纳滤膜技术：高效分离与低成本运行的奥秘

纳滤膜技术：高效分离与低成本运行的奥秘

1.纳滤膜技术

1.1 纳滤（NF）原理

纳滤（NF）是一种新型的分子膜分离技术，是目前国际膜分离领域的研究热点之一。纳滤膜孔径在1nm以上，一般为1-2nm；对溶质的截留性能介于RO膜和UF膜之间；RO膜对几乎所有溶质都有较高的去除率，而纳滤膜只对特定的溶质有较高的去除率。

纳滤膜可去除二价、三价离子，Mn≥200的有机物，以及微生物、胶体、热源、病毒等。纳滤膜的一大特点是膜体带电，这是它在很低的压力（仅0.5MPa）下仍有很高的脱盐性能，即使截留分子量为几百也能去除无机盐的重要原因，也是纳滤运行成本低的主要原因。纳滤适用于各种咸水水源，水利用率一般为75%~85%，海水淡化时为30%~50%，且无酸碱废水排放。

1.2纳滤膜在水处理中的应用

1.2.1纳滤膜在饮用水中的应用

纳滤操作压力低，是饮用水制备和深度净化的重要工艺。

目前大多数城市的供水水源均受到不同程度的污染，水厂常规处理工艺对水中有机物的去除率较低。使用氯消毒时，氯会与水中的有机物发生反应，生成卤代副产物。一项为期4年的跟踪研究表明，使用纳滤系统后，水中的DOC平均降低至0.7mgC/L，出水中余氯含量由0.35mg/L降至0.1mg/L，最终网管线中三卤甲烷（THMs）的生成量与未使用纳滤系统时相比减少了50%。此外，由于可生物降解的溶解有机碳（BCOD）的减少，产水的生物稳定性得到改善。

纳滤技术可以去除水中大部分的Ca、Mg等离子，因此海水淡化（）是纳滤技术应用最为广泛的领域。膜法水处理技术在投资、运行维护、价格等方面与常规的石灰软化、离子交换工艺相似，但具有无污泥、无需再生、可去除悬浮物和有机物、操作简单、占地面积小等优点，应用实例较多。纳滤可直接用于地下水、地表水和废水的软化，也可作为反渗透（RO）、太阳能光伏海水淡化装置（*tem）等的预处理。

1.2.2纳滤膜在海水淡化中的应用

海水淡化是指将含盐量500mg/L的海水淡化至500mg/L以下的饮用水的过程。

2.2.3纳滤膜在废水处理中的应用

（1）生活污水

生活污水一般采用生物降解/化学氧化相结合的方法处理，但氧化剂用量过大，残留多。薛刚等采用微絮凝纤维球过滤、超滤、纳滤相结合的工艺对酒店洗浴废水进行了小试，超滤出水水质可满足酒店冲厕、绿化等环节回用用水要求。纳滤出水水质可达到饮用水卫生标准（.85），可回用于酒店洗衣、洗浴等对用水要求较高的环节。

（2）纺织、印染废水

纺织废水中含有的染料难以用生物方法去除，研究了酸性、活性、直接和分散染料水溶液的浓度、压力、总溶解固体和无机盐含量对纳滤膜截留性能的影响。

（3）制革废水

制革废水含有高浓度的有机物、硫酸盐和氯化物，酸洗工序产生的废水电导率达到75mS/cm。Bes-Pia采用NF技术对制革废水进行回收利用，高浓度硫酸盐浓缩液返回酸洗工段，产生氯化物的水返回裂解反应罐。

（4）电镀废水

电镀厂经常会产生大量废水，虽然经过酸化、化学除毒、沉淀、污泥分离等复杂的处理步骤，但产出水含盐量较高，无法重复利用。

（5）造纸废水

制浆造纸工业中，均质、漂白、抄纸等工序都需要大量的水，实现水系统的（半）闭式循环是制浆造纸厂节约水资源、减少排放的好办法。传统活性污泥法产生的水也含有一些有色化合物、微生物、抗体及少量的难生物降解产物、悬浮物等，只能用来制造包装纸，不能用于生产较高档的纸张。另外该方法不能降低无机盐的含量。对净水→纳滤和造纸废水→活性污泥→纳滤两种处理工艺的实用性进行了比较。实验表明，两种方法的出水水质差不多，第二种方法的水通量更好，出水可用于高档纸张。 但纳滤出水中仍含有一定量的单价盐，需要增加低压反渗透装置除去盐类，以保证循环水的水质。