納濾是一種介于反滲透和超濾之間的壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過(guò)程,納濾膜的孔徑范圍在幾個(gè)納米左右。與其他壓力驅(qū)動(dòng)型膜分離過(guò)程相比,出現(xiàn)較晚。它的出現(xiàn)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(fā)展得很快,膜組器于80年代中期商品化。納濾膜大多從反滲透膜衍化而來(lái),如CA、CTA膜、芳族聚酰胺復(fù)合膜和磺化聚醚砜膜等。
納濾(NF)用于將相對(duì)分子質(zhì)量較小的物質(zhì),如無(wú)機(jī)鹽或葡萄糖、蔗糖等小分子有機(jī)物從溶劑中分離出來(lái)。納濾又稱為低壓反滲透,是膜分離技術(shù)的一種新興領(lǐng)域,其分離性能介于反滲透和超濾之間,允許一些無(wú)機(jī)鹽和某些溶劑透過(guò)膜,從而達(dá)到分離的效果。
納濾設(shè)備的運(yùn)用:
① 軟化:膜軟化水主要是利用納濾膜對(duì)不同價(jià)態(tài)離子的選擇透過(guò)特性而實(shí)現(xiàn)對(duì)水的軟化。膜軟化在去硬度的同時(shí),還可以去除其中的濁度、色度和有機(jī)物,其出水水質(zhì)明顯優(yōu)于其他軟化工藝。而且膜軟化具有無(wú)須再生、無(wú)污染產(chǎn)生、操作簡(jiǎn)單、占地面積省等優(yōu)點(diǎn),具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
膜軟化在美國(guó)已很普遍,佛羅里達(dá)州近10多年來(lái)新的軟化水廠都采用膜法軟化,代替常規(guī)的石灰軟化和離子交換過(guò)程。近幾年來(lái),隨著納濾性能的不斷提高,納濾膜組件的價(jià)格不斷下降,膜軟化法在投資、操作、維護(hù)等方面已優(yōu)于或接近于常規(guī)法。
② 用于去除水中有機(jī)物:納濾膜在飲水處理中除了軟化之外,多用于脫色、去除天然有機(jī)物與合成有機(jī)物(如農(nóng)藥等)、三致物質(zhì)、消毒副產(chǎn)物(三鹵甲烷和鹵乙酸)及其前體和揮發(fā)性有機(jī)物,保證飲用水的生物穩(wěn)定性等。
三致物質(zhì)的去除:研究表明,納濾膜能夠去除水中大部分的有毒有害的有機(jī)物和Ames致突變物,使TA98及TA100菌株在各試驗(yàn)劑量下的致突比MR值均小于2 ,Ames試驗(yàn)結(jié)果呈陰性。進(jìn)一步的研究將要考察納濾技術(shù)對(duì)飲水中的內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的截留特性,為安全優(yōu)質(zhì)飲水提供依據(jù)。
消毒副產(chǎn)物及其前體物的去除:消毒副產(chǎn)物主要包括三鹵甲烷(THMs)、鹵乙酸(HAAs)和可能的三氯乙醛氫氧化物(CH)。國(guó)外的科技工作者在這方面已開展了廣泛的研究,納濾膜對(duì)這三種消毒副產(chǎn)物的前體物的平均截留率分別為97%、94%和86%。通過(guò)合適的納濾膜的選用, 可以使得飲用水水質(zhì)滿足更高的安全優(yōu)質(zhì)飲水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
消毒副產(chǎn)物及其前體物的去除:國(guó)外的科技工作者在這方面已開展了廣泛的研究,納濾膜對(duì)這三種消毒副產(chǎn)物的前體物的平均截留率分別為97%、94%和86%。通過(guò)合適的納濾膜的選用, 可以使得飲用水水質(zhì)滿足更高的安全優(yōu)質(zhì)飲水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
此外,納濾出水是低腐蝕性的,對(duì)飲用水管網(wǎng)的使用期和管道金屬離子的溶出有正面的影響,有利于保護(hù)配水系統(tǒng)的所有材科。試驗(yàn)表明采用必要后處理的納濾膜系統(tǒng)能夠使管網(wǎng)中鉛的溶解減少50%,同時(shí)使其他溶出的金屬離子濃度滿足飲水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的去除:對(duì)飲用水中痕量揮發(fā)性有機(jī)物具有較高的去除率。
在管道直飲水中的應(yīng)用: 納濾可以截留二價(jià)以上的離子和其他顆粒,所透過(guò)的只有水分子和一些一價(jià)的離子(如鈉、鉀、氯離子)。納濾可以用于生產(chǎn)直飲水,出水中仍保留一定的離子,并可降低處理費(fèi)用。