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1、超滤与纳滤超滤与纳滤一、超滤v概述概述v超滤的基本理论超滤的基本理论v超滤膜的特性及制备方法超滤膜的特性及制备方法v超滤装置超滤装置v超滤膜的污染与清洗超滤膜的污染与清洗v超滤的应用超滤的应用本章主要内容本章主要内容第一节概述第一节概述u超滤（超滤（UltrafiltrationUltrafiltration，简称，简称UF)UF)，又称超，又称超过滤。过滤。u18611861年，年，SchmidtSchmidt公布用牛心包膜截留可溶性公布用牛心包膜截留可溶性阿拉伯胶。阿拉伯胶。u19071907年，年，BechholdBechhold较为系统研究了超滤膜，较为系统研究了超滤膜，首次采用首次采
2、用“超滤超滤”术语。术语。u19631963年，年，MichaelsMichaels开发了不同孔径的开发了不同孔径的CACA（醋（醋酸纤维素）超滤膜。酸纤维素）超滤膜。u1965-19751965-1975年，年，UFUF大发展，从大发展，从CACA扩大到扩大到PSPS（聚（聚苯乙烯）、苯乙烯）、PCPC（聚碳酸酯）、（聚碳酸酯）、PANPAN（聚丙烯腈）（聚丙烯腈）、PESPES（聚醚砜树脂）等等。（聚醚砜树脂）等等。u我国的超滤技术，我国的超滤技术，7070年代中期起步，年代中期起步，8080年代年代大发展，大发展，9090年获得广泛应用，年获得广泛应用，1010多个品种。多个品种。第二节
3、第二节 超滤的基本理论超滤的基本理论1.1.超滤的基本原理超滤的基本原理 开始一般认为超滤是一种开始一般认为超滤是一种筛孔分离过程。筛孔分离过程。在静压差为在静压差为推动力的作用下，原料液中推动力的作用下，原料液中溶剂和小溶质粒子从高压的溶剂和小溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧，一料液侧透过膜到低压侧，一般称为滤出液或透过液，而般称为滤出液或透过液，而大粒子组分被膜所阻拦，使大粒子组分被膜所阻拦，使它们在滤剩液中浓度增大。它们在滤剩液中浓度增大。按照这样的分离机理，超滤按照这样的分离机理，超滤膜具有选择性表面层的主要膜具有选择性表面层的主要因素是形成具有一定大小和因素是形成具有一定大小和形
4、状的孔，聚合物的化学性形状的孔，聚合物的化学性质对膜的分离特性影响不大。质对膜的分离特性影响不大。 v许多年后，发现情况并非如此。许多年后，发现情况并非如此。除了机械筛除了机械筛分作用外，还有两个因素决定膜的分离特性：分作用外，还有两个因素决定膜的分离特性：v其一，溶质、溶剂和膜材质之间的相互作用，其一，溶质、溶剂和膜材质之间的相互作用，这些作用力包括范德华力、静电力、氢键作这些作用力包括范德华力、静电力、氢键作用力等，溶质分子在膜表面或膜孔壁上受到用力等，溶质分子在膜表面或膜孔壁上受到吸引或排斥都会影响膜对溶质的分离效果。吸引或排斥都会影响膜对溶质的分离效果。v其二，膜的平均孔径和孔径分布影
5、响膜的分其二，膜的平均孔径和孔径分布影响膜的分离特性离特性。v超滤过程实际上同时存在三方面的情形：超滤过程实际上同时存在三方面的情形：v溶质在过滤膜表面以及膜孔中产生吸附；溶质在过滤膜表面以及膜孔中产生吸附；v溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质在孔溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质在孔中停留，引起阻塞；中停留，引起阻塞；v溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分。机械截留，实现筛分。 v超超滤滤对对去去除除水水中中的的微微粒粒、胶胶体体、细细菌菌、热热源源和和各各种种有有机机物物有有较较好好的的效效果果，但但它它几几乎乎不不能能截截留留无无机机离离
