納濾技術(shù)概述

    膜分離技術(shù)被稱為“二十一世紀(jì)的水處理技術(shù)”，自70年代應(yīng)用于水處理領(lǐng)域后，得到了廣泛的研究和空前的發(fā)展，受到世界各國(guó)水處理工作者的普遍關(guān)注，開(kāi)展了不同水平。不同層次的理論研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用。在給水處理領(lǐng)域應(yīng)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(shù)以其特殊的優(yōu)勢(shì)，獲得了世界各國(guó)的水處理工作者的普遍關(guān)注，在水處理技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域取得了可喜的成績(jī)。

    納濾技術(shù)是從反滲透技術(shù)中分離出來(lái)的一種膜分離技術(shù)，是超低壓反滲透技術(shù)的延續(xù)和發(fā)展分支。一般認(rèn)為，納濾膜存在著納米級(jí)的細(xì)孔，且截留率大于95%的最小分子約為1mm，所以近幾年來(lái)這種膜分離技術(shù)被命名為：Nanofiltration，簡(jiǎn)稱：NF，中文譯為：納濾。在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)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(xué)者大谷敏郎曾對(duì)納濾膜的分離性能進(jìn)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(rèn)為是納濾膜[1]?，F(xiàn)在，納濾技術(shù)已經(jīng)從反滲透技術(shù)中分離出來(lái)，成為介于超濾和反滲透技術(shù)之間的獨(dú)立的分離技術(shù)，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水淡化、超純水制造、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域，成為膜分離技術(shù)中的一個(gè)重要的分支。

  納濾膜

    納濾過(guò)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、目前采用的納德膜多為芳香族及聚酸氫類復(fù)合納德膜。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)中多使用中空纖維式或卷式膜組件。

    在我國(guó)，對(duì)納濾過(guò)程的理論研究比較早，但對(duì)納濾膜的開(kāi)發(fā)尚處于初步階段。在美國(guó)、日本等國(guó)家，納濾膜的開(kāi)發(fā)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，達(dá)到了商品化的程度，如美國(guó)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(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛的商品化復(fù)合納濾膜。

    對(duì)于一般的反滲透膜，脫鹽率是膜分離性能的重要指標(biāo)，但對(duì)于納濾膜，僅用脫鹽率還不能說(shuō)明其分離性能。有時(shí)，納濾膜對(duì)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(guò)濾機(jī)理十分復(fù)雜。由于納德膜技術(shù)為新興技術(shù)，因此對(duì)納濾的機(jī)理研究還處于探索階段，有關(guān)文獻(xiàn)還很少。但鑒于納濾是反滲透的一個(gè)分支，因此很多現(xiàn)象可以用反滲透的機(jī)理模型進(jìn)行解釋。