纳滤水处理应用研究现状及发展趋势

纳滤技术属于当前世界范围内较为先进的一种膜分离技术,随着科学技术的不断发展,纳滤技术也逐渐被各国专家学者所关注。本文从纳滤水处理应用在我国发展的实际情况入手,对现状进行阐述,并展望未来发展趋势。     

纳滤技术对干酪乳清脱盐性能的影响

为了开发经济可行的乳清脱盐技术,提高乳清产品品质及其附加值,该研究采用截留液全循环连续错流纳滤操作装置对干酪甜乳清进行纳滤脱盐处理。考察了不补水纳滤浓缩及不同补水透析方式对乳清脱盐率的影响,以脱盐率为指标进行工艺优化,选取适宜的脱盐操作工艺。结果表明,在1.1 MPa的操作压力下,控制溶液温度为30℃,系统流量为4.5 L/min,纳滤至体积浓缩比（VCR）为1.5时,以渗透速率向截留液中补充等同于浓缩液体积的去离子水,在相同的纳滤时间内,脱盐效果较好。纳滤乳清经喷雾干燥后,相对原料乳清粉脱除了45%的盐分,乳清蛋白和乳糖基本完全截流。     

不同市售膜处理牛乳发酵差异比较研究

对2种市售膜处理牛乳及市售未经膜处理牛乳,通过加糖与不加糖作为对照进行发酵,以发酵时间、发酵前后糖类含量变化、黏度、质构及持水性为分析指标,对比不同市售膜处理牛乳的发酵差异性。结果表明：与对照组相比,经膜处理后牛乳蛋白含量越高,发酵时间越长;糖类含量分析表明,超滤提高了乳糖的消耗率,而纳滤导致葡萄糖的消耗率大幅下降,即使添加外源糖消耗率也无法显著提高;黏度分析表明,膜处理牛乳发酵后黏度显著高于对照组牛乳发酵后黏度,但抗剪切性变差;质构分析表明,膜处理牛乳发酵后硬度及咀嚼性显著高于对照组;持水性分析表明,经膜处理的牛乳发酵后持水性更高。     

MBR-纳滤工艺在垃圾渗滤液处理改造中的应用

对某生活垃圾填埋场渗滤液处理设施存在的问题进行了分析,结合《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的相关要求,采用MBR＋纳滤组合工艺对其进行改造。运行实践表明,该工艺处理效果好、运行稳定,出水满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）的排放限值。     

茶皂素膜滤分离纯化放大实验

茶皂素是从茶饼粕提取的一种五环三萜类混合物,其成分复杂,纯化方法较多,但都存在着成本较高,收率较低,纯度不高的现象。在原有的研究基础上采用陶瓷膜超滤结合有机膜纳滤浓缩技术对茶皂素进行分离纯化,并在工业上进行小试试验,结果表明,经过0.02μm的超滤陶瓷膜和截留分子量在200～1000Da的有机纳滤膜浓缩后,经喷雾干燥,产品的纯度从51%提高到88.2%,得率为68.2%。     

沼液膜浓缩处理工艺工作参数研究

沼液富含有机质、氮、磷、钾、钠及各种微量元素,是非常具有回收价值的一种天然有机肥料资源。针对大型沼气生产企业面临的沼液产量大、处理成本高、储存运输困难和营养物质含量偏低等问题,文章通过膜分离浓缩装置对其进行浓缩试验,研究在浓缩过程中不同孔径(截留分子量)滤膜的膜通量与运行压力之间的关系,结果表明:微滤、超滤、纳滤的最佳工作压力分别为0.15 MPa,0.3 MPa,0.8 MPa。在最佳工作压力条件下,微滤膜平均通量为11.38 L·m^-2h^-1;10000D和5000D超滤膜平均通量为127.93 L·m^-2h^-1和87.08 L·m^-2h^-1;5000D和10000D超滤膜透过液的600D纳滤膜平均通量为159.39 L·m^-2h^-1和165.62 L·m^-2h^-1,150D纳滤膜平均通量为39.29 L·m^-2h^-1和29.38 L·m^-2h^-1。     

