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納濾在水處理中的研究

中國污水處理工程網(wǎng) 時間:2010-8-17 10:17:30

污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本

納濾(NF)是介于超濾(UF)和反滲透(RO)之間的一種新型膜分離技術(shù)。由于傳統(tǒng)的反滲透分離需要消耗大量的能量,因此操作壓力相對較低、同時擁有較大滲透通量的納濾膜分離技術(shù)應(yīng)運而生。

與反滲透和超濾相比,納濾膜在應(yīng)用中具有兩個顯著的特點:
(1)截留相對分子質(zhì)量(MWCO)在200——1000之間,適宜于分離相對分子質(zhì)量在200以上,大小約為1nm的溶解組分;
(2)具有離子選擇性。由于膜表面或膜材料中常帶有荷電基團, 這些基團通過靜電作用可產(chǎn)生 Donnan 效應(yīng),從而實現(xiàn)不同價態(tài)離子的分離,故有時納濾也被稱為“選擇性反滲透”(Selective RO)。納濾膜技術(shù)的獨特性能使得它在許多領(lǐng)域具有其他膜技術(shù)無法替代的地位,它的出現(xiàn)不僅完善了膜分離過程,而且正在逐漸替代某些傳統(tǒng)的分離方法。

商品化納濾膜的材質(zhì)主要包括:醋酸纖維素(CA),磺化聚砜(SPS),磺化聚醚砜(SPES),聚酰胺(PA),聚乙烯醇(PVA)等。下表是國外主要的NF膜組件性能。

鑒于納濾膜特殊的傳質(zhì)分離特性,可將納濾膜的應(yīng)用歸納為3個方面:
(1)對單價鹽截留率的要求并不是很高的場合;
(2)對不同價態(tài)離子的分離;
(3)對分子質(zhì)量相對較高和相對較低的有機物的分離。

對地下水及地表水的處理:軟化地下水;去除天然有機物與消毒副產(chǎn)物前驅(qū)體;納濾膜對地下水中微量污染物的去除;對地下水中其他有毒物質(zhì)的去除。

對工業(yè)廢水的處理:在冶金工業(yè)廢水處理方面,采用納濾膜技術(shù)處理,不僅可以回收 90%以上的廢水,而且可使重金屬離子濃縮 10倍,濃縮后的重金屬具有回收利用的價值。同時,納濾也被應(yīng)用于印染、造紙廢水處理領(lǐng)域。

自問世以來,納濾技術(shù)在理論和實際應(yīng)用研究上取得了重大進展,但仍存在著諸多急待解決的問題。主要集中在以下幾個方面:

(1)分離機理方面?傮w來說,目前國際上對于納濾膜的研究多集中在應(yīng)用方面, 而有關(guān)納濾膜的傳質(zhì)機理等方面的研究還不夠系統(tǒng)、全面、深入。

(2)膜性能的表征方面,F(xiàn)在的應(yīng)用過程的選膜多是以實驗為依托的,缺少更系統(tǒng)的理論依據(jù),在今后的研究中,應(yīng)該能夠以定量的方法對所制備的高性能膜的膜性能進行預(yù)測,并面向應(yīng)用過程使膜產(chǎn)品系列化,這不僅可以拓寬膜的應(yīng)用范圍, 而且能夠減少實驗的工作量。

(3)膜的研制方面。主要是提高納濾膜的選擇性、耐溶劑、耐熱、耐氧化和抗污染等性能,研發(fā)具有分離特定化學(xué)組成和分子質(zhì)量物質(zhì)的功能膜。在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天,納濾技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究和實用化都將取得十分驚人的進展,它的應(yīng)用前景必將會更加廣闊。