Een nanofiltratiesysteem (NF-systeem) is een drukaangedreven membraanscheidingsapparaat dat tussen ultrafiltratie en omgekeerde osmose valt. De membraanporiegrootte varieert van 0,001 tot 0,01 μm (ongeveer 1 nm), en de grenswaarde voor het molecuulgewicht (MWCO) ligt doorgaans tussen 200 en 1000 Da. Nanofiltratiemembranen hebben meestal een lading op hun oppervlak en vertonen hoge verwijderingspercentages voor tweewaardige en polyvalente ionen (zoals SO₄²⁻, Ca²⁺, Mg²⁺, enz., die meer dan 90%) bereiken, terwijl het verwijderingspercentage voor eenwaardige ionen (zoals Na⁺, Cl⁻) lager is (20% –80%). Dankzij deze eigenschap kan het hardheid en wat zout verwijderen, terwijl de lage werkdruk en de hoge permeaatterugwinningspercentages behouden blijven.

Nanofiltratiesystemen worden veel gebruikt bij waterontharding, gedeeltelijke ontzilting, kleurverwijdering, verwijdering van organisch materiaal en materiaalconcentratie en -scheiding. Ze hebben belangrijke toepassingen in de industriële afvalwaterzuivering, hergebruik van teruggewonnen water, drinkwaterzuivering en de zuivel- en farmaceutische industrie.

Werkingsprincipe

Nanofiltratiesystemen bereiken selectieve scheiding op basis van het zeefeffect en het Donnan-ladingseffect:

Zeefeffect: Het membraanoppervlak heeft microporiën op nanoschaal, waardoor opgeloste stoffen worden opgevangen met een molecuulgewicht dat groter is dan de grenswaarde voor het molecuulgewicht van het membraan, terwijl watermoleculen en kleinere opgeloste stoffen doordringen.

Ladingseffect: Het oppervlak van het nanofiltratiemembraan is doorgaans negatief (of positief) geladen, waardoor geladen ionen selectief worden opgevangen door middel van elektrostatische afstoting. Meerwaardige ionen worden vanwege hun hoge ladingsdichtheid veel gemakkelijker afgestoten dan eenwaardige ionen.

Onder druk stroomt het voedingswater tangentiaal langs het membraanoppervlak. Watermoleculen en sommige eenwaardige ionen dringen door en vormen permeaat (productwater), terwijl meerwaardige ionen, organisch materiaal en grotere moleculen worden opgevangen om concentraat te vormen. Vanwege de lagere bedrijfsdruk (0,5~1,5 MPa) zijn het energieverbruik en de bedrijfskosten van het systeem aanzienlijk lager dan bij omgekeerde osmose.

Het systeem is uitgerust met automatische spoel- en chemische reinigingsfuncties, waardoor regelmatig onderhoudsspoelen van de membraanmodules mogelijk is om membraanvervuiling te voorkomen en de levensduur van het membraan te verlengen.

Systeemsamenstelling

Dit nanofiltratiesysteem bestaat uit de volgende kerneenheden:

Voorbehandelingsunit:** Geconfigureerd met een multimediafilter, actief koolfilter, veiligheidsfilter of ultrafiltratiesysteem op basis van de kwaliteit van het influent om een influent-SDI ≤ 3 te garanderen, waardoor het nanofiltratiemembraan wordt beschermd.

Hogedrukpomp:** Zorgt voor een stabiele werkdruk voor het systeem, meestal een roestvrijstalen meertraps centrifugaalpomp met frequentieomzettingsregeling.

Nanofiltratiemembraanmodule:** Maakt gebruik van spiraalgewonden nanofiltratiemembraanelementen, gemaakt van polyamidecomposietmembranen of andere speciale membranen. Er kunnen verschillende modellen worden geselecteerd op basis van de ontziltingssnelheid en de permeaatvereisten.

Drukvat:** Een hogedrukbestendige schaal waarin de membraanelementen zijn ondergebracht, gemaakt van FRP of roestvrij staal.

Reinigingssysteem:** Bevat een reinigingswatertank, reinigingspomp en veiligheidsfilter voor periodieke chemische reiniging van het membraan.

