反渗透、纳滤膜及其在水处理中的应用

 　　纳滤(NF)膜早期称为松散反渗透(Loose RO)膜，是80年代初继典型的反渗透(RO)复合膜之后开发出来的。其准确定义到目前为止，学术界还没有一个统一的解释，这里暂表达为：

　　1. NF膜介于RO与UF膜之间，对NaCl的脱除率在90%以下，RO膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率，但NF膜只对特定的溶质具有高脱除率;

　　2. NF膜主要去除直径为1纳米(nm)左右的溶质粒子，截留分子量为100~1000，在饮用水领域主要用于脱除三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂、可溶性有机物、Ca、Mg等硬度成分及蒸发残留物质。

　　纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。例如日东电工的NTR-7450为负电荷膜。

　　鉴于国内许多科研及使用单位对纳滤膜不如反渗透膜那样熟悉，现将国外主要的纳滤膜及其性能，以供参考。

  　　软化水处理

　　对苦咸水进行软化、脱盐是纳滤膜应用的最大市场。在美国目前已有超过40万吨/日规模的纳滤膜装置在运转，大型装置多数分布在佛罗里达半岛，其中最大的两套装置规模分别为3.8万吨/日(1989年)和3.6万吨/日(1992年)，这两套装置均为Hydranautics公司承建，使用聚乙烯醇材质的PVD1膜。Film tec公司的NF-70膜也在多套万吨/日以上的大型装置中获得了成功应用。

　　饮用水中有害物质的脱除

　　传统的饮用水处理主要通过絮凝、沉降、砂滤和加氯消毒来去除水中的悬浊物和细菌，而对各种溶解性化学物质的脱除作用很低。随着水源的环境污染加剧和各国饮水标准的提高，可脱除各种有机物和有害化学物质的“饮用水深度处理”日益受到人们的重视。目前的深度处理方法主要有活性碳吸附、臭氧处理和膜分离。膜分离中的微滤(MF)和超滤(UF)因不能脱除各种低分子物质，故单独使用时不能称之为深度处理。纳滤膜由于本身的性能特点，故十分适用于深度处理。美国环保局(FDA)曾用大型装置证实了纳滤膜脱除有机物、合成化学物的实际效果。日本也曾于1991~1996年组织国家攻关项目“MAC21”(Membrane Aqua Century 21)开发膜法水净化系统。该项目的前三年侧重于微滤/超滤膜的固液分离，

　　后三年重点开发以纳滤膜为核心，以脱除砂滤法不能脱除的溶解性微量有机污染物为目的的饮水深度净化系统。大量工业装置的运行实践表明，纳滤膜可用于脱除河水及地下水中含有三卤甲烷中间体THM(加氯消毒时属致癌物质的副产物)、低分子有机物、农药、异味物质、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质。

　　中水、废水处理

　　中水一般指将大型建筑物(宾馆、写字楼、商场等)中排出的生活污水处理后用于厕所冲洗等非饮用再利用水，在中水领域的膜利用，日本作了很多的工作。

　　纳滤膜在各种工业废水的应用也有很多实例，如造纸漂白废水处理等。生活废水中，纳滤膜与生物处理(活性污泥)相结合也已进入实用阶段。

　　食品、饮料、制药行业

　　此领域中的纳滤膜应用十分活跃，如各种蛋白质、氨基酸、维生素、奶类、酱油、调味品等的浓缩、精制。

　　化工工艺过程水溶液的浓缩、分离，如化工、染料的水溶液脱盐处理。