6、子子。UFUF的的分分离离机机理理为为筛筛孔孔分分离离过过程程，但但膜膜表表面面的的化化学学性性质质也是影响超滤分离的重要因素。也是影响超滤分离的重要因素。v在在超超滤滤中中，大大分分子子溶溶质质等等之之所所以以不不能能像像溶溶剂剂那那样样容容易通过膜，主要是因为下列原因：易通过膜，主要是因为下列原因：v（1 1）超超滤滤过过程程中中溶溶质质机机械械地地被被截截留留在在过过滤滤膜膜表表面面上上 ( (筛分筛分) )；v（2 2）被吸附在过滤膜表面及膜孔中）被吸附在过滤膜表面及膜孔中( (基本吸附基本吸附) )；v（3 3）被保留在膜孔中而被除去）被保留在膜孔中而被除去( (阻塞阻塞) )等等
7、3 3种方式。种方式。 v超滤主要用于从液相物质中超滤主要用于从液相物质中分离大分子化合物，胶分离大分子化合物，胶体分散液，乳液。也可以用来分离低分子量溶质，体分散液，乳液。也可以用来分离低分子量溶质，从而可达到某些含有各种小分子量可溶性溶质和高从而可达到某些含有各种小分子量可溶性溶质和高分子物质等溶液的浓缩、分离、提纯和净化。分子物质等溶液的浓缩、分离、提纯和净化。v其其操作静压差一般为操作静压差一般为0.10.11MPa1MPa，被分离组分的直径，被分离组分的直径大约为大约为0.0050.0050.1m0.1m，这相当于光学显微镜的分辨这相当于光学显微镜的分辨极限，一般为分子量大于极限，一
8、般为分子量大于50050010000001000000的大分子和的大分子和胶体粒子，这种液体的渗透压很小，可以忽略。胶体粒子，这种液体的渗透压很小，可以忽略。v所用所用膜常为非对称膜，膜孔径为膜常为非对称膜，膜孔径为1010-3-31010-1-1mm，膜表，膜表面有效截留层厚度较小面有效截留层厚度较小(0.110m)(0.110m)，操作压力一般，操作压力一般为为0.20.20.4MPa(20.4MPa(24kg4kgcmcm2 2) )，膜的透过速率为，膜的透过速率为0.50.55m5m3 3(m(m2 2d)d)。 2.2.超滤与反渗透的异同超滤与反渗透的异同共同点：共同点：v推动力均是
9、压力差，在溶液的压力下，溶剂推动力均是压力差，在溶液的压力下，溶剂等小分子通过薄膜，而较大的溶解物质被阻等小分子通过薄膜，而较大的溶解物质被阻滞在膜表面上。滞在膜表面上。区别：区别：v膜不同膜不同v机理不同机理不同v工作压力不同工作压力不同 膜不同膜不同v超超滤滤膜膜较较疏疏松松，透透水水量量大大，除除盐盐率率低低；一一般般用用超超滤滤分分离离大大分分子子和和胶胶体体，能能够够分分离离的的溶溶质质分子至少要比溶剂的分子大分子至少要比溶剂的分子大1010倍。倍。v反反渗渗透透膜膜致致密密，透透水水量量低低，除除盐盐率率高高，具具有有选选择择透透过过能能力力，用用以以分分离离分分子子大大小小大大致
10、致相相同同的溶剂和溶质。的溶剂和溶质。简单的透过和截留示意图简单的透过和截留示意图123412341234膜膜RO反渗透反渗透UF超滤超滤MF微滤微滤各种渗透膜对不同物质的截留功能示意图各种渗透膜对不同物质的截留功能示意图1. 溶剂；溶剂； 2. 小分子；小分子； 3.大分子；大分子； 4.微粒微粒膜分离法与物质大小膜分离法与物质大小( (直径直径) )的关系的关系 机理不同机理不同v超滤的去除机理主要是筛滤作用；超滤的去除机理主要是筛滤作用；v在反渗透膜上分离过程伴随有半透膜、溶解在反渗透膜上分离过程伴随有半透膜、溶解物质和溶剂之间复杂的物理化学作用。物质和溶剂之间复杂的物理化学作用。 工作
11、压力不同工作压力不同v超过滤的工作压力低超过滤的工作压力低(0.1(0.10.5 MPa)0.5 MPa)；v反渗透所需的工作压力高反渗透所需的工作压力高(1(1100 MPa)100 MPa)。3. 3. 超滤的基本传质理论超滤的基本传质理论v浓差极化浓差极化 膜的透过通量膜的透过通量单位时间内、单位面积膜上透过的溶液单位时间内、单位面积膜上透过的溶液量，量，J JV V = V/= V/（A TA T）（V V取样体积；取样体积；T T取样时间；取样时间；A A膜有膜有效面积）。效面积）。 溶质的截留率溶质的截留率可由原溶液和透过液浓度求出可由原溶液和透过液浓度求出 R Ra a = 1-
