纳滤技术的发展及应用.doc

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1、纳滤技术的发展及应用膜技术在饮用水深度处理中有广泛的应用。近年来，随着人们对饮用水水质要求的进一步提高，各种各样的净水器应运而生，它们都采用了一些深度水处理技术，但水质太纯也存在营养元素缺乏的问题。因为纯净水在除去了有害物的同时，也除去了人体生理活动必不可少的许多矿物元索，如钙、镁、锌、锂、總等。长期饮用这种缺乏有益元索的水，会破坏人体生理平衡。综合国内外医学界和水处理界的观点，可认为净水应是尽最大可能地去除水中的有毒、有害物质，特别是“三致”物，Ames试验阴性，同时乂保留原水中有益健康的微量元素和矿物

2、质的水。由于超滤（UF）和微滤（MF）对水屮有机物的去除率很低仅在20%以下，反渗透（RO）膜由于在生产出纯净水时，同时去除了饮用水中的有益微量元素和矿物质，也不是生产净水的理想膜。而纳滤膜由于膜选择性界于RO和UF之间使它不仅可以对水质软化和适度脱盐，还可有效去除原水中传染性病毒、有机物、高价重金属等，乂保留了原水中的部分矿物质，使它成为生产净水的首选膜。纳滤膜技术已被列入“21世纪水计划J以除去水源屮H益增多的低分子有机物，确保饮用水的安全。1、纳滤膜的介绍纳滤膜是20世纪90年代问世的新型分离膜，早

3、期被称为“疏松型”反渗透膜或“致密型''超滤膜，在其应用过程屮具有两个显著特征［1］：一个是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，约为200-2000；另一个是纳滤膜的表面分离层由聚电解质所构成，对无机盐有一定的截留率。根据上述特征，纳滤膜分离技术在饮用水生产方面止在发挥其独特的作用，比如,去除三氯甲烷中间体（加氯消毒时的副产物，为致癌物质）、低分子有机物、农药、激素、碑和重金属等有害物质，并且对Ca2+、Mg2+、SO42-和F-等离子亦具有良好的去除效果。同时，纳滤膜分离过程还具有操作压力低、岀水效率

4、高、浓缩水排放较反渗透少等优点。法国Mery-sur-Oise水处理厂是目前世界上规模最大的运用纳滤膜技术净化地表水的水厂，口均产水量为140000m3,至今已运行两年多，出水的水质及其各项性能参数均非常令人满意，尤其是在去除有机物和杀虫剂方血。2、纳滤技术的发展微污染水源水的纳滤膜处理将是未来的发展方向。与传统软化纳滤膜相比，新型纳滤膜对无机离子的截留率耍低，因此特别适用于处理硬度、碱度低而TOC浓度高的微污染原水。这种纳滤膜的回收率较高（可达85%左右），产品水不需再矿化或稳定，就能满足优质饮水的要求

5、。纳滤技术使饮用水的水质方面达到并向更高水平发展。同时，纳滤膜的出现标志着一个膜分离法的新概念：可以按原水屮的各种成分的去除程度耍求，订做特定分离性质的膜。实际上在饮水处理中最需要研发的纳滤膜应该是:①能够高效地截留水中的消毒副产物前体、天然有机物（N0M）以及农药等有机污染物，以尽量减轻预处理的负担，同时对水中溶解盐分的截留率要小［18］；②抗污染或低污染的纳滤膜，特别是能够抵抗有机物与微牛物污染的高通量纳滤膜；③此外应研制与开发大型膜组件与膜装置，这将会推动纳滤膜技术在饮水处理中的广泛应用。美国口来水

6、协会（AWWA）膜技术研究委员会指出了将来膜技术的重点研究领域：%1膜的污染机理，即膜与污染物的界面相互作用，这涉及到膜材料与有机物的特性研究；%1有效的膜清洗的机理研究；%1建立详细的溶质或污染物的截留率数据库，以便于为工程应用提供信息；%1膜浓缩液的毒性研究，这包括常见离子的毒性、高浓度病菌或致突物质可能的危害以及一些污染物如镭、氟化物的商业价值。对这些方面的深入研究有利于帮助我们将来设计高效、经济的膜处理水厂。可以预见在将来的50年内，膜技术将会作为一种关键技术普遍应用于饮用水的生产中。3、纳滤的应

7、用虽然饮用水水厂采用膜分离技术的历史只有约40年，但是随着饮水水质标准的提高，特别是对水中日益增多的致病微生物与有毒有害的有机物（包括消毒副产物）等限值的严格要求，使得膜技术在饮水处理中的应用也越来越广泛。1）软化膜软化水主要是利用纳滤膜对不同价态离子的选择透过特性而实现对水的软化。膜软化在去除硬度的同时，还可以去除其屮的浊度、色度和有机物，其出水水质明显优于其它软化工艺。而且膜软化具有无须再生、无污染产生、操作简单、占地而积省等优点，具有明显的社会效益和经济效益。对苦咸水进行软化、脱盐是纳滤膜应用的最大

8、市场。在美国冃前已有超过100力r/d规模的纳滤膜装置在运转，大型装置多数分布在佛罗里达半岛，其中最大的装置规模为15」万t/d（2002年）。这套装置采用Hydranautics公司的ESNA1・LF低污染纳滤膜元件。Filmtec公司的NF-70膜也在多套万吨/口以上的大型装置中获得了成功应用。近儿年來，随看纳滤性能的不断提高，纳滤膜组件的价格不断下降，膜软化法在投资、操作、维护等方面已优于或接近于常规法。膜软化在饮用水处