管道纳滤膜

与超滤及反渗透等膜分离过程一样，纳滤也是以压力差为推动力的膜分离过程，是一个不可逆过程。其分离机制可以运用电荷模型(空间电荷模型和固定电荷模型)、细孔模型以及近年来才提出的静电排斥和立体阻碍模型等来描述。与其他膜分离过程比较，纳滤的一个优点是能截留透过超滤膜的小分子量的有机物，又能透析反渗透膜所截留的部分无机盐——也就是能使“浓缩”与脱盐同步进行。

NF膜分离需要的跨膜压差一般为0.5～2.0MPa，比用反渗透膜达到同样的渗透能量所必须施加的压差低0.5～3MPa。在同等的外加压力下，纳滤的通量要比反渗透大得多，而在通量一定时，纳滤所需的压力则比反渗透的低很多。所以用纳滤代替反渗透时，浓缩过程可更有效、快速地进行，并达到较大的浓缩倍数。2100433B

管道直饮水是目前很多发达国家普遍采用的供水方式，采用国际先进的纳滤膜技术，将市政管网提供的自来水进行二次深度处理，去除水中的有毒有害物质，保留对人体健康的矿物质。主要应用于小区、机关、学校等纯水系统中，特别广泛应用于分质供水系统中。纳滤膜的这些性能决定了其在饮水处理中特有的广阔的应用。

管道纳滤膜 是脱盐的超低压芳香族聚酰胺复合膜元件。该膜对水中总有机碳类和有毒有害物质，如：杀虫剂、除草剂、三卤代烷前驱物有高度脱除效果。对一价离子的脱盐率相对较低仅为70-80%，所以能部分保留水中有益的成分。

到目前为止，对纳滤膜的准确定义、机制、特征等的认识还远远不充分。学术界比较统一的解释纳滤膜的定义包括以下几个方面：

1、纳滤膜孔径在1nm以上，一般1～2nm。

2、主要去除一个纳米左右的溶质粒子，截留分子量在200～1000道尔顿。

3、纳滤膜介于反渗透和超滤膜之间，其膜表面分离皮层可能具有纳米级微孔结构。

4、反渗透膜几乎均为聚酰胺材质，而纳滤膜材料可采用多种材质，如醋酸纤维素、醋酸-三醋酸纤维素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、芳香聚酰胺复合材料和无机材料等。

一般纳滤膜的表面形成高聚物电解质因而常常有较强的负电荷性。

(1) 纳滤膜定义 对纳滤膜的准确定义、机制、特征等的认识还远远不充分。学术界比较统一的解释纳滤膜的定义包括以下七个方面：

① 纳滤膜介于反渗透和超滤膜之间，其膜表面分离皮层可能具有纳米级微孔结构。

② 相对于反渗透膜NaCI的脱除率均在95%以上，一般将NaCI脱除率为90%以下的膜均可称之为纳滤膜。

③ 反渗透膜几乎对所有溶质都有很高的脱除率，而纳滤膜只对特定的溶质具有脱除率。

④ 纳滤膜孔径在1nm以上，一般1～2nm。

⑤ 主要去除一个纳米左右的溶质粒子，截留分子量在200～1000道尔顿。

⑥ 反渗透膜几乎均为聚酰胺材质，而纳滤膜材料可采用多种材质，如醋酸纤维素、醋酸-三醋酸纤维素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、芳香聚酰胺复合材料和无机材料等。

⑦ 一般纳滤膜的表面形成高聚物电解质因而常常有较强的负电荷性。

(2) 纳滤原理 与超滤及反渗透等膜分离过程一样，纳滤也是以压力差为推动力的膜分离过程，是一个不可逆过程。其分离机制可以运用电荷模型(空间电荷模型和固定电荷模型)、细孔模型以及近年来才提出的静电排斥和立体阻碍模型等来描述。与其他膜分离过程比较，纳滤的一个优点是能截留透过超滤膜的小分子量的有机物，又能透析反渗透膜所截留的部分无机盐——也就是能使“浓缩”与脱盐同步进行。

NF膜分离需要的跨膜压差一般为0.5～2.0MPa，比用反渗透膜达到同样的渗透能量所必须施加的压差低0.5～3MPa。在同等的外加压力下，纳滤的通量要比反渗透大得多，而在通量一定时，纳滤所需的压力则比反渗透的低很多。所以用纳滤代替反渗透时，“浓缩”过程可更有效、快速地进行，并达到较大的“浓缩”倍数。一般来讲，在使用纳滤膜进行的膜分离过程中，溶液中各种溶质的截留率有如下规律：

① 随着摩尔质量的增加而增加;

② 在给定进料浓度的情况下，随着跨膜压差的增加而增加;

③ 在给定压力的情况下，随着浓度的增加而下降;

④ 对于阴离子来说，按NO3ˉ、CIˉ、OHˉ、SO42ˉ、CO42ˉ 顺序上升。

⑤ 对于阳离子来说，按H 、Na 、K 、Ca2 、Mg2 、Cu2 顺序上升。

(3) 纳滤膜应用 纳滤膜的这些性能决定了其在饮水处理中特有的广阔的应用，简述如下。

① 软化：膜软化水主要是利用纳滤膜对不同价态离子的选择透过特性而实现对水的软化。膜软化在去硬度的同时，还可以去除其中的浊度、色度和有机物，其出水水质明显优于其他软化工艺。而且膜软化具有无须再生、无污染产生、操作简单、占地面积省等优点，具有明显的社会效益和经济效益。

膜软化在美国已很普遍，佛罗里达州近10多年来新的软化水厂都采用膜法软化，代替常规的石灰软化和离子交换过程。近几年来，随着纳滤性能的不断提高，纳滤膜组件的价格不断下降，膜软化法在投资、操作、维护等方面已优于或接近于常规法。

② 用于去除水中有机物：纳滤膜在饮水处理中除了软化之外，多用于脱色、去除天然有机物与合成有机物(如农药等)、三致物质、消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体和挥发性有机物，保证饮用水的生物稳定性等。2100433B