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納濾技術概述

膜分離技術被稱為“二十一世紀的水處理技術”，自70年代應用于水處理領域后，得到了廣泛的研究和空前的發(fā)展，受到世界各國水處理工作者的普遍關注，開展了不同水平。不同層次的理論研究和技術開發(fā)、應用。在給水處理領域應用最為廣泛的是一系列的低壓膜，如納濾膜、反滲透膜等。其中，納濾膜法水處理技術以其特殊的優(yōu)勢，獲得了世界各國的水處理工作者的普遍關注，在水處理技術的研究和開發(fā)領域取得了可喜的成績。

納濾技術是從反滲透技術中分離出來的一種膜分離技術，是超低壓反滲透技術的延續(xù)和發(fā)展分支。一般認為，納濾膜存在著納米級的細孔，且截留率大于95%的最小分子約為1mm，所以近幾年來這種膜分離技術被命名為：Nanofiltration，簡稱：NF，中文譯為：納濾。在過去的很長一段時間里，納濾膜被稱為超低壓反滲透膜(LPRO：LowPressureReverseOsmosis)，或稱選擇性反滲透膜或松散反滲透膜(LooseRO：LooseReverseOsmosis)。日本學者大谷敏郎曾對納濾膜的分離性能進行了具體的定義：操作壓力≤1.50mPa，截留分子量200～1000，NaCl的截留率≤90%的膜可以認為是納濾膜[1]。納濾技術已經(jīng)從反滲透技術中分離出來，成為介于超濾和反滲透技術之間的獨立的分離技術，己經(jīng)廣泛應用于海水淡化、超純水制造、食品工業(yè)、環(huán)境保護等諸多領域，成為膜分離技術中的一個重要的分支。

3納濾膜

納濾過程的關鍵是納濾膜。對膜材料的要求是：具有良好的成膜性、熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、機械強度高、耐酸堿及微生物侵蝕、耐氯和其它氧化性物質(zhì)、有高水通量及高鹽截留率、抗膠體及懸浮物污染，由兩部分結(jié)構組成：一部分為起支撐作用的多孔膜，其機理為篩分作用;另一部分為起分離作用的一層較薄的致密膜，其分離機理可用溶解擴散理論進行解釋。對于復合膜，可以對起分離作用的表皮層和支撐層分別進行材料和結(jié)構的優(yōu)化，可獲得性能優(yōu)良的復合膜。膜組件的形式有中空纖維、卷式、板框式和管式等。其中，中空纖維和卷式膜組件的填充密度高，造價低，組件內(nèi)流體力學條件好;但是這兩種膜組件的制造技術要求高，密封困難，使用中抗污染能力差，對料液預處理要求高。而板框式和管式膜組件雖然清洗方便、耐污染，但膜的填充密度低、造價高。因此，在納濾系統(tǒng)中多使用中空纖維式或卷式膜組件。

在我國，對納濾過程的理論研究比較早，但對納濾膜的開發(fā)尚處于初步階段。在美國、日本等國家，納濾膜的開發(fā)已經(jīng)取得了很大的進展，達到了商品化的程度，如美國Filmtec公司的NF系列納濾膜、日本日東電工的NTR-7400系列納濾膜及東麗公司的UTC系列納濾膜等都是在水處理領域中應用比較廣泛的商品化復合納濾膜。

對于一般的反滲透膜，脫鹽率是膜分離性能的重要指標，但對于納濾膜，僅用脫鹽率還不能說明其分離性能。有時，納濾膜對分子量較大的物質(zhì)的截留率反而低于分子量較小的物質(zhì)。納濾膜的過濾機理十分復雜。由于納德膜技術為新興技術，因此對納濾的機理研究還處于探索階段，有關文獻還很少。但鑒于納濾是反滲透的一個分支，因此很多現(xiàn)象可以用反滲透的機理模型進行解釋。關于反滲透的膜透過理論[2]有朗斯代爾、默頓等的溶解擴散理論;里德、布雷頓等的氫鍵理論;舍伍德的擴散細孔流動理論;洛布和索里拉金提出的選擇吸附細孔流動理論和格盧考夫的細孔理論等。

納濾膜的過濾性能還與膜的荷電性、膜制造的工藝過程等有關。不同的納濾膜對溶質(zhì)有不同的選擇透過性，如一般的納濾膜對二價離子的截留率要比一價離子高，在多組分混合體系中，對一價離子的截留率還可能有所降低。納濾膜的實際分離性能還與納濾過程的操作壓力、溶液濃度、溫度等條件有關。如透過通量隨操作壓力的升高而增大，截留率隨溶液濃度的增大而降低等。同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多技術文檔

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