纳米纤维滤膜过滤水的过程是一个且复杂的物理和化学过程,主要依赖于纳米纤维的独特结构和性质,以下是纳米纤维滤膜过滤水的主要步骤和原理:
一、纳米纤维滤膜的结构与特性
纳米纤维滤膜是由纳米纤维制成的超级过滤膜,其孔径通常在几纳米到几十纳米之间。这种结构赋予了纳米纤维滤膜高度的孔隙率和的物质分离能力。此外,纳米纤维滤膜还具有高抗弯曲性、高稳定性和高再生利用率等优点。
二、过滤原理
渗透与截留:纳米纤维滤膜通过渗透和截留机制来实现物质的过滤。对于小于膜孔径的溶质和溶剂(如水分子),它们能够透过膜孔;而对于大于膜孔径的溶质(如悬浮颗粒物、有机污染物等),则会被截留在膜表面。
尺寸筛分效应:纳米纤维滤膜的膜孔尺寸非常小,因此能够基于物质颗粒的大小进行筛分。大于膜孔径的颗粒被截留,而小于膜孔径的颗粒则能够通过。
静电排斥效应:一些纳米纤维滤膜表面带有电荷,这些电荷能够与带相反电荷的溶质粒子产生静电排斥作用,从而增强对特定溶质的截留效果。
介电效应:在某些情况下,纳米纤维滤膜还表现出介电效应,即膜材料对溶质粒子的电场产生影响,进一步促进溶质与溶剂的分离。
三、过滤过程
预处理:在将待处理水送入纳米纤维滤膜之前,通常需要进行预处理以去除大颗粒杂质和悬浮物,以保护滤膜免受损伤并提高过滤效率。
过滤:待处理水在压力驱动下通过纳米纤维滤膜。在过滤过程中,水分子和小于膜孔径的溶质透过膜孔进入滤液侧;而大于膜孔径的溶质则被截留在膜表面形成滤饼层或浓缩液。
后处理:根据需要,对滤液进行进一步处理以去除残留的溶质或调整水质参数。同时,对截留的浓缩液进行适当处理以防止二次污染。