Nanofiltračná membrána je tlakovo riadená membránová separačná technológia umiestnená medzi ultrafiltráciou a reverznou osmózou, s medzou molekulovej hmotnosti typicky v rozsahu od 200 do 1000 Daltonov. Vykazuje vysokú mieru odmietnutia pre dvojmocné a viacmocné ióny, pričom umožňuje účinnú permeáciu monovalentných iónov a molekúl vody. Ako kritická zložka v aplikáciách na úpravu vody je nanofiltračná membrána široko nasadená v komunálnom zásobovaní vodou, čistení priemyselných odpadových vôd, separácii materiálov a čistení vody v domácnostiach.
Jiangsu Bangtec Huachuang Sci-tech Co., Ltd. , ktorá pôsobí ako čínsky výrobca nanofiltračných membrán a dodávateľ nanofiltračných membrán, sa špecializuje na priemyselný vývoj špičkových produktov NF Membrane Element a na podporu integrovaných riešení. Portfólio produktov zahŕňa vysokotlakové, stredotlakové a nízkotlakové série spolu s modelmi odolnými voči kyselinám a zásadám pre špeciálne prevádzkové podmienky, ktoré slúžia odvetviam vrátane fotovoltaiky, lítiových batérií, oceliarstva, výroby energie, chemikálií, tlače a farbenia a uhoľných chemikálií.
KĽÚČOVÉ ZOBRAZENIE
Separačný mechanizmus nanofiltračnej membrány je primárne založený na vylúčenie veľkosti a Donnanove efekty . S veľkosťou pórov približne 0,5 až 2 nanometre účinne zadržiava organické zlúčeniny, vírusy, baktérie a určité anorganické soli s molekulovou hmotnosťou presahujúcou 200 daltonov, pričom zachováva relatívne nízku mieru odmietnutia jednomocných solí, ako je chlorid sodný, zvyčajne medzi 20 % a 80 %. Táto vlastnosť poskytuje jedinečné výhody pri zmäkčovaní, odstraňovaní organických látok a selektívnej separácii.
Ak si vezmeme ako príklad aplikácie NF membrány pre miestnu správu, mestská čistička vody využívajúca systém NF dosiahla zníženie výstupnej tvrdosti z pôvodných 450 mg/l na menej ako 80 mg/l, pričom odstránenie TOC dosiahlo 92 %, pričom sa zachovali stopové minerály prospešné pre ľudské zdravie. Táto selektívna separačná schopnosť je nedosiahnuteľná s membránami s reverznou osmózou a predstavuje hlavnú hnaciu silu pokračujúceho rastu nanofiltračnej membrány pri úprave pitnej vody.
0,5-2 nm
Rozsah veľkosti pórov
200-1000 Da
Hranica molekulovej hmotnosti
92 %
Typické odstránenie TOC
20-80 %
Miera odmietnutia NaCl
Na základe prevádzkového tlaku a chemickej odolnosti možno nanofiltračnú membránu rozdeliť do viacerých podkategórií. Priemyselná NF membrána je typicky navrhnutá ako vysokotlakový typ, s prevádzkovými tlakmi dosahujúcimi 4,0 až 8,0 MPa, vhodná na čistenie odpadových vôd s vysokou koncentráciou a regeneráciu koncentrácie materiálu. Domáca NF membrána využíva nízkotlakový dizajn s prevádzkovými tlakmi medzi 0,2 a 0,5 MPa, optimalizovaný pre aplikácie s membránou Water Purifier NF a NF s priamou pitnou fontánou pre domácnosť.
| Typ produktu | Rozsah prevádzkového tlaku | Typické aplikácie | Hlavné výhody |
| Priemyselná NF membrána | 4,0 - 8,0 MPa | Priemyselné odpadové vody nulové vypúšťanie, koncentrácia materiálu | Vysoký tok, vysoká miera odmietnutia |
| Membránový čistič vody NF | 0,2 - 0,5 MPa | Bytové čističky vody, priame pitné fontánky | Nízkotlaková prevádzka, retencia minerálov |
| Mestská správa NF Membrána | 0,5 - 1,5 MPa | Mestské zmäkčovanie vody, organické odstraňovanie | Veľký tok, nízka spotreba energie |
| Oddelenie materiálu NF Membrána | 2,0 - 6,0 MPa | Farmaceutická separácia, koncentrácia potravín | Vysoko presná selektívna separácia |
| Membrána NF odolná voči kyselinám | 1,0 - 4,0 MPa | Kyslé čistenie odpadových vôd, regenerácia kyselín | Rozsah tolerancie pH 1-3 |
| Membrána NF odolná voči alkáliám | 1,0 - 4,0 MPa | Alkalické čistenie odpadových vôd, alkalické čistenie | Rozsah tolerancie pH 10-14 |
| Vysokotlaková NF membrána | 6,0 - 10,0 MPa | Vysoká koncentrácia slanej odpadovej vody, zmäkčenie morskej vody | Ultra vysoká miera odsoľovania, stabilná prevádzka |
Nanofiltračná membrána má typicky štruktúru tenkého filmu, ktorá pozostáva z nosnej vrstvy z netkanej textílie, polysulfónovej ultrafiltračnej substrátovej membrány a polyamidovej aktívnej separačnej vrstvy. Hustota zosieťovania a nábojové charakteristiky aktívnej vrstvy priamo určujú výkon membránovej separácie.
