净水处理剂-纳滤膜实际用途

纳滤膜是20世纪90年代问世的新型分离膜，在其应用过程中具有两个显著恃征：一个是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，约为200~2000;另一个是纳滤膜的表面分离层由聚电解质所构成，对无机盐有一定的截留率。纳滤膜分离技术在饮用水生产方面正在发挥其独特的作用，比如，去除三氯甲烷中间体（加氯消毒时的副产物，为致癌物质）、低分子有机物、农药、激素、砷和重金属等有害物质，并且对金属等离子亦具有良好的去除效果。同时，纳滤膜分离过程还具有操作压力低、出減率高、浓缩水排放较反渗透稍等优点，出水的水质及其各项性能参数均非常令人满意，在去除有机物和杀虫剂方面。纳滤膜可填补超滤与反渗透之间的空白，它能截留透过超滤膜的那部分小分子量有机物，透析在反渗透膜中截留的无机盐。与微滤（MF)、超滤（UF)相比较，纳滤膜又具有对较低相对分子质量物质的截留能力，能有效去除许多中等相对分子质量的物质。

纳滤膜对水中无机和有机污染物都具有独特的分离特性，经纳滤膜处理过的水可以保留一部分人体所需的矿物质，因此纳滤膜技术可望成为21世纪饮用水制备的主要途径，市场前景非常广阔。

市政自来水厂面临水资源度増加的问题，饮用水中硝酸盐超量可导致6个月以下婴儿患缺铁血红蛋白。下水资源中由于土壤施肥等产生的农业废水排放而造成硝酸盐的积累和增加，其量经常接近甚至超过饮用水标准，采用纳滤膜可以部分去除硝酸盐。致密型纳滤膜对硝酸盐截留率较大，而疏松型纳滤膜则对硝酸盐截留率较小，甚至当水中存在其他阴离子时，对硝酸根的截留率可能会出现负值。

砷对人体的毒害是众所周知的，采用纳滤膜可以去除水中三价和五价砷。纳滤膜对中性分子磁形式存在的三价砷的空间位阻作用不大，而对离子形式存在的五价砷不仅有空间位阻作用还有静电排斥作用。

饮用水中氟化物量如果高于2mg/L会导致牙齿和骨骼氟中毒。采用纳滤膜氟离子有很好的截留率。饮用水水质标准中的其他无机污染物主要包括镉、铬（六价）、铜、铅、锰、汞、镍等，它们大多来源于工业废弃物泄漏和工业废水排放等。地下水流过含铀层时，水可能会溶解微量的铀，对含铀地下水进行处理的结果表明，纳滤膜具有很高的截留率，分别达到95%和98%,因此可以制备优质饮用水。常规水处理过程采用微滤和超滤膜去除水中重金属污染物，但在饮用水制备过程中，采用纳滤膜在去除无机盐和有机物的同时也可去除重金属污染物，因而更加经济可行。

地表及地下水中的有机污染物主要包括农药残留物、三氯甲烷及其中间体、激素以及天然有机物（NOM)等，这些有机物都是可溶于水的中性溶质，纳滤膜对中性溶质的截留分离性能主要取决于膜对它们的空间位阻效应或筛分效应。

纳滤膜因其对低分子量中性溶质分子的筛分作用，可以有效地去除地下水中的农药残留物，具有良好的截留效果。纳滤膜对除敌草隆以外的其他农药的截曲率均在90%以上；对敌草隆的截留率则低于70%。

随着工业和农业的发展，工业废水和农业排放废水进入地下使地下水中的有机物含量增加，这些有机物还容易与水处理过程中的氯反应生成致癌性的三卤化物。纳滤膜能够有效的去除这些有机物。利用纳滤膜脱除饮水中97%的有机卤，总有机碳（TOC)含量可降低90%以上。纳滤对处理二级废水非常有效、砂滤能减少在纳滤膜表面易结垢的有机物。而纳滤减少盐分、硬度、重金属和其他污染物，降低颜色深度，脱除大量的可溶性有机物质。

河水中TOC含量的季节性变化较大，在潮湿的夏季较高，而在干燥的冬季较低，TOC含量在4~28mg/L,因此采用地表水制备饮用水时有必要对TOC含量进行控制。减少饮用水中TOC含量的方法有两种，一种是生物处理法，另一种是纳滤膜处理法。与生物处理法相比，纳滤膜可以更加有效地降低TOC含量，但是由于TOC在膜表面和膜孔内的吸附产生严重的膜污染，导致膜带电性质发生变化，从而造成膜对部分无机盐的截留率降低。

纳滤膜最大的应用领域是饮用水的软化和有机物的脱除：由于膜容易被硅酸盐、锰以及铁离子所污染，所以在前处理过程中必须用过滤柱沉降这些溶盐，水通过纳滤膜分离过程，透过的水均已被纯化，进一步的消毒处理即可制成标准饮用水。"水软化膜"的操作压力为0.5~0.7MPa,能脱除85%~95%的硬度以及70%的单价离子，采用膜法的主要优点是无污泥，不需再生，可以完全除去悬浮物和有机物。操作简单和占地省等，在投资、操作和维修及价格等方面与常规法相近。

在金属加工和合金生产排废水中含有浓度相当高的重金属镍、铁、铜和锌等。采用纳滤膜技术，不仅可以回收90%以上的废水，使之纯化，而且同时使重金属离子含量浓缩10倍，浓缩后的重金属具有回收利用的价值。

纳滤可用于含油废水、含溶剂废水、含硫废水、含碱废水、含盐废水、含酚废水等，其废水成分十分复杂，处理起来就较困难，再用硝酸纤维素或聚偏氟乙烯、将其分离成富油的水相和无油的盐水相：将富油的水相加入到新鲜的供水中重新分离，可回收原油。

石化工业中有含有机溶剂的废水。过去常用反渗透和相分离联合处理该类废水，但经反渗透浓缩后往往达不到相分离点或使相分离点不稳定（相分离时间长），使相分离失败或在相分离槽中分离不完全，因而造成在返回循环系统时继续相分离而污染膜表面。为了防止这些现象的发生，就可在反渗透前加一纳滤来解决。

纸装厂冲洗水中含大量的污染物，纳滤膜可以替代吸附和电化学方法除去深色木质素和来自木浆漂白过程中产生的氯化木质素。采用UF/NF处理牛皮纸生产废水有很好的效果。用纳滤膜处理含有硫酸木质素等有机化合物的废水，所使用的膜通量甚至高于聚砜超滤膜的3倍，又能除去90%以上COD,高膜通量可能是由于带负电性的纳滤膜截留了带负电性的硫酸木质素，与UF膜相比，废水中的有机物对纳滤膜的污染要小。纳滤膜也用于在纤维加工过程中漂白所带来的废水处理，以控制污染物。有工业应用价值的膜不仅要求对染料有很高的截留率，而且对盐的脱除率也应足够高。纳滤膜（平均孔径2nm)的分离性能介于反渗透和超滤之间，允许一些无机盐和小分子有机物透过，既可分离大分子和小分子有机物，又可分离有机物和无机盐，并能使有机物浓缩。纳滤膜对好量为200~1000的有机物截留率很高，而大多数染科的分子量正好在这个范围内。同时，纳滤膜对小分子的截留率很低，允许无机盐和小分子中间体通过，可使染料脱盐、纯始浓缩同步完成。

在染料合成之后，采用适当型号的纳滤膜可有效截留液中的染料产品，而除去水、盐类及小分子等。可以极大地降低含盐量，而且染料浓度可提高到30%左右。

近年来，纳滤技术己用于处理难降解的有机物。

膜技术常用于回收具有高价值的VOCs,尤其是处理卤化碳氢化合物较其他技术更有优势。它既不会在蒸汽脱附中产生酸性物，又取消了破坏性技术中所需的后处理洗涤设备，并且无二次污染。

纳滤膜技术因其独特的性能，使得它在许多领域具有其他膜技术无法替代的地位，它的出现不仅完善了膜分离过程，而且大有替代某些传统分离方法的趋势。其应用己呈快速增长之势。随着对纳滤膜技术及相关过程的进一步研究和开发，它的应用前景将会更加广阔。

纳滤技术用于21世纪的水处理，为尽快地除去饮水中的全部有机物，保留无机物，发展高效去除水的纳滤膜，是纳滤技术发展的重要方向。

将膜分离技术与绿色氧化技术、生物技术联合用于难降解有机物的处理是一个颇有前途的研究及应用方向。