一、納濾NF性能介紹

       納濾膜(Nanofiltration Membranes)是80年代末期問世的一種新型分離膜，其截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，約為200-2000，由此推測納濾膜可能擁有lnm左右的微孔結構，故稱之為"納濾"。納濾膜大多是復合膜，其表而分離層由聚電解質構成，因而對無機鹽具有一定的截留率。國外已經商品化的納濾膜大多是通過界面縮聚及縮合法在微孔基膜上復合一層具有納米級孔徑的超薄分離層。

納濾膜能截留納米級(0.001微米)的物質。納濾膜的操作區間介于超濾和反滲透之間，其截留有機物的分子量約為200-800MW左右，截留溶解鹽類的能力為20%-98%之間，對可溶性單價離子的去除率低于高價離子，納濾一般用于去除地表水中的有機物和色素、地下水中的硬度及鐳，且部分去除溶解鹽，在食品和醫藥生產中有用物質的提取、濃縮。納濾膜的運行壓力一般3.5-30bar。

納濾過程的關鍵是納濾膜。對膜材料的要求是:具有良好的成膜性、熱穩定性、化學穩定性、機械強度高、耐酸堿及微生物侵蝕、耐氯和其它氧化性物質、有高水通量及高鹽截留率、抗膠體及懸浮物污染，價格便宜且采用的納濾膜多為芳香族及聚酸氫類復合納濾膜。復合膜為非對稱膜，由兩部分結構組成:一部分為起支撐作用的多孔膜，其機理為篩分作用;另一部分為起分離作用的一層較薄的致密膜，其分離機理可用溶解擴散理論進行解釋。對于復合膜，可以對起分離作用的表皮層和支撐層分別進行材料和結構的優化，可獲得性能優良的復合膜。膜組件的形式有中空纖維、卷式、板框式和管式等。其中，中空纖維和卷式膜組件的填充密度高，造價低，組件內流體力學條件好;但是這兩種膜組件的制造技術要求高，密封困難，使用中抗污染能力差，對料液預處理要求高。而板框式和管式膜組件雖然清洗方便、耐污染，但膜的填充密度低、造價高。因此，在納濾系統中多使用卷式膜組件。

納濾膜的過濾性能還與膜的荷電性、膜制造的工藝過程等有關。不同的納濾膜對溶質有不同的選擇透過性，如一般的納濾膜對二價離子的截留率要比一價離子高，在多組分混合體系中，對一價離子的截留率還可能有所降低。納濾膜的實際分離性能還與納濾過程的操作壓力、溶液濃度、溫度等條件有關。如透過通量隨操作壓力的升高而增大，截留率隨溶液濃度的增大而降低等。

二、工作原理：

納濾分離作為一項新型的膜分離技術，技術原理近似機械篩分。是在壓力差推動力作用下，鹽及小分子物質透過納濾膜，而截留大分子物質的一種液液分離方法，又稱低壓反滲透。納濾膜截留分子量范圍在200-1000MWCO，介于超濾和反滲透之間，主要用于溶液中大分子物質的濃縮和純化。利用納濾對二價鹽有較高的截留率，對單價鹽有較高的透過率這一特性，對部分混鹽物料進行分鹽處理。

三、NF膜設備主要參數：

標準脫鹽率：30-99.5%

透過水量：2400（9.1）gpd

耐壓等級：低壓納濾膜≤4.1MPA；高壓納濾膜≤8.0MPA

單支膜元件回收率：15%

運行溫度：≤40℃

四、納濾NF應用：

納濾分離愈來愈廣泛地應用于電子、食品和醫藥等行業，諸如超純水制備、果汁高度濃縮、多肽和氨基酸分離、抗生素濃縮與純化、乳清蛋白濃縮、納濾膜-生化反應器耦合等實際分離過程中。與超濾或納濾相比，納濾過程對單價離子和分子量低于200的有機物截留較差，而對二價或多價離子及分子量介于200～500之間的有機物有較高脫除率，基于這一特性，納濾過程主要應用于：

卷式納濾膜分離設備應用領域

      （1） 日用化工廢水處理。NF膜耐酸 堿，有優良的截留率，對重金屬有很好的去除率，不存在膜污染問題。

      （2）石油工業廢水處理。

 石油工業廢水主要包括石油開采和煉制過程中產生的含各種無機鹽和有機物的廢水，其成分 非常復雜，處理難度大。采用膜法特別是NF法與其他方法相給合，既可有效處理廢水還可以 回收有用物質。

