一、什么是納濾膜？
納濾膜的一個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分子質(zhì)量為數(shù)百的物質(zhì)，也可脫除無機鹽的重要原因。
目前納濾膜多為薄層復合膜和產(chǎn)對稱合金膜，納濾膜有如下特點。
（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”，截留物相對分子質(zhì)量為200-1000。
（2）NF膜對二價或高價離子，特別是陰離子的截留率比較高，可大于98%，而對一價的截留率一般低于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）又稱為微孔過濾，它屬于精密過濾，其基本原理是篩分過程。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。
微濾操作有死端過濾和錯流過濾兩種方式。
在死端過濾時，溶劑和小于膜孔的溶質(zhì)在壓力驅(qū)動下透過膜，大于膜孔的顆粒被截留，通常堆積在膜面上。隨著操作時間的增加，膜面上堆積的顆粒越來越多，膜的滲透率將下降，這時必須停下來清洗膜表面的污染層或更換膜。錯流過濾是在壓力推動下液平行于膜面流動，與死端不同的是料液流經(jīng)膜面時會把膜面上的滯留物帶走，從而使污染層保持在一個較薄的水平。近年來微濾的錯流操作技術(shù)發(fā)展很快，在許多領(lǐng)域有代替死端過濾的趨勢。
目前市場上微孔濾膜的材質(zhì)可分為有機和無機兩大類。有機聚合物有纖維素酯、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，使得有機材質(zhì)的微孔膜不能在某些極端條件下應用，而無機膜有良好的化學熱穩(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、金屬等無機材料。
微濾膜廣泛應用于制藥行業(yè)的除菌過濾和電子工業(yè)用高純水的制備。隨著水資源的日趨緊張及社會生活水平的提高，苦咸水－海水淡化的預處理，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。
三、膜分離技術(shù)在水處理方面的應用情況如何？
膜分離技術(shù)的微孔過濾（MF）、超濾（UF）、反滲透（RO）、納濾（NF）、電滲析（ED）、膜蒸餾（MD）以及無機膜等在水處理方面的應用情況如下。
（1）微孔過濾 微孔過濾屬于精密過濾，是濾除0.1-10μm微粒的過濾技術(shù)。在水處理的應用領(lǐng)域和狀況見下表。
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領(lǐng) 域 |
應 用 狀 況 |
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高純水的制備 |
小型的無流動微濾器被廣泛用于高純水的分水系統(tǒng)。是目前微濾應用的第二大市場 |
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城市污水處理 |
費用可低于超濾。能除去病毒。目前經(jīng)濟性和技術(shù)上還存在一些問題 |
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飲用水的生產(chǎn) |
若市場能順利接受，其經(jīng)濟性優(yōu)于砂濾。大規(guī)模應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)是分子級的，能截留水中大分子溶質(zhì)。在水處理的應用情況見下表。
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應 用 領(lǐng) 域 |
應 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現(xiàn)小規(guī)模的水循環(huán)，即用超濾處理過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)的競爭之中。經(jīng)濟性和技術(shù)是主要障礙 水得率比較低，如不解決好將面臨納濾的競爭和可能的限制 |
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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 最早應用的反滲透膜醋酸纖維素和芳香聚酰胺非對稱膜是按照海水和苦咸水除鹽要求開發(fā)的，對NaCl的截留率高達99.5%以上，操作壓力高達10.5MPa，稱之為高壓RO，以后開發(fā)的一些高壓RO復合膜使海水反滲透除鹽的操作壓力可降至6.5MPa。1995年以后開發(fā)的低壓RO膜可在1.4-2MPa下進行苦咸水除鹽，對NaCl的截流率仍高達99%以上。
RO技術(shù)于20世紀80年代初在我國得到應用，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90年代起在飲用水處理方面獲得普及，應用情況如下表。
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應 用 領(lǐng) 域 |
應 用 狀 況 |
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海水和苦咸水淡化 |
這是RO技術(shù)應用規(guī)模最大，技術(shù)也相對比較成熟的領(lǐng)域，到1995年12月，全世界RO淡化工廠產(chǎn)水量達7293079m3/d，占總淡化生產(chǎn)量的35%，占當年世界淡化市場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)能力達到2×56800m3/d，RO技術(shù)將成為21世紀淡化技術(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)半導體生產(chǎn)用的超純水有流程簡單、水質(zhì)優(yōu)良等特點。美國電子工業(yè)已有90%以上用反滲透和離子交換樹脂結(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。這三方面應用的前景都很好 |
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廢水處理 工業(yè)廢水處理 市政府水處理 |
對廢水排放來說，反滲透、納濾等膜技術(shù)是極佳的選擇。但工業(yè)廢水成分復雜，往往給反滲透膜和操作帶來困難。下面列舉幾個已成功用于生產(chǎn)，國外處理鍍鎳廢水的反滲透裝置已有幾百套，規(guī)模可達2300m3/d，有較好應用前景。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進行深度處理，在許多國家都有工業(yè)應用，裝置能力可達2500L/h，有一定應用前景。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，它的截留相對分子200-1000質(zhì)量。對NaCl的截留率一般只有40%-90%，但對二價離子特別是陰離子截留率＞99%，NF膜對一價、二價陰離子截留率上的差別，使NF膜在低價和高價離子的分離方面有獨特功能，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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