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膜

納濾膜NF-membrane

納濾膜的發(fā)展

納濾（NF）：截留分子里在150以上

。是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)

。

在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間里

，納濾膜被稱為超低壓反納濾膜（LPRO：Low Pressure Reverse Osmosis）

，或稱選擇性反滲透膜或松散反滲透膜（Loose RO： Loose Reverse Osmosis）。日本學(xué)者大谷敏郎曾對(duì)納濾膜的分離性能進(jìn)行了具體的定義：操作壓力≤1.50mPa

，截留分子里200～1000

，NaCI的截留率≤90％的膜可以認(rèn)為是納濾膜。現(xiàn)在

，納濾技術(shù)已經(jīng)從反滲透技術(shù)中分離出來(lái)

，成為介于超濾和反滲透技術(shù)之間的獨(dú)立的膜分離技術(shù)，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水淡化

、超純水制造

、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域

，成為膜分離技術(shù)中的一個(gè)重要的分支

。

納濾膜主要去除直徑為1個(gè)納米（nm）左右的溶質(zhì)粒子，截留分子量為100～1000

，在飲用水領(lǐng)域主要用于脫除三鹵甲烷中間體

、異味、色度

、農(nóng)藥

、合成洗滌劑可溶性有機(jī)物，Ca

、Mg等硬度成分及蒸發(fā)殘留物質(zhì)

。

納濾原理

是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程，是一個(gè)不可逆過(guò)程

。其分離機(jī)制可以運(yùn)用電荷模型（空間電荷模型和固定電荷模型）

、細(xì)孔模型以及近年來(lái)才提出的靜電排斥和立體阻礙模型等來(lái)描述。與其他膜分離過(guò)程比較

，納濾的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能截留透過(guò)超濾膜的小分子量的有機(jī)物

；又能透析反滲透所截留的部分無(wú)機(jī)鹽一一也就是能使“濃縮”與脫鹽同步進(jìn)行。

NF膜分離需要的跨膜壓差一般為0.5－2.0MPa

，比用反滲透膜達(dá)到同樣的滲透能里所必須施加的壓差低0.5－3Mpa

。在同等的外加壓力下，納濾的通量要比反滲大得多

，而在通里一定時(shí)

，納濾所需的壓力則比反滲透的低很多。所以用納濾膜進(jìn)行的膜分離過(guò)程中

，溶液中各種溶質(zhì)的截留庇有如下規(guī)律：

1.隨著摩爾質(zhì)里的增加而增加

；

2.在給定進(jìn)料濃度的情況下

，隨著跨膜壓差的增加而增加；

3.在給定壓力的情兄下

，隨著濃度的增加而下降

；

4.對(duì)于陰離子來(lái)說(shuō)，按NOЗ―

、Cr―

、OH―、SO42―

、CO42―順序上升

；

5.對(duì)于陽(yáng)離子來(lái)說(shuō)，接H?

、Na?

、K?、Ca2?

、Cu2?順序上升

。

膜材質(zhì)和主要產(chǎn)品

納濾膜的成膜材料基本上與反滲透村料相同。商品化納濾膜的膜材質(zhì)主要有以下幾種：醋酸纖維素（CA）

、磺化聚砜（SPS）

、磺化聚醚砜（SPES）和聚乙烯醇（PVA）等。無(wú)機(jī)材料制備的納濾膜目前也已商品化

。

納濾膜的制備工藝大致有以下幾種：相轉(zhuǎn)化法

、稀溶液涂層法、界面聚合法

、熱誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)化法

、化學(xué)改良法等，其中界面聚合法是制備納濾膜zui常用的方法

。無(wú)機(jī)材料納濾膜一般采用溶膠混凝法制備

。

表1所示是部分納濾膜的分離性能，可以看出

，不同納濾膜的分離性能不完全相同

。他們有一個(gè)共同點(diǎn)，即膜對(duì)單價(jià)離子的截留率低

，對(duì)硫酸根和蔗糖的截留率高

，膜對(duì)單價(jià)離子的截留率隨溶液濃度的增高而迅速下降。膜的這些特性受控于膜材料

、膜結(jié)構(gòu)形態(tài)和膜的表面性質(zhì)等

。

納濾膜組件

商業(yè)上的納濾膜組件大都為卷式組件，此外也有采用管式和中空纖維式的納濾膜組件。表2所示是部分納濾膜組件的性能

。

納濾膜有兩個(gè)特性：

1.對(duì)不同有機(jī)物組分的分離性能

，分子量的切割范圍約為200-1000；

2.膜表面負(fù)電荷對(duì)不同電荷和不同價(jià)態(tài)陰離子的Donnan點(diǎn)位不ー樣

。納濾膜的獨(dú)特性能決定了它的應(yīng)用范圍，適用于下述三種情兄下的物質(zhì)分離：

?對(duì)單價(jià)鹽分離的截留率要求不高

；

?要求進(jìn)行不同價(jià)態(tài)離子的分離

；

?要求對(duì)高分子里有機(jī)物與低分子量有機(jī)物進(jìn)行分離。

納濾膜的應(yīng)用

根據(jù)納濾膜的特性

，其主要應(yīng)用場(chǎng)合包括：

、軟化水處理

對(duì)苦咸水進(jìn)行軟化、脫鹽是納濾膜應(yīng)用的zui大市場(chǎng)

。

、飲用水中有害物質(zhì)的脫除

傳統(tǒng)的飲用水處理主要通過(guò)絮疑、沉降

、砂濾和加氯xiaodu來(lái)去除水中的懸浮物和菌體

，而對(duì)各種溶解性化學(xué)物質(zhì)的脫除作用很低。隨著水源的環(huán)境污染加劇和各國(guó)飲水標(biāo)準(zhǔn)的提高

，可脫除各種有機(jī)物和有害化學(xué)物質(zhì)的＂飲用水深度處理＂日益受到人們的重視

。目前的深度處理方法主要有活性碳吸附、臭氧處理和膜分離

。

、中水、廢水處理

中水一般指將大型建筑物（賓館

、寫字樓

、商場(chǎng)等）中排出的生活汚水處理后用于廁所沖洗等非飲用再利用水。納濾膜在各種工業(yè)廢水的應(yīng)用也很多實(shí)例

，如造紙漂白水處理等

。生活廢水中，納濾膜與生物處理（活性污泥）相結(jié)合也已進(jìn)入實(shí)用階段

。

、食品、飲料

、制藥行業(yè)

此領(lǐng)域中的納濾膜應(yīng)用十分活躍

，如各種蛋白質(zhì)、氨基酸

、維生素

、奶類、酒類、醬油

、調(diào)味品等的濃縮

、精制。

、化工工芝過(guò)程水溶液的濃縮

、分離，如化工

、染料的水溶液脫鹽處理

。

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