一、納濾NF性能介紹

       納濾膜(Nanofiltration Membranes)是80年代末期問世的一種新型分離膜，其截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，約為200-2000，由此推測(cè)納濾膜可能擁有l(wèi)nm左右的微孔結(jié)構(gòu)，故稱之為"納濾"。納濾膜大多是復(fù)合膜，其表而分離層由聚電解質(zhì)構(gòu)成，因而對(duì)無機(jī)鹽具有一定的截留率。國外已經(jīng)商品化的納濾膜大多是通過界面縮聚及縮合法在微孔基膜上復(fù)合一層具有納米級(jí)孔徑的超薄分離層。

納濾膜能截留納米級(jí)(0.001微米)的物質(zhì)。納濾膜的操作區(qū)間介于超濾和反滲透之間，其截留有機(jī)物的分子量約為200-800MW左右，截留溶解鹽類的能力為20%-98%之間，對(duì)可溶性單價(jià)離子的去除率低于高價(jià)離子，納濾一般用于去除地表水中的有機(jī)物和色素、地下水中的硬度及鐳，且部分去除溶解鹽，在食品和醫(yī)藥生產(chǎn)中有用物質(zhì)的提取、濃縮。納濾膜的運(yùn)行壓力一般3.5-30bar。

納濾過程的關(guān)鍵是納濾膜。對(duì)膜材料的要求是:具有良好的成膜性、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)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，價(jià)格便宜且采用的納濾膜多為芳香族及聚酸氫類復(fù)合納濾膜。復(fù)合膜為非對(duì)稱膜，由兩部分結(jié)構(gòu)組成:一部分為起支撐作用的多孔膜，其機(jī)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(jī)理可用溶解擴(kuò)散理論進(jìn)行解釋。對(duì)于復(fù)合膜，可以對(duì)起分離作用的表皮層和支撐層分別進(jìn)行材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，可獲得性能優(yōu)良的復(fù)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(jià)低，組件內(nèi)流體力學(xué)條件好;但是這兩種膜組件的制造技術(shù)要求高，密封困難，使用中抗污染能力差，對(duì)料液預(yù)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(jià)高。因此，在納濾系統(tǒng)中多使用卷式膜組件。

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(guān)。不同的納濾膜對(duì)溶質(zhì)有不同的選擇透過性，如一般的納濾膜對(duì)二價(jià)離子的截留率要比一價(jià)離子高，在多組分混合體系中，對(duì)一價(jià)離子的截留率還可能有所降低。納濾膜的實(shí)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(guān)。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。

二、工作原理：

納濾分離作為一項(xiàng)新型的膜分離技術(shù)，技術(shù)原理近似機(jī)械篩分。是在壓力差推動(dòng)力作用下，鹽及小分子物質(zhì)透過納濾膜，而截留大分子物質(zhì)的一種液液分離方法，又稱低壓反滲透。納濾膜截留分子量范圍在200-1000MWCO，介于超濾和反滲透之間，主要用于溶液中大分子物質(zhì)的濃縮和純化。利用納濾對(duì)二價(jià)鹽有較高的截留率，對(duì)單價(jià)鹽有較高的透過率這一特性，對(duì)部分混鹽物料進(jìn)行分鹽處理。

三、NF膜設(shè)備主要參數(shù)：

標(biāo)準(zhǔn)脫鹽率：30-99.5%

透過水量：2400（9.1）gpd

耐壓等級(jí)：低壓納濾膜≤4.1MPA；高壓納濾膜≤8.0MPA

單支膜元件回收率：15%

運(yùn)行溫度：≤40℃

四、納濾NF應(yīng)用：

納濾分離愈來愈廣泛地應(yīng)用于電子、食品和醫(yī)藥等行業(yè)，諸如超純水制備、果汁高度濃縮、多肽和氨基酸分離、抗生素濃縮與純化、乳清蛋白濃縮、納濾膜-生化反應(yīng)器耦合等實(shí)際分離過程中。與超濾或納濾相比，納濾過程對(duì)單價(jià)離子和分子量低于200的有機(jī)物截留較差，而對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子及分子量介于200～500之間的有機(jī)物有較高脫除率，基于這一特性，納濾過程主要應(yīng)用于：

卷式納濾膜分離設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域

      （1） 日用化工廢水處理。NF膜耐酸 堿，有優(yōu)良的截留率，對(duì)重金屬有很好的去除率，不存在膜污染問題。

      （2）石油工業(yè)廢水處理。

 石油工業(yè)廢水主要包括石油開采和煉制過程中產(chǎn)生的含各種無機(jī)鹽和有機(jī)物的廢水，其成分 非常復(fù)雜，處理難度大。采用膜法特別是NF法與其他方法相給合，既可有效處理廢水還可以 回收有用物質(zhì)。

