纳滤在水处理中的研究

Posted 2023-01-14 反渗透

篇首语：满堂花醉三千客，一剑霜寒十四州。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了纳滤在水处理中的研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

纳滤（NF）是介于超滤（UF）和反渗透（RO）之间的一种新型膜分离技术。由于传统的反渗透分离需要消耗大量的能量，因此操作压力相对较低、同时拥有较大渗透通量的纳滤膜分离技术应运而生。

与反渗透和超滤相比，纳滤膜在应用中具有两个显著的特点：
（1）截留相对分子质量（MWCO）在200——1000之间，适宜于分离相对分子质量在200以上，大小约为１nm的溶解组分；
（2）具有离子选择性。由于膜表面或膜材料中常带有荷电基团，这些基团通过静电作用可产生 Donnan 效应，从而实现不同价态离子的分离，故有时纳滤也被称为“选择性反渗透”（Selective RO）。纳滤膜技术的独特性能使得它在许多领域具有其他膜技术无法替代的地位，它的出现不仅完善了膜分离过程，而且正在逐渐替代某些传统的分离方法。

商品化纳滤膜的材质主要包括：醋酸纤维素（CA），磺化聚砜（SPS），磺化聚醚砜（SPES），聚酰胺（PA），聚乙烯醇（PVA）等。下表是国外主要的NF膜组件性能。

鉴于纳滤膜特殊的传质分离特性，可将纳滤膜的应用归纳为3个方面：
（1）对单价盐截留率的要求并不是很高的场合；
（2）对不同价态离子的分离；
（3）对分子质量相对较高和相对较低的有机物的分离。

对地下水及地表水的处理：软化地下水；去除天然有机物与消毒副产物前驱体；纳滤膜对地下水中微量污染物的去除；对地下水中其他有毒物质的去除。

对工业废水的处理：在冶金工业废水处理方面，采用纳滤膜技术处理，不仅可以回收 90%以上的废水，而且可使重金属离子浓缩 10倍，浓缩后的重金属具有回收利用的价值。同时，纳滤也被应用于印染、造纸废水处理领域。

自问世以来，纳滤技术在理论和实际应用研究上取得了重大进展，但仍存在着诸多急待解决的问题。主要集中在以下几个方面：

（1）分离机理方面。总体来说，目前国际上对于纳滤膜的研究多集中在应用方面，而有关纳滤膜的传质机理等方面的研究还不够系统、全面、深入。

（2）膜性能的表征方面。现在的应用过程的选膜多是以实验为依托的，缺少更系统的理论依据，在今后的研究中，应该能够以定量的方法对所制备的高性能膜的膜性能进行预测，并面向应用过程使膜产品系列化，这不仅可以拓宽膜的应用范围，而且能够减少实验的工作量。

（3）膜的研制方面。主要是提高纳滤膜的选择性、耐溶剂、耐热、耐氧化和抗污染等性能，研发具有分离特定化学组成和分子质量物质的功能膜。在科学技术高速发展的今天，纳滤技术的基础理论研究和实用化都将取得十分惊人的进展，它的应用前景必将会更加广阔。