納濾水處理技術的應用

王幸

[摘 要]納濾（nanofiltration，NF）是一種介于超濾和反滲透之間的膜分離技術，在過濾過程中同時兼具物理孔隙產生的篩分效應和膜面電荷產生的道南效應作用。對水中大多數有機物和多價鹽離子有高截留率，對單價離子截留率較低，因而可以很好地將單價多價鹽選擇分離。相比較傳統的反滲透技術來說，它不僅可以截留對人體有益的元素，而且允許小分子通過，在保留對人體有益的微量元素的同時，也除去了消毒后水中的副產品或殘留物質等。因此在水處理中，納濾膜法具有不可比擬的優越性。尤其是近年來在飲用水軟化與凈化、污水深度處理與再生水生產、工業過程濃縮分離、海水淡化等方面得到了較為廣泛的應用。

[關鍵詞]納濾；水；應用

[中圖分類號]X52 [文獻標識碼]A

飲用水的安全問題是民生之根本，尤其是在人口眾多的國家，保障水質安全，維護公眾健康，是國家發展的必要前提。近年來，隨著科技的發展和進步，眾多科研成果的相繼問世，公眾對飲用水水質標準的要求不斷提高。納濾膜可高效用于去除水中的雜質和色度、降低TDS濃度。所以，納濾膜在小分子有機物分離、水質軟化、脫鹽等方面具有獨特的優勢。

1 應用方向和現狀

1.1 方向

由于納濾技術能選擇性分離單價多價鹽以及對小分子有高截留率等特點，使得納濾能夠滿足一些領域實現經濟且高效的分離目的。基于這些特點，納濾在飲用水的深度處理、海水淡化、食品工業、染料工業、醫用廢水、垃圾滲濾液等方面得到了廣泛的應用。

1.2 現狀

1.2.1 飲用水的深度處理

飲用水深度處理中，納濾膜不僅可以去除水中殘留農藥、殺蟲劑等和消毒副產物，截留水中的病原微生物和重金屬等有害離子，而且能夠在突發條件下保證最終供水水質的安全性和穩定性，滿足不同地區和人群的用水需求。尤其是對于經濟發達且水環境復雜的地區，選用納濾膜技術對飲用水進行深度處理可能是最為合適的選擇。

1.2.2 海水淡化

早在1988年Plummer就采用4英寸納濾膜NF-40開展了海水軟化的研究，SO42-去除率達98%，Ca2+去除率達70%左右（Plummer，1988）。納濾膜軟化能有效降低海水的硬度、總溶解固體（TDS）和有機物的含量，大大降低了CaSO4結垢的可能性，在海水淡化領域發揮著巨大的的應用潛力。海水淡化技術為解決水資源短缺問題提供了有效的途徑，因而納濾膜技術的應用就顯得尤為關鍵。

1.2.3 食品工業

食品工業廢水屬于高濃度重污染的工業廢水，它對環境的危害程度可見一斑。在食品工業中，已經可以較成功地處理乳清。在整個過程中，大分子有機物乳清被截留返回，繼續稀釋、脫鹽、濃縮，直到大部分溶液都可以通過納濾膜，此時溶液再進行二次處理，而稀釋后的乳清中的含鹽量被降到極低。

1.2.4 染料工業

紡織印染廢水中含有大量有毒性的染料類物質和重金屬物，而且一般的傳統處理工藝難以去除廢水中的色度物質。紡織印染行業中大量使用的染料物質分子量通常分布在700～1000Da范圍內，非常適于選用納濾膜技術處理。采用納濾技術對工業中的廢水進行處理，不僅提高了染料的強度，而且增強了染料的色度，使其更加光彩奪目。

1.2.5 醫用廢水

近年來 ，自然水體中存在的合成藥物對人類的危害愈來愈受到人們的重視 ， 部分藥物中抗生素的濃度極高，若將這些廢水排放至自然水體中，將極大地威脅人類及水生生物的健康，其產生的后果無法估量。目前來看已經取得了一些進展。程愛華等用芳香聚酰胺復合納濾膜來去除水中類固醇類雌激素，試驗結果表明，納濾技術能有效去除水中微量類固醇類雌激素，平均截留率達90%以上。王健行等對納濾膜在制藥廢水深度處理與回用中的適用性做了實驗室小試膜材料篩選、操作參數優化以及中試試驗研究，結果表明運用MBR-NF雙膜法系統處理制藥廢水二級生化出水可以實現對水中殘留抗生素的高效截留（>95%）。

1.2.6 垃圾滲濾液

垃圾滲濾液是一種成分復雜、有機物濃度極高的廢水， 若不加以處理而直接排入環境，會對水體造成嚴重的污染。目前，國外一般多采用一級超濾及二級反滲透的聯合處理方法深度處理垃圾滲濾液，但是反滲透方法存在著一些弊端，其動力消耗大，運行成本高。納濾出水水質雖然不及反滲透，但相比而言，納濾的能耗低，而且水的回收率較高，因為可作為一種主體的處理工藝而具有非常廣闊的應用前景。

2 展望

隨著科學技術的進步，納濾膜技術在水處理中已經得到廣泛的應用 。但與此同時，納濾膜在工業應用中也受到了一些缺點和不足的限制，包括膜污染問題、不夠徹底的分離效果等。隨著研究人員對納濾膜傳質機理、新型膜材料的研發、膜組件設計構型的優化以及過濾過程的模擬控制研究的深入，新的發現和成果將會有力地推動納濾膜在更多的行業和領域應用中實現突破和進展。

[參考文獻]

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[2] 李露，徐國榮，邵天寶，潘春佑，劉筱昱，薛喜東.海水淡化納濾工藝的性能模擬與優化[J].凈水技術，2017（10）.