（3）殺蟲劑廢水處理。一般的水處理方法不能除去污染水中的低分子有機農藥。NF膜對不含酚殺蟲劑的截留性能 ，除了二氯化物以外，其他殺蟲劑的截留 率均高于96.7%，所有殺蟲劑在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影響。采用NF處理含有酚 類殺蟲劑的廢水也十分有效。

（4） 化纖、印染工業廢水處理。NF可以用于印染過程排水中染料及助劑的脫除和回用。處 理染料聚合漿料時，由于大多數染料的分子量在幾百到幾千，NF膜可以讓一些無機鹽或小分 子通過，而對較大的染料分子進行截取，粗染料漿液經NF系統后，染料可以富集，而無機鹽 的濃度下降，脫鹽率大于98%，染料損失率小于0.1%，而且可以在高溫下運行。此外，NF還 可以用于纖維加工過程中的含油廢水的處理及回收再利用。

（5）生活污水處理。采用常用的生物降解和化學氧化相結合的方法處理生活污水時，氧化 劑的消耗很大，殘留物多。如果在它們之間增加一個NF系統，讓能被微生物降解的小分子( 分子量小于100)通過，不能生物降解的有機大分子(分子量大于100)被截留下來經化學氧化 后再生物降解，這樣就可以充分發揮生物降解的作用，節省氧化劑或活性炭的用量，降低最 終殘留物的含量。

（6）熱電廠二次廢水的治理及回收利用。熱電廠的二次廢水主要來自沖灰、除塵及冷卻系統，此類廢水中含有大量的懸浮固體、灰份 及高含量的鹽份和部分有機物。利用NF可以把這一類廢水處理成工業回用水。首先用微濾除 去水中的全部懸浮顆粒，質量分數為99%的BOD、98%的COD、73%的總氮和17%的總磷，同時將 水中的菌落總數降到3～4個/L，然后加酸降低pH以除去CO2，最后再經NF脫鹽，達到鍋 爐用水的質量。

    （7）酸洗廢液處理。鋼廠的酸洗工序是將鋼材浸入質量分數為20%左右的硫酸酸洗槽中進行 酸洗。隨著酸洗的進行，硫酸濃度逐漸降低，硫酸亞鐵濃度不斷增高，當溶液中硫酸的質量 分數降至6%～8%、生成的硫酸亞鐵濃度超過200～250 g/L時，酸洗速率下降，必須更 換酸洗液，排放酸洗廢液。酸洗好的鋼材必須用清水進行沖洗以除去表面的酸性物質，又造 成了廢酸水的外排。為了保護環境，節約資源，可采用NF工藝處理酸洗廢液。利用NF膜對硫 酸和硫酸亞鐵截留率的不同，先將硫酸亞鐵截留在濃縮液中，然后將濃縮液送入冷卻結晶罐， 冷卻結晶出FeSO4·7H2O；透過液再經能截留硫酸的另一NF膜組件，截留后濃縮為20%的 硫酸，再生酸液回收利用，透過液則排至廢酸水站，進一步處理排放或回收。這一工藝回收 了硫酸和硫酸亞鐵，同時實現了酸洗廢液的回收綜合利用和廢酸水達標排放的目的。

（8）造紙廢水處理。采用NF膜技術替代傳統的化學處理 法能更為有效地除去深色木質素。木漿漂白過程產生的氯化木質素 是帶負電的，容易被帶負電性的NF膜截留，并且對膜不會產生污染。另外，因為整 個處理過程中對陽離子(Na+)的脫除率并沒有嚴格要求，采用反滲透技術就顯得沒有必要 。采用超濾/納濾處理牛皮紙制造廢水有很好的效果。

（9）納濾分鹽。利用納濾膜對二價離子截留對單價離子不截留的特性，將二價鹽和單價鹽分開，變廢為寶，廢水中的混鹽通常是作為固廢或危廢處理的，在某些項目中可以利用納濾分鹽技術將二價硫酸鈉和單價氯化鈉分離開來（其它二價鹽和單價鹽也是可以分離開的），分別達到工業級的氯化鈉和無水硫酸鈉固體。減少了固體處理費用，同時也回收了有價值的鹽分。