納濾膜性質(zhì)特點及在水處理的應(yīng)用解析

納濾（NF）膜的研制與應(yīng)用較反滲透膜大約晚20年。20世紀70年代J·E·Cadotte研究NS-300膜，即為研究NF膜的開始。當時，以色列脫鹽公司用“混合過濾”（hybridfiltration）來表示介于反滲透與超濾之間的膜分離過程，稱為松散反滲透（loose RO）膜。后來美國的Filmtec公司把這種膜技術(shù)稱為納濾，一直沿用至今。之后，納濾技術(shù)發(fā)展得很快，膜組件于80年代中期商品化。目前，納濾技術(shù)已成為世界膜分離領(lǐng)域研究的熱點之一。

(1) 納濾膜定義

到目前為止，對納濾膜的準確定義、機制、特征等的認識還遠遠不充分。學術(shù)界比較統(tǒng)一的解釋納濾膜的定義包括以下七個方面：

① 納濾膜介于反滲透和超濾膜之間，其膜表面分離皮層可能具有納米級微孔結(jié)構(gòu)。

② 相對于反滲透膜NaCI的脫除率均在95%以上，一般將NaCI脫除率為90%以下的膜均可稱之為納濾膜。

③ 反滲透膜幾乎對所有溶質(zhì)都有很高的脫除率，而納濾膜只對特定的溶質(zhì)具有脫除率。

④ 納濾膜孔徑在1nm以上，一般1～2nm。

⑤ 主要去除一個納米左右的溶質(zhì)粒子，截留分子量在200～1000道爾頓。

⑥ 反滲透膜幾乎均為聚酰胺材質(zhì)，而納濾膜材料可采用多種材質(zhì)，如醋酸纖維素、醋酸-三醋酸纖維素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、芳香聚酰胺復(fù)合材料和無機材料等。

⑦ 一般納濾膜的表面形成高聚物電解質(zhì)因而常常有較強的負電荷性。

(2) 納濾原理 與超濾及反滲透等膜分離過程一樣，納濾也是以壓力差為推動力的膜分離過程，是一個不可逆過程。其分離機制可以運用電荷模型（空間電荷模型和固定電荷模型）、細孔模型以及近年來才提出的靜電排斥和立體阻礙模型等來描述。與其他膜分離過程比較，納濾的一個優(yōu)點是能截留透過超濾膜的小分子量的有機物，又能透析反滲透膜所截留的部分無機鹽——也就是能使“濃縮”與脫鹽同步進行。

NF膜分離需要的跨膜壓差一般為0.5～2.0MPa，比用反滲透膜達到同樣的滲透能量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透大得多，而在通量一定時，納濾所需的壓力則比反滲透的低很多。所以用納濾代替反滲透時，“濃縮”過程可更有效、快速地進行，并達到較大的“濃縮”倍數(shù)。一般來講，在使用納濾膜進行的膜分離過程中，溶液中各種溶質(zhì)的截留率有如下規(guī)律：

①隨著摩爾質(zhì)量的增加而增加；

②在給定進料濃度的情況下，隨著跨膜壓差的增加而增加；

③在給定壓力的情況下，隨著濃度的增加而下降；

④ 對于陰離子來說，按NO3-、CI-、OH -、SO42-、CO42-順序上升。

⑤ 對于陽離子來說，按H+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+順序上升。

(3) 納濾膜應(yīng)用 納濾膜的這些性能決定了其在飲水處理中特有的廣闊的應(yīng)用，簡述如下。

① 軟化：膜軟化水主要是利用納濾膜對不同價態(tài)離子的選擇透過特性而實現(xiàn)對水的軟化。膜軟化在去硬度的同時，還可以去除其中的濁度、色度和有機物，其出水水質(zhì)明顯優(yōu)于其他軟化工藝。而且膜軟化具有無須再生、無污染產(chǎn)生、操作簡單、占地面積省等優(yōu)點，具有明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。

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