高浓度含盐蔗糖溶液的纳滤分离实验研究

第4期唐元晖等：高浓度含盐蔗糖溶液的纳滤分离实验研究·89·在(7．0～39．8)×10～m／s，截留率均维持在98％以上．而当其质量浓度升到32g／L时，通量和截留率下降非常明显，在操作压力为1．1MPa时，截留率已经降低到78．3％，溶剂通量为2．16×10一m／S，A，)／MPa(a)溶剂透过通量这主要是由于膜两侧渗透压差较大，导致通量和截留率较低．总之，在所研究的压力和质量浓度范围内，NF270膜对Na2S0。的通量范围为(2．4～39．8)×i0～m／s，截留率范围为78．3％～98．7％．_圭≈△，)／MPa(b)表观截留率图2操作压差变化对NF270膜处理不同质量浓度蔗糖溶液的影响Fig．2EffectofvariousoperatingpressureontreatmentofdifferentconcentrationsofsucrosesolutionbyNF270membrane△p／MPa(a)溶剂透过通量△p／MPa(h)表观截留j棼图3操作压差变化对NF270膜处理不同质量浓度NaCI溶液的影响Fig．3EffectofvariousoperatingpressureontreatmentofdifferentconcentrationsofNaCIsolutionbyNF270membraneAp／MPafa)溶剂透过通量△，)／MPah)表观截留率图4操作压差变化对NF270膜处理不同质量浓度Na!S()；溶液的影响Fig．4EffectofvariousoperatingpressureontreatmentofdifferentconcentrationsofNa!S()：solutionbyNF270membrane万方数据膜科学与技术第38卷2．2混合溶液的纳滤分离效果2．2．1单价盐含量对蔗糖溶液NF分离效果的影响为探究糖盐混合体系中单价盐对分离效果的影响，由图2实验选择14g／L蔗糖溶液(其截留率基本维持在97％以上)和不同质量浓度范围(4～32g／I。)的NaCl溶液混合体系进行纳滤实验．图5给出了NF270膜处理含有不同质量浓度NaCI的混合溶液溶剂透过体积通量、蔗糖表观截留率以及NaCl表观截留率随操作压力的变化．从图5可以看出，与纯组分相比，由于渗透压的增大，单价盐的存在使得溶剂体积通量有一定的下降，同时NaCl的存在导致蔗糖截留率明显降低，但是蔗糖的存在对单价盐截留率影响不大．这是因为NF270膜带负荷电，大量盐的存在会削弱膜的静电排斥作用，膜微孔内壁双电层变薄，膜的有效“通道”变大，从而导致蔗糖截留率下降．而蔗糖为中性分子．不会对膜微孑L结构40，30}一三毛20：＼吖10O产生影响，盐的截留主要源于NF膜的道南效应，因此中性分子蔗糖的存在对于NaCl的截留影响微弱．综合混合溶液的分离效果发现，NaCl质量浓度越高，蔗糖截留率降幅越大，NaCl截留率降幅越小，此时蔗糖截留率在88％以上，对应NaCl截留率为15％左右，两者差距巨大．因此，在实际应用中可以选择NF270膜在适宜条件下实现高浓度单价盐与蔗糖混合溶液体系的分离．2．2．2二价盐含量对蔗糖溶液NF分离效果的影响同样，选择14g／L蔗糖溶液和不同质量浓度范围(4～32g／L)的Na：SO。溶液混合体系进行纳滤实验．图6给出了通过NF270膜处理含有不同质量浓度Na。S0。的混合溶液体积通量、蔗糖表观截留率以及Na。SO。表观截留率随操作压力的变化．通过图6可以看出，随着Na：SO。溶液质量浓度的增大．蔗糖截留率和体积通最显著降低．只．Na，SO溶Ap／MPaa)溶剂透过通量Ap／MPab)蔗糖表观截留率3p／MPaNaCI表观截留率蔗糖质量浓度为14g／I。．NaCI质量浓度O～32g／I。图5操作压差变化对NF270膜处理含有不同质量浓度NaCl的蔗糖溶液的影响Fig．5EffectofvariousoperatingpressureontreatmentofdifferentconcentrationsofNaCIsolutionbyNF270membrane土p／MPaa)溶剂透过通量Ap／MPaApIMPab)蔗糖表观截留率(r)Na，m。表观截留率蔗糖质量浓度14g，亿，Na2SO；质量浓度4～32g／I。图6操作压差变化对NF270膜处理含有不同质量浓度Na!SO。的蔗糖溶液的影响Fig．6EffectofvariousoperatingpressureontreatmentofdifferentconcentrationsofNa!S()lsolutionbvNF270membran(万方数据