一、什么是納濾膜？
納濾膜的一個(gè)很大特征是膜本體帶有電荷。這是它在很低壓力下具有較鎬除鹽性能和截留相對(duì)分子質(zhì)量為數(shù)百的物質(zhì)，也可脫除無(wú)機(jī)鹽的重要原因。
目前納濾膜多為薄層復(fù)合膜和產(chǎn)對(duì)稱合金膜，納濾膜有如下特點(diǎn)。
（1）NF膜主要去除直徑為1nm左右的溶質(zhì)粒子，故被命名為“納濾膜”，截留物相對(duì)分子質(zhì)量為200-1000。
（2）NF膜對(duì)二價(jià)或高價(jià)離子，特別是陰離子的截留率比較高，可大于98%，而對(duì)一價(jià)的截留率一般低于90%。
（3）NF膜的操作壓力低，一般為0.7MPa左右，最低的為0.3MPa。
（4）NF膜多數(shù)為荷電膜，因此，其截留特性不僅取決于膜孔大小，而且還有膜靜電作用。
二、什么是微濾？
微濾（MF）又稱為微孔過(guò)濾，它屬于精密過(guò)濾，其基本原理是篩分過(guò)程。在靜壓差作用下濾除0.1-10μm的微粒，操作壓力為0.7-7kPa。除此以外，還有膜表面層的吸附截留和架橋截留，以及膜內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)中截留。
微濾操作有死端過(guò)濾和錯(cuò)流過(guò)濾兩種方式。
在死端過(guò)濾時(shí)，溶劑和小于膜孔的溶質(zhì)在壓力驅(qū)動(dòng)下透過(guò)膜，大于膜孔的顆粒被截留，通常堆積在膜面上。隨著操作時(shí)間的增加，膜面上堆積的顆粒越來(lái)越多，膜的滲透率將下降，這時(shí)必須停下來(lái)清洗膜表面的污染層或更換膜。錯(cuò)流過(guò)濾是在壓力推動(dòng)下液平行于膜面流動(dòng)，與死端不同的是料液流經(jīng)膜面時(shí)會(huì)把膜面上的滯留物帶走，從而使污染層保持在一個(gè)較薄的水平。近年來(lái)微濾的錯(cuò)流操作技術(shù)發(fā)展很快，在許多領(lǐng)域有代替死端過(guò)濾的趨勢(shì)。
目前市場(chǎng)上微孔濾膜的材質(zhì)可分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類。有機(jī)聚合物有纖維素酯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺、聚丙烯等很多品種。但由于聚合物材料固有的局限性，使得有機(jī)材質(zhì)的微孔膜不能在某些極端條件下應(yīng)用，而無(wú)機(jī)膜有良好的化學(xué)熱穩(wěn)定性，它的孔徑可以被很好地控制在較窄的范圍內(nèi)，所以人們把注意力轉(zhuǎn)向了陶瓷、金屬等無(wú)機(jī)材料。
微濾膜廣泛應(yīng)用于制藥行業(yè)的除菌過(guò)濾和電子工業(yè)用高純水的制備。隨著水資源的日趨緊張及社會(huì)生活水平的提高，苦咸水－海水淡化的預(yù)處理，以及飲用水生產(chǎn)和城市污水處理是微濾技術(shù)的潛在市場(chǎng)。
三、膜分離技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用情況如何？
膜分離技術(shù)的微孔過(guò)濾（MF）、超濾（UF）、反滲透（RO）、納濾（NF）、電滲析（ED）、膜蒸餾（MD）以及無(wú)機(jī)膜等在水處理方面的應(yīng)用情況如下。
（1）微孔過(guò)濾 微孔過(guò)濾屬于精密過(guò)濾，是濾除0.1-10μm微粒的過(guò)濾技術(shù)。在水處理的應(yīng)用領(lǐng)域和狀況見(jiàn)下表。
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領(lǐng) 域 |
應(yīng) 用 狀 況 |
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高純水的制備 |
小型的無(wú)流動(dòng)微濾器被廣泛用于高純水的分水系統(tǒng)。是目前微濾應(yīng)用的第二大市場(chǎng) |
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城市污水處理 |
費(fèi)用可低于超濾。能除去病毒。目前經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)上還存在一些問(wèn)題 |
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飲用水的生產(chǎn) |
若市場(chǎng)能順利接受，其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于砂濾。大規(guī)模應(yīng)用將取代氯氣消毒法 |
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工業(yè)廢水的處理 |
含油廢水處理等 |
（2）超濾 在水處理中UF分離技術(shù)是分子級(jí)的，能截留水中大分子溶質(zhì)。在水處理的應(yīng)用情況見(jiàn)下表。
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應(yīng) 用 領(lǐng) 域 |
應(yīng) 用 狀 況 |
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高純水的制備 |
