纳滤(nanofiltration,NF)是介于反渗透(RO)和超滤(UF)之间的同属于压力驱动的新型膜分离技术.它可以除去直径约为1nm左右的颗粒,截留相对分子质量范围为200~1 200Da.同时由于其表面分离层由聚电解质构成,使得它对无机电解质具有一定的截留率,对于一价离子的截留率低于90%,对二价离子或者高价离子的截留率则有可能高于98%.对于纳滤过程,如何提高纳滤过程的过滤性能以使此技术能更广泛地推广应用,已经成为研究者的重要研究方向.而纳滤过程过滤性能的提高,除纳滤膜自身的性能是决定因素外,最有效的方法是改进膜面的流动状况.国内外研究者提出改善膜面的流动主要方法有两类:一类是在膜分离过程中采取一定的操作策略,如通过控制初始渗透通量,反向放置微孔膜,利用高分子溶液的流变学特性及脉动流操作和鼓泡操作等方法[1];另一类则是优化和改进膜组件及膜系统结构设计,以使流体在膜组件中的流动呈现出能减轻膜受污染程度和浓差极化的理想状态,如设置流道内构件、旋转滤器、弯曲流道等方法[2],从而提高膜面处剪切流速、促进膜面流动不稳定等.然而,关于流道结构对于平板式纳滤膜组件分离性能影响的研究在国内外仍未见报道.本实验采用改进膜组件结构以及优化操作条件等方法,以提高纳滤膜的过滤性能.具体使用3种自行设计的流道膜器(螺旋流道、蛇形流道、无绕流流道)进行实验,着重研究流道结构对膜器过滤性能,诸如通量、表观截留率等的影响. |