Besturingssysteem:** Volautomatische PLC-besturing, realtime monitoring van parameters zoals druk, debiet, geleidbaarheid en pH. Beschikt over automatisch spoelen, foutalarm en functies voor gegevensoverdracht op afstand, met touchscreenbediening.

Pijpleidingen en instrumentatie:** Hogedruk roestvrijstalen leidingen, uitgerust met manometers, debietmeters, geleidbaarheidsmeters, drukschakelaars en automatische kleppen.

Kernvoordelen

Voordelen	Beschrijving
Selectieve scheiding	Zeer effectieve verwijdering van hardheidionen (Ca²⁺, Mg²⁺) en sulfaationen, terwijl eenwaardige ionen gedeeltelijk worden vastgehouden, geschikt voor waterontharding en gedeeltelijke ontzilting.
Lage werkdruk, energiebesparing	Bedrijfsdruk: 0,5~1,5 MPa, slechts 1/3~1/2 van die van omgekeerde osmose, waardoor het stroomverbruik en de bedrijfskosten aanzienlijk worden verlaagd.**
Hoog waterterugwinningspercentage	Herwinningspercentage bij één unit: 75%~90%, met minimale concentraatafvoer, vooral geschikt voor gebieden met waterschaarste.**
Verwijdering van organisch materiaal	Verwijderingspercentage van organisch materiaal met een molecuulgewicht groter dan 200Da (zoals residuen van bestrijdingsmiddelen, pigmenten, hormoonontregelaars): doorgaans >90%.**
Stabiele effluentkwaliteit	Onaangetast door schommelingen in de kwaliteit van het influentwater, waardoor een stabiele en controleerbare kwaliteit van het productwater wordt gegarandeerd en wordt voldaan aan verschillende hergebruikvereisten.**
Sterke weerstand tegen vervuiling	Vergeleken met omgekeerde osmosemembranen hebben nanofiltratiemembranen een gladder oppervlak, een gematigde ladingsdichtheid en een lagere neiging tot vervuiling van colloïden en organisch materiaal.**
Volautomatische bediening, eenvoudig onderhoud	Intelligente PLC-besturing: voert automatisch spoel-, bedienings- en uitschakelprocedures uit; bewaking op afstand; minimaal dagelijks onderhoud.**

Technische parameters (aanpasbaar)

Parameters	Bereik
Poriëngrootte van het membraan	Ongeveer. 0,001~0,01μm (MWCO 200~1000 Da)
Type membraanmodule	Schermtype
Bedrijfsdruk	0,5 ~ 1,5 MPa (instelbaar, afhankelijk van watertemperatuur en herstelsnelheid)
Permeaatstroomsnelheid	0,5 ~ 200 m³/u (aanpasbaar)
Verwijderingspercentage hardheid (Ca²⁺, Mg²⁺)	≥90%
Verwijderingspercentage organische stof (MW>200)	≥90%
Kleurverwijderingssnelheid	≥95%
Bedrijfstemperatuur	5 ~ 45℃
pH-bereik	3 ~ 10 (continu bedrijf) / 2 ~ 12 (reinigen)
SDI-vereiste	≤3

Toepassingsgebieden

Geavanceerde afvalwaterbehandeling en hergebruik

Verven en printen Afvalwaterbehandeling: Verwijdert kleur, kleurstoffen en hardheid; permeaat wordt hergebruikt bij spoel- of verfprocessen.

Galvanische afvalwaterbehandeling: scheidt zware metaalionen (Ni²⁺, Cu²⁺, enz.) van monovalente zouten, waardoor metaalterugwinning en waterhergebruik worden bereikt.

Afvalwaterbehandeling voor papierproductie: Verwijdert lignine en kleur, vermindert CZV; permeaat wordt hergebruikt bij pulp- of papierproductieprocessen.

Chemische afvalwaterbehandeling: Scheidt hoogwaardige materialen en vermindert de organische belasting in geconcentreerd afvalwater.

Percolaatbehandeling: Gebruikt als voorbehandeling voor omgekeerde osmose of als een op zichzelf staande behandelingseenheid om hardheid en organisch materiaal te verwijderen.

