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    納濾系統(tǒng)

    納濾系統(tǒng)  一、概述
         八十年代初期，隨著新制膜方法的出現(xiàn)和制膜工藝的不斷改進，一個膜家族中的新成員納濾膜（ Nanofiltration membrane,NF ）得以問世。因其透過物大小在1～ 10nm ，能使90%的NaCl透析，而99%的蔗糖被截留。顯然，這種膜既不能稱為反滲透膜（因為不能截留無機鹽），也不屬于超濾膜范疇（因為不能透析低分子量的有機物）。由于這種膜在滲透過程中截留率大于95%的分子約為1納米，因而它被命名為“納濾膜（Nanofiltration）”。在上世紀90年代以來，才有了商品納濾膜的生產(chǎn)，且其應(yīng)用范圍日益廣泛，被廣泛應(yīng)用于行業(yè)中各種分離和濃縮提純過程。
     
     
                                                 納濾膜原理圖
     
    二、納濾設(shè)備的特征 
         作為一種新型分離技術(shù)，納濾膜在其分離應(yīng)用中表現(xiàn)出下列三個顯著特征：一是其截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，為 200 ～ 2000 ；二是納濾膜對無機鹽有一定的截留率，因為它的表面分離層是由聚電解質(zhì)所構(gòu)成，對離子有靜電相互作用。三是超低壓大通量，即在超低壓下（ 0.1Mpa ）仍能工作，并有較大的通量。 
         從結(jié)構(gòu)上來看納濾膜大都是復(fù)合型膜，即膜的表面分離層和它的支撐層的化學(xué)組成不同。根據(jù)其第一個特征推測納濾膜的表面分離層可能擁有 1nm 左右的微孔結(jié)構(gòu)，故被稱之為 “ 納濾 ” 。
         納濾膜對小分子量有機物和鹽類的分離有很好的效果。其分離過程無任何化學(xué)反應(yīng)，無需加熱，無相變化，不影響分離物質(zhì)的生物活性、風(fēng)味和香氣等，并具有節(jié)能、無公害特點。 
         用納濾膜與生化反應(yīng)器耦合在一起，開發(fā)的膜生化反應(yīng)器，可以用膜分離產(chǎn)物，底物和酶則被截留，通過不斷添加底物，即可以達到反復(fù)利用酶并得到高產(chǎn)率生化產(chǎn)品的目的。 
    三、應(yīng)用領(lǐng)域  
         1、飲用水中有害物質(zhì)的脫除
         納濾膜在飲水處理中除了軟化之外，多用于脫色、去除天然有機物與合成有機物（如農(nóng)藥等）、三致物質(zhì)、消毒副產(chǎn)物（三鹵甲烷和鹵乙酸）及其前體和揮發(fā)性有機物，保證飲用水的生物穩(wěn)定性等。
         1) 三致物質(zhì)的去除 
         納濾膜能夠去除水中大部分的有毒有害有機物和Ames致突變物，Ames試驗結(jié)果呈陰性。對飲水中的內(nèi)分泌干擾物質(zhì)的截留，為安全優(yōu)質(zhì)飲水提供依據(jù)。
         2) 消毒副產(chǎn)物及其前體物的去除
        納濾膜對這三種消毒副產(chǎn)物的前體的平均截留率分別為97%、94%和86%。通過合適納濾膜的選用，可以使得飲用水水質(zhì)滿足更高的安全優(yōu)質(zhì)飲水水質(zhì)標準。
         3) 保證飲用水的生物穩(wěn)定性
         飲用水的生物穩(wěn)定性通常采用可同化有機碳（AOC）和可生物降解的溶解性有機物（BDOC）表示。研究表明，AOC和BDOC在低離子強度、低硬度和高pH值下的截留率較高，相比之下，AOC的截留率受水環(huán)境條件影響較大，而由大分子有機物（如腐植酸、棕黃酸）構(gòu)成的BDOC的截留率受水環(huán)境影響很小。 
         有利于保護配水系統(tǒng)的所有材料。同時使其它溶出的金屬離子濃度滿足飲水水質(zhì)標準要求。
         4) 揮發(fā)性有機物（VOC）的去除 
         地表水和地下水中的大多數(shù)揮發(fā)性有機鹵化物(HOVs)是致癌物質(zhì)，常規(guī)的HOVs去除工藝（包括活性炭吸附、氧化、吹脫和生物處理）會出現(xiàn)一些問題，例如有毒副產(chǎn)物形成、污染物被轉(zhuǎn)移進入空氣或固相中、原水中微污染濃度的變化或氧化劑的投加等。膜技術(shù)（包括真空膜蒸餾和納濾）避免了副產(chǎn)物的產(chǎn)生和污染物的轉(zhuǎn)移，另外HOVs的回用成為可能。研究表明商業(yè)有機納濾膜對飲用水中痕量的HOVs（如三氯乙烯、四氯乙烯和氯仿）具有較高的截留率。
         傳統(tǒng)的飲用水處理主要通過絮凝、沉降、砂濾和加氯消毒來去除水中的懸濁物和細菌，而對各種溶解性化學(xué)物質(zhì)的脫除作用很低。隨著水源的環(huán)境污染加劇和各國飲水標準的提高，可脫除各種有機物和有害化學(xué)物質(zhì)并能保留人體所需的微量元素的納濾凈水日益受到人們的重視。
         2、納濾膜可用于脫除河水及地下水中含有的三鹵甲烷中間體THM（加氯消毒時的副產(chǎn)物為致癌物質(zhì)）、低分子有機物、農(nóng)藥、異味物質(zhì)、硝酸鹽、硫酸鹽、氟、硼、砷等有害物質(zhì)。 
         3、中水、雨水、污水、廢水處理
         4、食品、飲料、制藥行業(yè) 
         此領(lǐng)域中的納濾膜應(yīng)用十分活躍，如各種蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、奶類、酒類、醬油、調(diào)味品等的濃縮、精制。
         5、化工工藝過程水溶液的濃縮、分離
     
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