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水设备知识小课堂:纳滤膜的分离原理

  纳滤与超滤和反渗透一样,属于以压力差为推动力的膜分离过程,但它们的传质机理却有所不同。一般认为,超滤膜由于孔径较大,其传质机理主要是筛分,而反渗透膜通常属于无孔致密膜,其传质属于溶解一扩散机理。纳滤膜则处于两者之间,且大部分为荷电膜,其对无机盐的分离行为不仅由化学势梯度控制,同时也受电势梯度的影响,即纳滤膜的行为与其荷电性能,以及溶质荷电状态和相互作用都有关系。其传质机理根据分离对象的不同,主要有以下两种类型。

  纳滤膜

  1纳滤膜分离非电解质溶液时的传质模型

  

  其传质机理与反渗透类似,传质模型主要有溶解一扩散模型、空间位阻一孔道模型等。

  

  (l)溶解一扩散模型溶解一扩散模型是由Lon泪ale等人提出的,其过程可概括为3步:

  

  ①溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解;

  

  ②溶质和溶剂之间没有相互作用,它们在各自化学位差的推动下仅以分子扩散方式(不存在溶质和溶剂的对流传递)通过反渗透膜的活性层;

  

  ③溶质和溶剂在膜的透过液侧表面解吸。

  

  在以上溶质与溶剂透过膜的过程中,一般假设第1步、第3步进行得很快,此时透过速率取决于第2步,即溶质和溶剂在化学位差的推动下以分子扩散通过膜。

  

  膜通量和截留率的计算式见第二章反渗透。

  

  (1)空间位阻一孔道模型空间位阻一孔道模型假设膜具有均一的细孔结构。


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