纳滤膜分离技术因其独特的优越性,将有广阔发展前景
纳滤膜:孔径在1nm以上,一般1-2nm。是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。它是一种特殊而又很有前途的分离膜品种,它因能截留物质的大小约为纳米而得名,它截留有机物的分子量大约为150-500左右,截留溶解性盐的能力为2-98%之间,对单价阴离子盐溶液的脱盐低于高价阴离子盐溶液。被用于去除地表水的有机物和色度,脱除地下水的硬度,部分去除溶解性盐,浓缩果汁以及分离药品中的有用物质等。
纳滤(NF)膜早期称为松散反渗透(Loose RO)膜,是80年代初继典型的反渗透(RO)复合膜之后开发出来的。其准确定义到目前为止,学术上还没有一个统一的解释,这里暂表达为:NF膜介于RO与UF膜之间,对NaCl的脱盐率在90%以下,RO膜几乎对所有的溶质有很高的脱盐率,但NF膜只对特定的溶质具有高脱盐率;NF膜主要去除直径为1个纳米(nm)左右的溶质粒子,截留分子量为100~1000,在饮用水领域主要用于脱除三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂、可溶性有机物、Ca、Mg等硬度成分及蒸发残留物质。
纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷性,这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜,也可脱除无机盐的重要原因。
NF分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高、工艺繁琐的污水处理方 法。其技术特点是:能截留分子量大于100的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单 价离子透过;可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置 运行费用低;可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果。在水处理 中,NF膜主要用于含溶剂废水的处理,能有效地去除水中的色度、硬度和异味。NF膜以其 特殊的分离性能已成功地应用于制糖、制浆造纸、电镀、机械加工以及化工反应催化剂的回 收等行业的废水处理。
NF膜对水中分子量为几百的有机小分子具有分离性能,对色度、硬度和异味有很好的去除 能力,并且操作压力低,水通量大,因而将在水处理领域发挥巨大的作用。目前,在NF膜 的制备、表征和分离机理方面,还有大量的技术问题需要解决,尚需要开发廉价而性能优良 的膜,并能提供给用户各种准确的膜性能参数,这些都是纳滤技术在废水处理及其他应用中的关键。
NF技术的应用前景及展望
(1)NF作为一种新型膜分离技术和分离手段,在新型的膜分离过程具有很高的、潜在的应用价值,如含催化剂的溶剂中催化剂回收的应用、对糖脱色树脂再生液进行再处理以及过程中水的回用、废液中回收酸碱、从含重金属离子的盐水中回收溴、电厂冷却水的处理、纳滤膜膜生物反应器、有机化工废液处理等。伴随新的低分子质量中性及电解质溶质分离体系的出现,NF有望作为重要的膜分离技术应用于水资源的净化、生化工程,下游产品的分离精制等领域。
(2)膜材料是NF技术得以广泛应用的关键所在,目前国内尚无成功应用的NF用膜。NF膜的研究中分离精度的提高是制膜的重要目标,另外膜的耐试剂、耐热、耐氧化和抗污染等性能的提高仍有待解决,低压高通量也一直是所追求的重要目标之一。
(3)采用NF膜技术,集成工艺的开发和过程优化使NF膜应用具有广泛的应用前景。总之,纳滤膜分离技术有其独特的优越性,作为一门新兴的、值得瞩目的领域,必将有广阔发展前景。
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