NF Membrane Element vyvinutý spoločnosťou Jiangsu Bangtec Huachuang Sci-tech Co., Ltd. využíva patentovaný proces medzifázovej polymerizácie s hrúbkou aktívnej vrstvy regulovanou medzi 50 a 150 nanometrami. Povrchový potenciál Zeta dosahuje -15 až -25 mV pri pH 7, čo poskytuje vynikajúce vlastnosti proti znečisteniu.
Štandardný výkon 8040
Testovacia teplota 25C
Testovací tlak 0,5 MPa
Odmietnutie MgS04 ≥ 98 %
Odmietnutie NaCl 40 % – 60 %
Permeate Flux 25-40 LMH
Ročný pokles toku <5 %
Typické údaje o výkone naznačujú, že štandardný membránový prvok 8040 NF, testovaný pri 25 stupňoch Celzia a tlaku 0,5 MPa, dosahuje miery odmietnutia síranu horečnatého presahujúce 98 %, miery odmietnutia chloridu sodného približne 40 % až 60 % a prietok permeátu udržiavaný na 25 až 40 LMH (litrov na meter štvorcový za hodinu). Model High Pressure NF Membrane, testovaný pri 6,0 MPa, dosahuje celkovú rýchlosť odstraňovania tvrdosti presahujúcu 99 %, pri zachovaní stabilnej rýchlosti poklesu toku permeátu pod 5 % ročne.
Vo vysoko korozívnych prostrediach, ako sú chemikálie, tlač a farbenie a uhoľné chemikálie, je dopyt po membráne Acid Resistance NF a Alkali Resistance NF Membrane čoraz významnejší. Bežné polyamidové membrány sú náchylné na hydrolýzu amidovej väzby v silne kyslých alebo zásaditých podmienkach, čo vedie k zníženiu výkonu. Zavedením chemicky odolných sulfónovaných polysulfónových alebo polyétersulfónových substrátových membrán a optimalizáciou zosieťovacej štruktúry aktívnej vrstvy môže byť prevádzkový rozsah pH rozšírený na 1 až 14.
Konvenčná NF membrána
Pokles toku presiahne 30 % v priebehu 3 mesiacov
VS
Membrána NF odolná voči alkáliám
Po 12 mesiacoch pokles toku len o 8 %.
Praktické prípady použitia demonštrujú, že veľký tlačiarenský a farbiarsky podnik využívajúci NF membránu s odolnosťou voči alkáliám na úpravu mercerizačnej odpadovej vody pri pH 12 dosiahol pokles toku len o 8 % po 12 mesiacoch nepretržitej prevádzky, zatiaľ čo bežné NF membrány zaznamenali pokles toku presahujúci 30 % do 3 mesiacov za rovnakých podmienok. Tieto údaje plne potvrdzujú výhody spoľahlivosti špecializovaného chemicky odolného NF membránového prvku v extrémnych prevádzkových podmienkach.
Globálnemu trhu s nanofiltračnými membránami už dlho dominujú európske, americké a japonské podniky. Čínsky priemysel nanofiltračných membrán sa však v posledných rokoch rýchlo rozvíjal, pričom domáce membránové produkty sa postupne približovali k medzinárodným pokročilým úrovniam ukazovateľov výkonnosti. Ak vezmeme ako príklad domácu priamu pitnú fontánku NF Membrane, domáce membránové prvky zmenšili rozdiel medzi dovážanými výrobkami na 5 % v kľúčových parametroch, ako je tok permeátu, miera odsoľovania a životnosť, pričom ceny sú len 60 % až 70 % dovážaných výrobkov.
Medzera v rýchlosti odsoľovania
Jiangsu Bangtec Huachuang Sci-tech Co., Ltd., ako významný účastník v sektore China Nanofiltration Membrane, využíva technickú odbornosť doktorandského tímu z Čínskej akadémie vied na vytvorenie komplexnej produktovej rady pokrývajúcej vysokotlakové, stredotlakové, nízkotlakové a špeciálne požiadavky na separáciu. Spoločnosť získala certifikáty integrovaného systému manažérstva ISO9001, ISO14001 a ISO45001, ako aj certifikáciu CE. Výkon produktu bol overený testovaním tretích strán, aby dosiahol poprednú medzinárodnú úroveň a poskytuje množstvo spoľahlivých riešení NF Membrane na úpravu vody pre priemyselné odvetvia vrátane fotovoltaiky, lítiových batérií, ocele a výroby energie.