Drinkwater en industriële waterbehandeling

Grondwater-/oppervlaktewaterontharding: Verwijdert de hardheid van calcium en magnesium, waardoor de totale hardheid wordt teruggebracht tot drinkwaternormen.

Ontzilting van brakwatersecties: Vermindert TDS terwijl bepaalde mineralen behouden blijven.

Ontkleuring en ontgeuring: Verwijdert natuurlijk organisch materiaal (NOM), humuszuur en trihalomethaanvoorlopers.

Verwijdering van pesticiden en microverontreinigingen: Garandeert de veiligheid van drinkwater.

Teruggewonnen watersysteem: gebruikt als voorbehandeling voor omgekeerde osmose om de hardheid en organische stof te verminderen, waardoor het risico op kalkaanslag en vervuiling wordt verminderd; of onafhankelijk gebruikt voor productieafvalwater.

Materiaalscheiding en concentratie (voeding, farmaceutisch, chemisch)

Weiproteïneconcentratie en ontzilting

Concentratie en zuivering van antibiotica, aminozuren en vitaminen

Ontzilting en raffinage van sacchariden

Ontzilting en concentratie van kleurstoffen en tussenproducten

Voorbehandeling van zeewaterontzilting: verzacht zeewater, verwijdert calcium- en magnesiumhardheid en sulfaat, waardoor de stabiliteit van daaropvolgende omgekeerde osmose-operaties wordt verbeterd.

Vergelijking met andere membraantechnologieën

Membraan technologie	Membraanporiegrootte / MWCO	Bedrijfsdruk:	Retentie kenmerken:	Typische toepassingen
Microfiltratie (MF)	0,1~10μm	0,01~0,2 MPa	Zwevende vaste stoffen, bacteriën, algen	Voorbehandeling, verwijdering van troebelheid
Ultrafiltratie (UF)	0,01~0,1μm / 1~100kDa	0,1~0,5 MPa	Grote organische moleculen, virussen, colloïden	Verwijdering van macromoleculen, virusverwijdering
Nanofiltratie (NF)	0,001~0,01μm / 200~1000Da	0,5~1,5 MPa	Meerwaardige ionen, kleine organische moleculen, kleur	Verzachting, gedeeltelijke ontzilting, ontkleuring
Omgekeerde osmose (RO)	<0,001μm / <100Da	1,0~6,0 MPa	Bijna alle oplosbare zouten en organisch materiaal	Ontzilting, bereiding van zuiver water

Waarom voor ons kiezen?

Uitgebreide ervaring met waterzuiveringsprojecten: het leveren van honderden nanofiltratiesystemen voor hergebruik van industrieel afvalwater, ontharding van drinkwater en materiaalscheiding, met volwassen procesontwerpen.

Professionele selectie van membraanelementen: In samenwerking met gerenommeerde nationale en internationale membraanmerken kunnen we het optimale membraanmodel aanbevelen op basis van waterkwaliteit en hergebruiksdoelen, waarbij de investerings- en bedrijfskosten in evenwicht worden gebracht.

Geoptimaliseerd ontwerp voor een lager energieverbruik: Door gebruik te maken van zeer efficiënte hogedrukpompen, apparaten voor energieterugwinning en frequentieomvormers bespaart het systeem 15%~30% meer energie dan conventionele ontwerpen.

Volautomatische besturing: PLC+HMI met automatische spoeling, foutdiagnose en functies voor gegevensoverdracht op afstand, ter ondersteuning van onbeheerde werking.

Aangroeiwerend ontwerp: het configureren van geschikte voorbehandelings- en spoelschema's op basis van de waterkwaliteitskenmerken, waardoor de membraanreinigingscycli en de levensduur effectief worden verlengd.

Modulaire configuratie: gestandaardiseerde modules met een productiecapaciteit van 0,5~200 m³/u, die naar behoefte kunnen worden gecombineerd, waardoor gefaseerde investeringen en capaciteitsuitbreiding mogelijk worden.

Uitgebreide after-sales service: begeleiding bij membraanreiniging, diensten voor prestatieherstel, levering van reserveonderdelen op lange termijn en wereldwijde technische ondersteuning.

Markeringen: