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基本介紹

與其他壓力驅動型膜分離過程相比，出現較晚。它的出現可追溯到70年代末J.E. Cadotte的ＮＳ-3 0 0膜的研究，之后，納濾發展得很快，膜組器于80年代中期商品化。

納濾主要運用于飲用水和工業用水的純化，廢水凈化處理，工藝流體中有價值成份的濃縮等方面。納濾膜大多從反滲透膜衍化而來，如CA、CTA膜、芳族聚酰胺復合膜和磺化聚醚砜膜等。但與反滲透相比，其操作壓力更低，因此納濾又被稱作“低壓反滲透”或“疏松反滲透”（ Loose RO ）。

原理

源水 →源水泵 →機械過濾器 →活性炭過濾器 →精密過濾器 →高壓泵 →納濾主過濾系統

性能及應用

納濾在高于滲透壓力作用下，水分子和少部分溶解鹽通過選擇性半透膜，而其他的溶解及膠體、有機物、細菌、微生物等雜質隨濃水排出。適用于各種工藝水站的脫鹽、軟化和生化產品、特殊食品、染料等的精制。

應用發展

納濾分離作為一項新型的膜分離技術，技術原理近似機械篩分。但是納濾膜本體帶有電荷性。這是它在很低壓力下仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的重要原因。
納濾分離愈來愈廣泛地應用于電子、食品和醫藥等行業，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-生化反應器耦合等實際分離過程中。與超濾或反滲透相比，納濾過程對單價離子和分子量低于200的有機物截留較差，而對二價或多價離子及分子量介于200～500之間的有機物有較高脫除率，基于這一特性，納濾過程主要應用于水的軟化、凈化以及相對分子質量在百級的物質的分離、分級和濃縮（如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程產物的分級和濃縮）、脫色和去異味等。主要用于飲用水中脫除Ca、Mg離子等硬度成分、三鹵甲烷中間體、異味、色度、農藥、合成洗滌劑，可溶性有機物，及蒸發殘留物質。
隨著對環境保護和資源綜合利用認識的不斷提高，人們希望在治理廢水的同時實現有價物質的回收，比如：大豆乳清廢液中含有1%左右的低聚糖和少量的鹽，亞硫酸鹽法制備化纖漿和造紙漿過程出現的亞硫酸鈣廢液中含有2%～2.5%的六碳糖和五碳糖，制糖工業中出現的廢糖蜜中含有少量的鹽等等。
NF分離是一種綠色水處理技術，在某些方面可以替代傳統費用高，工藝繁瑣的污水處理方 法.其技術特點是:能截留分子量大于100的有機物以及多價離子，允許小分子有機物和單 價離子透過；可在高溫，酸，堿等苛刻條件下運行，耐污染；運行壓力低，膜通量高，裝置 運行費用低；可以和其他污水處理過程相結合以進一步降低費用和提高處理效果.在水處理 中，NF膜主要用于含溶劑廢水的處理，能有效地去除水中的色度，硬度和異味.NF膜以其特殊的分離性能已成功地應用于制糖，制漿造紙，電鍍，機械加工以及化工反應催化劑的回收等行業的廢水處理。

發展前景

NF膜對水中分子量為幾百的有機小分子具有分離性能，對色度，硬度和異味有很好的去除 能力，并且操作壓力低，水通量大，因而將在水處理領域發揮巨大的作用.目前，在NF膜 的制備，表征和分離機理方面，還有大量的技術問題需要解決，尚需要開發廉價而性能優良 的膜，并能提供給用戶各種準確的膜性能參數，這些都是納濾技術在廢水處理及其他應用中的關鍵.
納米TiO2光催化氧化技術介紹了納米科技特別是納米TiO2光催化氧化技術和納濾膜技術的原理及其在水處理中的作用及應用方法，認為嶄新的納米水處理技術的應用已為期不遠.納米科技研究在0.1～100 nm尺度范圍內物質具有的特殊 性能及如何利用這些性能.廣義上，納米材料是指在三維空間中，至少有一維達 到納米尺度范圍或以它們為基本單元所構成的材料.納米材料在機械性能，磁，光，電，熱 等方面與普通材料有很大的不同，它具有輻射，吸收，催化，吸附等新特性.許多科學家研 究了納米材料的這些特性及其對水體中的某些污染物的作用，表明納米科技 可能將使水處理技術發生突破性的變化.

相關介紹

試驗研究及應用情況

（1）日用化工廢水處理.用NF膜處理日用化工廢水的應用研究表明NF膜耐酸堿，有優良的截留率，對重金屬有很好的去除率，不存在膜污染問題.據估計，由于NF膜的運行費用低于反滲透技術，對有機小分子有良好的脫除率，可能會覆蓋90%以上的日用化工廢水處理。
（2）石油工業廢水處理。
石油工業廢水主要包括石油開采和煉制過程中產生的含各種無機鹽和有機物的廢水，其成分 非常復雜，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.例如，先用NF膜將原油廢水分離成富油的水相和無油的鹽水相，然后把富油 相加入到新鮮的供水中再進入洗油工序，這樣既回收了原油又節約了用水.以前多采用反滲 透 和相分離結合的方法處理石油工業廢水，但存在著膜污染嚴重的問題，如果在反滲透前加一NF膜，就可以解決膜污染的問題.石油工業的含酚廢水中主要含有苯酚，甲基酚,硝基酚以 及各類取代酚，此類物質的毒性很大，必須脫除后才能排放，若采用NF技術，不僅酚的脫除 率可達95%以上，而且在較低壓力下就能高效地將廢水中的鎘，鎳，汞，鈦等重金屬高價離子脫除，其費用比反滲透等方法低得多。
（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農藥.通過研究NF膜對不含酚殺蟲劑的截留性能發現除了二氯化物以外，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，由于大多數染料的分子量在幾百到幾千，NF膜可以讓一些無機鹽或小分 子通過，而對較大的染料分子進行截取，粗染料漿液經NF系統后，染料可以富集，而無機鹽 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氧化相結合的方法處理生活污水時，氧化 劑的消耗很大，殘留物多.如果在它們之間增加一個NF系統，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大分子（分子量大于100）被截留下來經化學氧化 后再生物降解，這樣就可以充分發揮生物降解的作用，節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，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物.利用NF可以把這一類廢水處理成工業回用水.首先用微濾除 去水中的全部懸浮顆粒，質量分數為99%的BOD,98%的COD,73%的總氮和17%的總磷，同時將水中的菌落總數降到3～4個/L，然后加酸降低pH以除去CO2，最后再經NF脫鹽，達到鍋爐用水的質量.澳大利亞太平洋熱電廠的Eraring發電站目前已用NF對此類廢水進行處理，每天處理1 000～15 000 m3廢水，既減輕了市政供水系統的負荷，每年又可為熱電廠節約 操作費用80萬美元.該熱電廠準備擴大發電規模，用水量也相應增大，估計到2010年，處理 此類廢水量將達5 000 m3/d，效益極其可觀。
（7）酸洗廢液處理.鋼廠的酸洗工序是將鋼材浸入質量分數為20%左右的硫酸酸洗槽中進行 酸洗.隨著酸洗的進行，硫酸濃度逐漸降低，硫酸亞鐵濃度不斷增高，當溶液中硫酸的質量 分數降至6%～8%，生成的硫酸亞鐵濃度超過200～250 g/L時，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行沖洗以除去表面的酸性物質，又造 成了廢酸水的外排.為了保護環境，節約資源，可采用NF工藝處理酸洗廢液.利用NF膜對硫 酸和硫酸亞鐵截留率的不同，先將硫酸亞鐵截留在濃縮液中，然后將濃縮液送入冷卻結晶罐，冷卻結晶出FeSO4·7H2O；透過液再經能截留硫酸的另一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，進一步處理排放或回收.這一工藝回收 了硫酸和硫酸亞鐵，同時實現了酸洗廢液的回收綜合利用和廢酸水達標排放的目的。
（8）造紙廢水處理.采用NF膜技術替代傳統的化學處理 法能更為有效地除去深色木質素.木漿漂白過程產生的氯化木質素 是帶負電的，容易被帶負電性的NF膜截留，并且對膜不會產生污染.另外,因為整個處理過程中對陽離子（Na+）的脫除率并沒有嚴格要求，采用反滲透技術就顯得沒有必要 .采用超濾/納濾處理牛皮紙制造廢水有很好的效果。