正交实验优化南极磷虾蛋白肽的纳滤脱盐工艺

为建立南极磷虾(Euphausia superba)蛋白肽纳滤脱盐工艺,以脱盐率和蛋白损失率为评价指标,通过单因素实验和正交实验对影响南极磷虾蛋白肽纳滤脱盐效果的主要因素(蛋白肽浓度、压力、循环次数)进行优化。结果显示,采用纳滤技术对南极磷虾蛋白肽进行脱盐处理的最佳工艺条件：蛋白肽浓度为3%、纳滤压力为1.2 MPa、循环次数3次,在该条件下,南极磷虾蛋白肽的脱盐率达到(86.35±2.11)%、蛋白损失率为(9.10±0.35)%。采用优化工艺获得的南极磷虾蛋白肽的盐分含量为(1.14±0.12)%,蛋白质含量为(92.73±2.29)%,相对分子质量主要分布于3000 Da以下,氨基酸组成合理且符合联合国粮农组织/世界卫生组织规定的标准。研究将为高品质南极磷虾蛋白肽产品开发提供技术支撑。     

利用集成膜工艺澄清与浓缩紫甘蓝花青素

为实现紫甘蓝花青素活性成分水提液的高效浓缩,该文集成了超滤、纳滤和反渗透膜技术澄清、浓缩紫甘蓝花青素水提液的工艺。采用"总循环模式"和"批处理模式"研究优化操作工艺。测定总花青素、pH值、总可溶性固形物和颜色指标。澄清工艺中:无机陶瓷超滤膜效果较好,较佳工艺为:陶瓷膜、跨膜压力0.3MPa、循环流量40L/min。浓缩工艺中:纳滤膜工作效率略高于反渗透膜,纳滤和反渗透较佳参数分别为跨膜压力1.0MP、循环流量25L/min,跨膜压力1.47MPa、循环流量10L/min。2种工艺均可得到品质优越的花青素浓缩产品。因此逐级膜过滤可利用于花青素的澄清和浓缩,为天然活性成分水提物的非热澄清及浓缩产业化生产提供参考。     

秸秆低聚木糖溶液纳滤分离特性和渗滤工艺

该文研究了截留相对分子质量为250的纳滤膜分离以秸秆为原料生产的低聚木糖溶液的分离特性,并优化了渗滤纯化工艺。通过检测透过液和截留液中各糖组分的浓度,计算并得到了该膜对阿拉伯糖、木糖和聚合度（Degree of Polymerization）DP2到DP4的低聚木糖的截留率随膜通量变化的关系曲线;应用不可逆热力学模型对阿拉伯糖、木糖和DP2到DP4的低聚木糖中性溶质体系的截留率试验数据进行回归计算,求得了反射系数、溶质透过系数和水透过系数等膜分离特性参数,并根据立体位阻模型估算出膜的细孔结构参数。当糖液浓度为8.4%（总糖/糖浆）,膜系统温度控制在(30.1±2.1)℃,跨膜压差控制在(1.58±0.02)×106 Pa的恒定体积渗滤操作模式下,膜通量无衰减,稳定在(29.4±1.8) L/(m2·h),经3倍体积纳滤渗滤操作后,低聚木糖纯度由原料的83.33%（DP2到DP6低聚木糖/总糖）上升至92.54%,木二糖损失率为12.45%（对原料中的木二糖）,总糖回收率为88.39%（对原料中的总糖）。纳滤分离模型的研究为低聚木糖溶液的渗滤纯化和浓缩模拟并精确优化工艺提供了参数基础,使用纳滤膜在渗滤操作模式下,可以高效脱除单分子糖,同时低聚木糖损失较小。     

纳滤技术生产高纯度低聚果糖的研究

对采用纳滤技术生产高纯度低聚果糖进行了研究。研究表明，膜的透过通量受温度、料液浓度、操作压力等参数的影响。通过试验确定了最佳操作条件，使低聚果糖纯度FOS≥95％。