（3）殺蟲劑廢水處理。一般的水處理方法不能除去污染水中的低分子有機(jī)農(nóng)藥。NF膜對(duì)不含酚殺蟲劑的截留性能 ，除了二氯化物以外，其他殺蟲劑的截留 率均高于96.7%，所有殺蟲劑在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影響。采用NF處理含有酚 類殺蟲劑的廢水也十分有效。

（4） 化纖、印染工業(yè)廢水處理。NF可以用于印染過程排水中染料及助劑的脫除和回用。處 理染料聚合漿料時(shí)，由于大多數(shù)染料的分子量在幾百到幾千，NF膜可以讓一些無機(jī)鹽或小分 子通過，而對(duì)較大的染料分子進(jìn)行截取，粗染料漿液經(jīng)NF系統(tǒng)后，染料可以富集，而無機(jī)鹽 的濃度下降，脫鹽率大于98%，染料損失率小于0.1%，而且可以在高溫下運(yùn)行。此外，NF還 可以用于纖維加工過程中的含油廢水的處理及回收再利用。

（5）生活污水處理。采用常用的生物降解和化學(xué)氧化相結(jié)合的方法處理生活污水時(shí)，氧化 劑的消耗很大，殘留物多。如果在它們之間增加一個(gè)NF系統(tǒng)，讓能被微生物降解的小分子( 分子量小于100)通過，不能生物降解的有機(jī)大分子(分子量大于100)被截留下來經(jīng)化學(xué)氧化 后再生物降解，這樣就可以充分發(fā)揮生物降解的作用，節(jié)省氧化劑或活性炭的用量，降低最 終殘留物的含量。

（6）熱電廠二次廢水的治理及回收利用。熱電廠的二次廢水主要來自沖灰、除塵及冷卻系統(tǒng)，此類廢水中含有大量的懸浮固體、灰份 及高含量的鹽份和部分有機(jī)物。利用NF可以把這一類廢水處理成工業(yè)回用水。首先用微濾除 去水中的全部懸浮顆粒，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%的BOD、98%的COD、73%的總氮和17%的總磷，同時(shí)將 水中的菌落總數(shù)降到3～4個(gè)/L，然后加酸降低pH以除去CO2，最后再經(jīng)NF脫鹽，達(dá)到鍋 爐用水的質(zhì)量。

    （7）酸洗廢液處理。鋼廠的酸洗工序是將鋼材浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%左右的硫酸酸洗槽中進(jìn)行 酸洗。隨著酸洗的進(jìn)行，硫酸濃度逐漸降低，濃度不斷增高，當(dāng)溶液中硫酸的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)降至6%～8%、生成的濃度超過200～250 g/L時(shí)，酸洗速率下降，必須更 換酸洗液，排放酸洗廢液。酸洗好的鋼材必須用清水進(jìn)行沖洗以除去表面的酸性物質(zhì)，又造 成了廢酸水的外排。為了保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源，可采用NF工藝處理酸洗廢液。利用NF膜對(duì)硫 酸和截留率的不同，先將截留在濃縮液中，然后將濃縮液送入冷卻結(jié)晶罐， 冷卻結(jié)晶出FeSO4·7H2O；透過液再經(jīng)能截留硫酸的另一NF膜組件，截留后濃縮為20%的 硫酸，再生酸液回收利用，透過液則排至廢酸水站，進(jìn)一步處理排放或回收。這一工藝回收 了硫酸和，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了酸洗廢液的回收綜合利用和廢酸水達(dá)標(biāo)排放的目的。

（8）造紙廢水處理。采用NF膜技術(shù)替代傳統(tǒng)的化學(xué)處理 法能更為有效地除去深色木質(zhì)素。木漿漂白過程產(chǎn)生的氯化木質(zhì)素 是帶負(fù)電的，容易被帶負(fù)電性的NF膜截留，并且對(duì)膜不會(huì)產(chǎn)生污染。另外，因?yàn)檎?個(gè)處理過程中對(duì)陽離子(Na+)的脫除率并沒有嚴(yán)格要求，采用反滲透技術(shù)就顯得沒有必要 。采用超濾/納濾處理牛皮紙制造廢水有很好的效果。

（9）納濾分鹽。利用納濾膜對(duì)二價(jià)離子截留對(duì)單價(jià)離子不截留的特性，將二價(jià)鹽和單價(jià)鹽分開，變廢為寶，廢水中的混鹽通常是作為固廢或危廢處理的，在某些項(xiàng)目中可以利用納濾分鹽技術(shù)將二價(jià)硫酸鈉和單價(jià)氯化鈉分離開來（其它二價(jià)鹽和單價(jià)鹽也是可以分離開的），分別達(dá)到工業(yè)級(jí)的氯化鈉和固體。減少了固體處理費(fèi)用，同時(shí)也回收了有價(jià)值的鹽分。