%, а поток пермеата поддерживается на уровне от 25 до 40 LMH (литров на квадратный метр в час). Модель мембраны высокого давления NF, протестированная при давлении 6,0 МПа, обеспечивает общую степень удаления жесткости, превышающую 99%, при этом поддерживая стабильную скорость снижения потока пермеата ниже 5% в год.
В высококоррозионных средах, таких как химикаты, печать и крашение, а также угольные химикаты, спрос на кислотостойкие NF-мембраны и щелочестойкие NF-мембраны становится все более заметным. Обычные полиамидные мембраны склонны к гидролизу амидных связей в условиях сильной кислоты или щелочи, что приводит к ухудшению характеристик. Путем введения химически стойких мембран из сульфированного полисульфона или полиэфирсульфона и оптимизации структуры поперечных связей активного слоя рабочий диапазон pH можно расширить до 1–14.
Обычная NF-мембрана
Снижение потока превышает 30% за 3 месяца
ВС
Щелочеустойчивая NF-мембрана
Снижение потока всего на 8% через 12 месяцев
Примеры практического применения показывают, что крупное полиграфическое и красильное предприятие, использующее щелочностойкую NF-мембрану для очистки сточных вод при мерсеризации при pH 12, достигло снижения потока всего на 8% после 12 месяцев непрерывной работы, тогда как у обычных NF-мембран снижение потока превысило 30% в течение 3 месяцев при эквивалентных условиях. Эти данные полностью подтверждают преимущества надежности специализированного химически стойкого мембранного элемента NF в экстремальных условиях эксплуатации.
На мировом рынке нанофильтрационных мембран уже давно доминируют европейские, американские и японские предприятия. Однако в последние годы китайская индустрия нанофильтрационных мембран быстро развивалась, и отечественная мембранная продукция постепенно приближается к передовым международным уровням по показателям производительности. Если взять в качестве примера отечественный питьевой фонтанчик прямого поения NF Membrane, отечественные мембранные элементы сократили разрыв с импортной продукцией до 5% по ключевым параметрам, таким как поток пермеата, скорость опреснения и срок службы, при этом цена импортной продукции составляет всего 60–70%.
Разрыв в уровнях опреснения
Компания Jiangsu Bangtec Huachuang Sci-tech Co., Ltd., являясь важным участником китайского сектора нанофильтрационных мембран, использует технический опыт команды докторантов Китайской академии наук для создания комплексной линейки продуктов, охватывающей требования к высокому, среднему и низкому давлению, а также специальные требования к сепарации. Компания получила сертификаты интегрированной системы управления ISO9001, ISO14001 и ISO45001, а также сертификат CE. Производительность продукта была подтверждена сторонними испытаниями и достигла ведущих международных уровней, обеспечивая многочисленные надежные решения для очистки воды NF Membrane для таких отраслей, как фотоэлектрическая энергетика, литиевые батареи, сталелитейная промышленность и производство электроэнергии.
Выбор подходящей нанофильтрационной мембраны требует всестороннего учета качества питательной воды, целевых требований к пермеату, рабочего давления и частоты химической очистки. Для источников воды с высокой жесткостью приоритет следует отдавать мембране Муниципального управления NF с высокой степенью улавливания двухвалентных ионов. Для промышленных сточных вод, содержащих органические растворители или сильные кислоты и основания, следует подобрать кислотостойкую NF-мембрану или щелочестойкую NF-мембрану.
Рекомендации по техническому обслуживанию
Регулярная химическая очистка может продлить срок службы мембранного элемента NF до 5–7 лет. Рекомендуемый цикл очистки заключается в том, чтобы начать процедуру очистки, когда стандартизированное производство пермеата снижается на 10 % или перепад трансмембранного давления увеличивается на 15 %. При использовании мембранных очистителей воды NF в жилых помещениях рекомендуется заменять фильтры предварительной очистки каждые 6–12 месяцев, чтобы защитить мембранные элементы от загрязнения твердыми частицами.
1 квартал
В чем разница между нанофильтрационной мембраной и мембраной обратного осмоса?
Мембраны NF имеют пороговую величину молекулярной массы примерно 200–1000 дальтон, с высоким уровнем улавливания двухвалентных ионов, но более низким уровнем улавливания одновалентных солей, обычно работающих при давлении 0,5–2,0 МПа. Мембраны RO отталкивают почти все ионы и требуют давления 1,5–10,0 МПа. NF больше подходит для умягчения и селективного разделения, тогда как RO предпочтительнее для опреснения высокой чистоты.
2 квартал
Каков типичный срок службы промышленной мембраны NF?
При правильных условиях эксплуатации промышленная мембрана NF обычно служит от 3 до 5 лет. При хорошем качестве питательной воды и своевременной очистке некоторые модели мембран высокого давления NF могут стабильно работать более 7 лет. Ключевые влияющие факторы включают значение SDI питательной воды, содержание остаточного хлора и частоту химической очистки.
3 квартал
Может ли отечественная NF-мембрана удалять тяжелые металлы?
Отечественная мембрана NF обеспечивает уровень отторжения, превышающий 95%, для ионов двухвалентных тяжелых металлов, таких как свинец, кадмий и хром. Эффект удаления трехвалентного мышьяка превосходит пятивалентные формы. Мембрана Water Purifier NF эффективно удаляет вредные тяжелые металлы, сохраняя при этом полезные минералы, такие как кальций и магний, что делает ее идеальным выбором для очистки воды в жилых домах.
4 квартал
Каков диапазон pH кислотостойкой NF-мембраны?
Кислотостойкость Мембрана NF может работать непрерывно в сильнокислых средах с pH от 1 до 3 и выдерживать кратковременную очистку химическими веществами с pH от 1 до 14. В ее активном слое используется специальная структура сшивки, которая снижает скорость гидролиза амидных связей более чем на 80% по сравнению с обычными мембранами, что делает ее подходящей для регенерации кислот и очистки кислых сточных вод.
Q5
Что вызывает снижение потока в мембранном элементе NF
Снижение потока в первую очередь происходит из-за загрязнения поверхности мембраны, концентрационной поляризации и химической деградации. Неорганические отложения, органическая адсорбция и биообрастание являются тремя основными причинами. Оптимизируя процессы предварительной обработки, контролируя скорость восстановления и проводя регулярную химическую очистку, можно контролировать годовое снижение потока ниже 5%.
Q6
Как определить, когда мембрана NF требует замены
Замена рекомендуется при возникновении следующих условий: стандартизированное производство пермеата падает более чем на 20 %, перепад трансмембранного давления увеличивается более чем на 25 %, скорость опреснения снижается более чем на 10 % или производительность не может быть восстановлена после химической очистки. Для мембран NF для разделения материалов в высокоточных фармацевтических приложениях рекомендуется более строгий контроль производительности.
EN 