Výber vhodnej nanofiltračnej membrány vyžaduje komplexné zváženie kvality napájacej vody, cieľových požiadaviek na permeát, prevádzkového tlaku a frekvencie chemického čistenia. Pre zdroje vody s vysokou tvrdosťou by sa mala uprednostniť Mestská správa NF Membrána s vysokou mierou odmietnutia dvojmocných iónov. Pre priemyselnú odpadovú vodu obsahujúcu organické rozpúšťadlá alebo silné kyseliny a zásady by sa mala zodpovedajúcim spôsobom prispôsobiť membrána Acid Resistance NF alebo Alkali Resistance NF Membrane.
Odporúčanie pre údržbu
Pravidelné chemické čistenie môže predĺžiť životnosť NF Membrane Element na 5 až 7 rokov. Odporúčaný čistiaci cyklus je spustiť čistiaci postup, keď štandardizovaná produkcia permeátu klesne o 10 % alebo sa transmembránový tlakový rozdiel zvýši o 15 %. Pre rezidenčné aplikácie Water Purifier NF Membrane sa odporúča vymieňať predfiltre každých 6 až 12 mesiacov na ochranu membránových prvkov pred kontamináciou časticami.
Q1
Aký je rozdiel medzi nanofiltračnou membránou a membránou s reverznou osmózou
NF membrány majú medznú hodnotu molekulovej hmotnosti približne 200 až 1 000 Daltonov, s vysokým odmietnutím dvojmocných iónov, ale nižším odmietnutím jednomocných solí, typicky pracujúce pri 0,5 až 2,0 MPa. RO membrány odmietajú takmer všetky ióny a vyžadujú 1,5-10,0 MPa. NF je vhodnejší na zmäkčovanie a selektívnu separáciu, kým RO sa uprednostňuje na odsoľovanie vysokej čistoty.
Q2
Aká je typická životnosť priemyselnej NF membrány
Pri správnych podmienkach údržby vydrží Industrial NF Membrane zvyčajne 3 až 5 rokov. S dobrou kvalitou napájacej vody a včasným čistením môžu niektoré modely s vysokotlakovou NF membránou fungovať stabilne viac ako 7 rokov. Medzi kľúčové ovplyvňujúce faktory patrí hodnota SDI napájacej vody, zvyškový obsah chlóru a frekvencia chemického čistenia.
Q3
Dokáže Domestic NF Membrane odstrániť ťažké kovy
Domestic NF Membrane dosahuje mieru odmietnutia presahujúcu 95 % pre dvojmocné ióny ťažkých kovov, ako je olovo, kadmium a chróm. Účinok odstraňovania trojmocného arzénu je lepší ako u päťmocných foriem. Water Purifier NF Membrane účinne odstraňuje škodlivé ťažké kovy a zároveň zachováva prospešné minerály, ako je vápnik a horčík, vďaka čomu je ideálnou voľbou na čistenie vody v domácnostiach.
Q4
Aký je rozsah pH pre Acid Resistance NF Membrane
Acid Resistance NF Membrane môže pracovať nepretržite v silne kyslom prostredí s pH 1 až 3 a vydržať krátkodobé čistenie chemickými prostriedkami v rozsahu od pH 1 do 14. Jej aktívna vrstva využíva špeciálnu sieťovaciu štruktúru, ktorá znižuje rýchlosť hydrolýzy amidovej väzby o viac ako 80% v porovnaní s konvenčnými membránami, vďaka čomu je vhodná na regeneráciu kyselín a kyslé čistenie odpadových vôd.
Q5
Čo spôsobuje pokles toku v NF membránovom prvku
Pokles toku je primárne výsledkom znečistenia povrchu membrány, koncentračnej polarizácie a chemickej degradácie. Anorganické usadzovanie, organická adsorpcia a biologické znečistenie sú tri hlavné príčiny. Optimalizáciou procesov predúpravy, riadením miery regenerácie a vykonávaním pravidelného chemického čistenia možno ročný pokles toku kontrolovať pod 5 %.
Q6
Ako určiť, kedy je potrebné vymeniť NF membránu
Výmena sa odporúča, keď nastanú nasledujúce podmienky: štandardizovaná produkcia permeátu poklesne o viac ako 20 %, transmembránový tlakový rozdiel sa zvýši o viac ako 25 %, miera odsoľovania sa zníži o viac ako 10 % alebo výkon nemožno obnoviť po chemickom čistení. V prípade membrány Material Separation NF Membrane vo vysoko presných farmaceutických aplikáciách sa odporúča prísnejšie monitorovanie výkonu.
EN 
