反渗透膜、微滤膜、超滤膜、纳滤膜的区别分析（四）

  （四）纳滤膜技术

1、纳滤（NF）原理  

纳滤（NF）是一种新型分子级膜分离技术，是目前世界膜分离领域研究的热点之一。

NF膜孔径在1nm以上，一般在1-2nm，对溶质的截留性能介于RO与UF膜之间；

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。NF膜能够去除二价、三价离子，Mn≥200的有机物，以及微生物、胶体、热源、病毒等。

纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷，这是它在很低压力下(仅0.5MPa)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，也是NF运行成本较低的主要原因。NF适合各种含盐水源，水利用率一般为百分之七十五，海水淡化时在百分之五十，没有酸碱废水排放。

2、纳滤膜在水处理中的应用

（1）纳滤膜在饮用水中的应用  

纳滤操作压力小，是饮用水制备和深度净化的科学工艺。  

目前，大多数城市的给水水源均受到不同程度的污染，而自来水厂的常规处理工艺对水中有机物去除率不高，当采用氯杀菌消毒时，氯又会与水中的有机物会生成卤代副产物。Peltier等 4年的跟踪研究表明：采用纳滤系统后水中的DOC降低到平均0.7mg C/L，出水余氯的含量由0.35mg/L降到0.1mg/L，网线中三卤甲烷(THMs)的形成比未采用纳滤系统时减少了百分之五十。另外，由于生物降解型溶解有机碳(BCOD)的减少，改进了产水的生物稳定性。  

纳滤技术能够去除绝大部分的Ca、Mg等离子，因此脱盐(desalination)是纳滤技术应用很多的领域。膜法水处理技术在投资、操作和维修及价格等方面与常规的石灰软化和离子交换过程相近，但具有无污泥、不需再生、完全除去悬浮物和有机物、操作简便和占地省等优点，应用实例较多。纳滤可以直接用于地下水、地表水和废水的软化，还可以作为反渗透(Reverse osmosis，RO)、太阳能光伏脱盐装置(Photovoltaic powered desalination system)等的预处理。

（2）纳滤膜在海水淡化中的应用  

海水淡化是指将含盐量为35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的饮用水。

（3）纳滤膜在废水处理中的应用

A、生活污水  

生活污水一般用生物降解/化学氧化法结合处理，但氧化剂的用量太大，残留物多。薛罡等采用微絮凝纤维球过滤.超滤.纳滤组合工艺对宾馆洗浴废水进行了小试试验。超滤出水水质可达到回用至宾馆厕所冲洗、绿化等环节的用水要求，纳滤出水水质可达到生活饮用水卫生标准(GB5749.85)，可以回用至宾馆洗衣、洗浴等用水要求更高的环节。

B、纺织、印染废水  

纺织废水中含有的染料很难用生物的方法去除，Hassani研究了酸性、活性、直接和分散染料水溶液的浓度、压力、总溶解性固体和无机盐含量等对纳滤膜截留性能的影响。

C、制革废水  

制革废水含有高浓度的有机物、硫酸盐和氯化物，酸洗工序的废液电导值达到75 mS/cm。Bes-Pia采用NF技术回收了制革废水，所得到的高浓度硫酸盐浓水回到酸洗段，而氯化物的产水打回裂化反应鼓。

D、电镀废水  

电镀工厂往往产生大量废液，尽管采取酸化、化学无害化、沉降和分离污泥等复杂处理步骤，产水含盐量高，不能重新回用。

E、造纸废水  

在纸浆和造纸业中，匀浆、漂白和造纸等工序都需要大量的水。实现水系统的(半)密闭循环是纸浆厂、造纸厂节约水资源降低排放量的科学途径。传统活性污泥法的产水中还含有部分有色化合物、微生物、抗体和少量的生物分解物，悬浮固体等，仅能被用于制造包装纸，不能用于其他纸的生产。另外，该法不能减少无机盐的含量。Koyuncu对比了水→纳滤以及造纸废水→活性污泥→纳滤两种处理工艺的实用性，实验表明：两种方法的出水质量相似，另一种方法的产水通量更好，出水可以用于其他纸类生产。但纳滤产水仍然含有一价盐，需要再增加低压反渗透装置脱除盐类才能保证循环水的质量。

（五）渗析和电渗析

1、 渗析

 渗析(Dialysis，简称D)是溶质在自身的浓度梯度作用下，从膜的上游传向膜的下游的过程。  

渗析被发现并研究的膜分离技术，但因为受到本身体系的限制，渗析过程进行缓慢，效率低下，渗析过程的选择性不高，因此渗析过程主要用于脱除含有多种溶质溶液中的低分子量组分，如血液渗析，即以渗析膜代替肾来去除尿素、肌酸酐、磷酸盐和尿酸等有毒的低分子量组分，以缓解肾衰竭和尿毒症患者的病情。

2、电渗析  

电渗析(Electrodialysis，简称ED)是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜对溶液中的阴阳离子的选择性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。