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城市污水處理： 家庭污水處理 |
在旅館、辦公樓、住宅樓已被采用。在新建的500戶以上大的住宅樓有可能實(shí)現(xiàn)小規(guī)模的水循環(huán)，即用超濾處理過(guò)的生活污水沖洗廁所等，可減少40%的家庭用水 |
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陰溝污水處理 飲用水的生產(chǎn) |
正處于與其他非膜技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)之中。經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)是主要障礙 水得率比較低，如不解決好將面臨納濾的競(jìng)爭(zhēng)和可能的限制 |
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工業(yè)廢水的處理 |
造紙和含油廢水處理等 |
（3）反滲透 最早應(yīng)用的反滲透膜醋酸纖維素和芳香聚酰胺非對(duì)稱膜是按照海水和苦咸水除鹽要求開(kāi)發(fā)的，對(duì)NaCl的截留率高達(dá)99.5%以上，操作壓力高達(dá)10.5MPa，稱之為高壓RO，以后開(kāi)發(fā)的一些高壓RO復(fù)合膜使海水反滲透除鹽的操作壓力可降至6.5MPa。1995年以后開(kāi)發(fā)的低壓RO膜可在1.4-2MPa下進(jìn)行苦咸水除鹽，對(duì)NaCl的截流率仍高達(dá)99%以上。
RO技術(shù)于20世紀(jì)80年代初在我國(guó)得到應(yīng)用，首先用于電子工業(yè)超純水及飲料業(yè)用水的制備，而后用于電廠用水處理，20世紀(jì)90年代起在飲用水處理方面獲得普及，應(yīng)用情況如下表。
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應(yīng) 用 領(lǐng) 域 |
應(yīng) 用 狀 況 |
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海水和苦咸水淡化 |
這是RO技術(shù)應(yīng)用規(guī)模最大，技術(shù)也相對(duì)比較成熟的領(lǐng)域，到1995年12月，全世界RO淡化工廠產(chǎn)水量達(dá)7293079m3/d，占總淡化生產(chǎn)量的35%，占當(dāng)年世界淡化市場(chǎng)88%。建于沙特阿拉伯Jeddah市的世界最大的海水反滲透工廠，二期工程總生產(chǎn)能力達(dá)到2×56800m3/d，RO技術(shù)將成為21世紀(jì)淡化技術(shù)的主要方法 |
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超純水生產(chǎn) 純凈水生產(chǎn) 鍋爐用水軟化 |
反滲透裝置是超純水和純凈水生產(chǎn)中的主要設(shè)備。用膜法生產(chǎn)電子工業(yè)半導(dǎo)體生產(chǎn)用的超純水有流程簡(jiǎn)單、水質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)。美國(guó)電子工業(yè)已有90%以上用反滲透和離子交換樹(shù)脂結(jié)合的工藝生產(chǎn)超純水。用反滲透膜技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的離子交換技術(shù)生產(chǎn)熱電廠、化工廠、石化廠及其他鍋爐用水是一種必然趨勢(shì)。這三方面應(yīng)用的前景都很好 |
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廢水處理 工業(yè)廢水處理 市政府水處理 |
對(duì)廢水排放來(lái)說(shuō)，反滲透、納濾等膜技術(shù)是極佳的選擇。但工業(yè)廢水成分復(fù)雜，往往給反滲透膜和操作帶來(lái)困難。下面列舉幾個(gè)已成功用于生產(chǎn)，國(guó)外處理鍍鎳廢水的反滲透裝置已有幾百套，規(guī)?？蛇_(dá)2300m3/d，有較好應(yīng)用前景。從金屬加工中所形成的含油廢水中回收乳化油及水，可采用UF或RO進(jìn)行深度處理，在許多國(guó)家都有工業(yè)應(yīng)用，裝置能力可達(dá)2500L/h，有一定應(yīng)用前景。將NF，RO等膜技術(shù)與生物處理、絮凝、沉降等技術(shù)結(jié)合處理城市廢水，可提高出水水質(zhì) |
（4）納濾 納濾膜的傳遞性能介于RO與UF之間。是在反滲透膜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，它的截留相對(duì)分子200-1000質(zhì)量。對(duì)NaCl的截留率一般只有40%-90%，但對(duì)二價(jià)離子特別是陰離子截留率＞99%，NF膜對(duì)一價(jià)、二價(jià)陰離子截留率上的差別，使NF膜在低價(jià)和高價(jià)離子的分離方面有獨(dú)特功能，所以納濾更適合用于水的凈化和軟化以及某些工業(yè)廢水、市政府水的處理。
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