纳滤技术及其在水处理中的应用

纳滤技术及其在水处理中的应用摘要纳滤是是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。本文主要介绍纳滤技术在水处理的重要应用。关键词：纳滤；纳滤膜；水处理膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。根据膜的孔径分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。而纳滤(NF)是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在大于1nm的范围内，孔径为0.5〜1nm，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，为物理分离，分离效率高，操作简便，是一种很有发展前景的新型水处理技术。操作压力低，跨膜压差一般为0.5-2.0MPa[1]。纳滤分离技术具有两个特性⑵:第一，对水中的相对分子质量为数百的有机小分子成分具有分离性能；第二，对于不同价态的阴离子存在Donnan效应，并且它们的Donnan电位有较大差别，可让进料中部分或全部的无机盐透过。物料的荷电性、离子价数和浓度对膜分离效应有很大影响。纳滤膜按其材质分为有机高分子膜、无机膜和有机无机膜。根据NF膜分离的特点，应用范围主要为三个方面：第一，对单价盐并不要求有很高的截留率。第二，欲实现不同价态离子的分离。第三，分离出某种相对分子质量的有机物。有机高分子材料是工业化NF膜的主要材质，如醋酸纤维素、磺化聚飒、硫化聚醚飒、聚酰胺、聚乙烯醇等。无机纳滤膜通常是不对称结构，由三种不同孔径的孔洞层组成，大孔的支撑体可以保证无机纳滤膜的机械强度，中孔的中间层可以降低支撑体的表面粗糙度，有利于微孔层的沉积，而微孔层决定着无机纳滤膜的选择渗透性。如陶瓷膜材料。有机物无机膜。有机材料具有柔韧性好、透气性高、密度低的优点，但耐腐蚀性、耐温度性、耐溶剂性都比较差；而单纯无机膜虽然强度高、耐腐蚀、耐溶剂、耐高温，但比较脆难加工。有机无机膜是在有机网络中引入无材料而形成的一种新型膜。纳滤膜的制备有L-S相转化法、稀溶液图层法、界面聚合法、热诱导相转化法、化学改性发、等离子聚合法和制备无机膜所用的溶胶一凝胶法等。纳滤膜在水处理中有重要的应用:水的净化和软化。水源硬度超标加上环境污染，使得水源中含有氤化物、高价金属离子、腐殖酸等。常将水进行脱盐和磷处理从而达到净化和软化。与传统工艺相比，纳滤精华和软化水时具有无须再生、没有污泥产生、完全除去悬浮物同时具有除去有机物、操作简单、占地面积少等优点。工艺流程由进水一预处理一微滤(超滤)一纳滤一备用等过程组成。具有出水水质好且稳定，化学药剂用量少，节能等优点，基本上可实现零排放。在水软化的传统工艺中，常用石灰一苏打法除钙、镁等二价离子以降低水的硬度，用活性炭除去有机毒物，有时还需增加离子交换过程，工艺繁琐、效率低、费用高。而使用纳滤可弥补常规水处理工艺对污染物处理效果的不足，并除去水中微量有机污染物的同时保留人体所必需的矿物质。含溶剂废水的处理[3]过去常用反渗透和相分离联用的方法处理含溶剂废水，但经反渗透浓缩后往往达不到相分离点或相分离点不稳定。若在反渗透前加一纳滤过程，可解决此问题。(3)生活污水的处理[4]生活污水一般用生物降解、化学需氧法结合处理，但存在氧化剂用量过大，残留物过多的缺点。若在它们之间加一纳滤环节，能被微生物降解的小分子透过液被排放掉，大分子浓缩液则被截留，再经生物氧化器后在生物降解。可使生物降解作用得到充分利用，节约氧化剂和活性炭的用量，降低最终残留物含量的目的。(4)化工废水的处理[5]常用先浓缩后曝气的方法来处理化工废水。浓缩成的高浓度废水对焚烧炉和曝气装置产生很大腐蚀，且废水中还有很多生物不能降解的低分子有机物，只能通过纳滤膜才能解决，纳滤膜不仅可以浓缩废水有机成分还可让盐分通过，达到分级处理的效果。但是纳滤膜由于通亮大、易污染，所以在实际应用中要严格控制膜的通量。并且要根据水质选择预处理工艺、正确选择纳滤膜种类、优化工艺设计可防止和减轻膜污染，延长膜使用寿命。另外要提高膜的耐试剂、耐热、耐氧化和抗污染的等性能和提高通量，降低压力是纳滤技术发展的重要方向。通过查阅资料及阅读文献，可以发现，每种膜分离技术都存在自身的优缺点，都无法实现完全分离的目的，因此可与其他分离技术结合使用。例如纳滤膜是去除二价离子、有机物、色度、细菌及病毒的理想选择，特别适合与反渗透、超滤组合使用，作为它们前处理和后处理的方法。环境污染治理因本着操作简单，运行经济的目的来进行。不断优化工艺，实现环境友好的目标。参考文献：ZherebVP,SkorikovVM.Efectofmetastablephasesonthestructuralperfectionofsinglecrystalsofstablebismuthoxidecompounds[J].InorganicMaterial,2003,39(11)：1181-1189RautenbachR,GroschlA.SeparationPotentialofNanofiltrationMembranes.Desalination,1990,FF:73-84RautenbachR,JanischI.ReverseOsmososfortheSeparationofOrganicsfromWaterSolutions,ChemEngProcess,1998,23:67-75GregoryAG.DesalinationofSweet-typewhensaltdrippingsforwheysolidsrecovery,AssociatedMilkProducers,Inc,NorthCentralRegion,BulletinofIntertionalDairyFederation1987Treffry-GoatleyK.the