纳滤技术的应用进展及存在问题

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1、纳滤技术的应用进展及存在问题芮玉青，王薇，杜启云(天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室，天津300160)[摘要】纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术，是国内外研究的热点。目前，纳滤技术在水处理领域已经得到日益广泛的应用。综述了纳滤膜在工业废水、海水淡化、饮用水、地下水和地表水处理中的应用：讨论了纳滤膜的污染问题，对两类较难处理的胶体污染和生物污染提出了相应的解决办法；最后讨论了应用NF膜的经济效益。[关键词]纳滤膜；水处理；膜污染[中图分类号】TQ028．8[文献标识纳滤(Nanof

2、ihration，简称NF)的研究始于20世纪70年代末．纳滤膜具有以下特点：纳滤膜的孔径介于反渗透膜和超滤膜之间，其孔径范围在纳米级。纳滤膜通常表面荷负电，对不同电荷和不同价数的离子又具有相应不同的Donann电位，纳滤膜的孔径和表面特征决定了其独特的性能；纳滤膜的分离机理为筛分和溶解扩散并存。同时又具有电荷排斥效应，可以有效地去除二价和多价离子和相对分子质量大于200的各类物质。可部分去除单价离子和相对分子质量低于200的物质：纳滤膜又有低操作压力、高通量和相对低的操作与维修费用的优点由于拥有这些优势

3、条件．NF膜在世界范围内的应用已经越来越多。纳滤技术已经在它的主要应用领域——水处理领域，得到日益广泛的应用。l纳滤膜在水处理中的应用基于纳滤膜的孔径大小范围和选择分离机理．纳滤膜技术已经越来越广泛地应用在水处理领域。1．1在工业废水处理中的应用(1)电镀废水处理。SalzgitterFlachstahl电镀厂采用膜技术处理镀锌废水。回收其中的Zn2+和H2S04。处理设备包括预过滤、3个UF单元(3x14m2)和3个连续NF单元(270m2)。实验表明：NF阶段的渗透通量为32．5t／(m2·h)，锌离

4、子截留率为99．2％，铁离子截留率为99．8％，而H2sO。的截留率低于30％，浓缩液中锌离子的质量浓度>20g／L。H2sO。的回收率为70％。达到了设计要求。(2)纺织废水处理。J．M．Goz61vez．Zafrilla等用NF90纳滤膜处理某纺织印染废水，COD和盐的截留率分别达99％和75％～95％。经其处理后的废水符合排放标准。这说明，用NF膜处理纺织废水是可行的。(3)染料制造业废水处理。染料制造业的废水中含有很多有毒的有机残留物．然而．由于废水中所含物质的可变性．用传统方法处理的污水往往不能

5、达到排放标准。另外，这些方法处理费用往往很高。因此，NF和RO结合的膜集成处理方法应运而生。实验表明：采用NF和RO结合的膜集成工艺处理某染料生产废水，COD截留率>984％，色度截留率>99．6％，对R．Y．145和R．B．5两种染料的截留率分别是96．6％和53．2％。NF—RO膜集成法极大地增加了污水的回收效率．废水中的染料可回收．使污水达到了排放标准。同时，NF—RO膜集成法巧妙解决了RO膜低通量和NF膜低分离性的问题。(4)土壤酸性沥出液处理。每年，数百万吨的金属进人地球土壤中．对地球环境、生态

6、平衡和生物健康造成极大的危害。目前，很多国家的学者开始积极研究去除土壤中污染物质的方法。L．M．Ortega等先用硫酸做洗涤剂清洗土壤，得到有重金属离子的酸性沥出液．再用两种商业纳滤膜(Desal5DK和NF一270)截留清洗的土壤酸性沥出液中的金属离子，金属离子截留率在62％～100％，二价离子的截留率明显高于一价离子，对TOC有很高的截留效果，达到70％～89％。研究证明，应用纳滤膜来处理土壤的酸性沥出液是可行的。(5)乳品废水处理。乳品废水的COD大约为10000mg／L．直接排放往往浪费了水资源并

7、污染环境。I．Koyuncu等采用纳滤膜处理乳品废水，大约能使90％的废水被再利用，并且对重金属的去除率也很高。NF应用在不同的运行环境中，连续运行显示在处理该废水中未出现严重膜污染。(6)高盐度废水处理。Calembo公司在冷冻墨鱼前用高浓度盐水使食品达到所需标准。该水具有高硬度、高硫酸盐浓度和高盐度(67g／L)的性质。结果，产生的废水也就具有高盐度和高有机物含量(COD大约是10—20g／L)。当盐度低于35g／L时，NF膜生物反应器(NF—MBR)能有效地处理这种污水，使其达到排放标准。为了达到M

8、BR的进水要求．K．Walha等选择了3种商业纳滤膜(MT03，MT44，XPll7)处理。经过比较得知，MTD3NF具有最高的截留率和相对低的渗透通量，MT03膜对去除自然有机物质(NOM)和对硫酸盐的截留是最适合的。经MT03膜处理后的水符合MBR的进水要求。1．2海水淡化A．M．Hassan等㈨首先把作为预处理的NF技术用在海水反渗透(SWRF)、多级闪蒸(MSF)和SWRFrejected—MSF上。在这些过程中，NF