纳滤膜介于RO膜和UF膜之间,是近十多年来发展较快的膜品种。NF膜的研究始于70年代中,发现一些品种的芳族聚酰胺复合膜有优异的纳滤性能,80年代中期商品化,至今有多种材料和型号的纳滤膜。其截留分子量在百量级,再加上荷电的影响,在水软化,不同价阴离子分离,高、低分子量有机物分级,中、低分子量有机物除盐等方面有独特优点而广泛应用。
基本原理 (1)溶解--扩散原理:渗透物溶解在膜中,并沿着它的推动力梯度扩散传递,在膜的表面形成物相之间的化学平衡,传递的形式是:能量=浓度o淌度o推动力,使得一种物质通过膜的时候必须克服渗透压力。 (2)电效应:纳滤膜与电解质离子间形成静电作用,电解质盐离子的电荷强度不同,造成膜对离子的截留率有差异,在含有不同价态离子的多元体系中,由于道南(DONNAN)效应,使得膜对不同离子的选择性不一样,不同的离子通过膜的比例也不相同。
基本特点 1 其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,为 200-1000 ,适应分离相对分子质量在200以上、分子大小约为1nm的溶解组分,RO脱除所有的盐和有机物,UF对盐和低分子量有机物没有截留效果,而纳滤膜能截留低分子量有机物和多价盐。 2 操作压力低。NF比RO所要求的操作压力低,通常NF分离需要发跨膜压差在0.5—2.0Mpa,比用RO达到同样的渗透通量所必须施加的压差低0.5—3.0Mpa。 3 具有粒子选择性。由于在膜上或膜中常带有荷电集团,通过经典相互作用,产生Donnan效应,对含有不同价态离子的多元体系溶液,可实现不同价态离子的分离。
应用领域 1饮用水的软化和有机物的脱除; 2抗生素的浓缩和纯化; 3肽和氨基酸的分离; 4果汁的高浓度浓缩; 5牛奶及乳清蛋白的浓缩; 6农产品的综合利用; 7低聚糖的分离和精制。 ……
应用中的问题
纳滤膜有较高的膜通量,可以截留有机及无机污染物,而对人体必需的一些离子又有较大的透过率,因此,把纳滤膜应用于饮用水的深度净化较其它的膜分离技术有较大的优势。目前,把纳滤膜应用于给水处理领域的主要问题是: a)膜表面容易形成附着层,使膜的通量显著下降; b)操作结束后,膜的清洗较困难; c)膜的耐用性差。
这三个问题是目前膜分离的基本问题,也是纳滤膜法水处理技术难以广泛应用的主要原因。目前世界各国的水处理工作者正在进行广泛的研究,寻求解决这些问题的途径。纳滤技术在给水处理领域的推广应用还依赖于这些问题的进一步解决。 |