12、c = 1-cp p/c/cb b (c(cb b原液浓度，原液浓度，c cp p透过液浓度；透过液浓度；mg/Lmg/L) )。 超滤膜选择性透过溶剂和小分子溶质，截留的大分子在膜超滤膜选择性透过溶剂和小分子溶质，截留的大分子在膜表面积累，浓度上升并以相反方向向料液扩散，达到平衡状表面积累，浓度上升并以相反方向向料液扩散，达到平衡状态时在膜表面形成一定的溶质层（凝胶层），阻碍溶剂等小态时在膜表面形成一定的溶质层（凝胶层），阻碍溶剂等小分子的跨膜行为，此现象成为分子的跨膜行为，此现象成为浓差极化浓差极化。v减轻浓差极化的方法减轻浓差极化的方法 一类是在膜过程中，采取一定的操作策略，如搅拌、引入
13、脉一类是在膜过程中，采取一定的操作策略，如搅拌、引入脉动流、鼓泡、超声或使膜振动等。动流、鼓泡、超声或使膜振动等。 另一类则是优化和改进膜组件及膜系统结构设计，如膜面处另一类则是优化和改进膜组件及膜系统结构设计，如膜面处剪切流速的提高剪切流速的提高, ,设置湍流促进器等等。设置湍流促进器等等。v传质系数传质系数v速率方程速率方程（膜透过速率）（膜透过速率）v微孔模型（微孔模型（伯谡叶方程可计算溶质截留率、扩散系数伯谡叶方程可计算溶质截留率、扩散系数）v渗透压模型（渗透压模型（超滤浓缩时考虑超滤浓缩时考虑）v凝胶极化模型凝胶极化模型第三节第三节 超滤膜的制备方法及特性超滤膜的制备方法及特性超滤膜
14、材料超滤膜材料一般用于制备反渗透膜的材料也可用于制备一般用于制备反渗透膜的材料也可用于制备超滤膜，只是制膜液的组分配比和成膜工艺超滤膜，只是制膜液的组分配比和成膜工艺不同。超滤膜有多种，最常用的是：不同。超滤膜有多种，最常用的是：醋酸纤醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜、聚砜膜和聚砜酰胺维素膜、芳香聚酰胺膜、聚砜膜和聚砜酰胺膜和无机膜。膜和无机膜。1 1超过滤膜的结构超过滤膜的结构 v超滤膜可分为对称膜和非对称膜。超滤膜可分为对称膜和非对称膜。v对称膜，又称各向同性膜，对称膜，又称各向同性膜，指各向均质的致密或多指各向均质的致密或多孔膜，物质在膜中各处的渗透速率相同。孔膜，物质在膜中各处的渗透速率相同
15、。v非对称膜，又称各向异性膜，非对称膜，又称各向异性膜，是由一个极薄的致密是由一个极薄的致密皮层皮层( (决定分离效果和传递速率决定分离效果和传递速率) )和一个多孔支撑层和一个多孔支撑层( (主要起支撑作用主要起支撑作用) )组成。组成。v不对称膜又分为两类：不对称膜又分为两类：一类为整体不对称膜一类为整体不对称膜( (膜的皮膜的皮层和支撑层为同一种材料层和支撑层为同一种材料) )；另一类为复合膜另一类为复合膜( (膜的膜的皮层和支撑层为不同种材料皮层和支撑层为不同种材料) )。非对称的醋酸纤维膜示意图对称的双皮层中空纤维膜示意图2.2.超滤膜的制备超滤膜的制备v1)1)各各向向同同性性膜膜
16、的的制制备备。首首先先将将高高分分子子膜膜材材料料用用溶溶剂剂直直接接溶溶解解，所所得得料料液液经经脱脱泡泡后后，采采取取普普通通的的流流延延法法将其刮成薄层，并使溶剂蒸发即可得到均质薄膜。将其刮成薄层，并使溶剂蒸发即可得到均质薄膜。v2)2)各向异性膜的制备各向异性膜的制备。首先将高分子膜材料、溶剂首先将高分子膜材料、溶剂和添加剂按一定比例配料，待完全溶解后进行真空和添加剂按一定比例配料，待完全溶解后进行真空脱泡。其次以流延法将料液倾倒在玻璃板上，以刮脱泡。其次以流延法将料液倾倒在玻璃板上，以刮刀刮成一定厚度的薄层，并在适当条件下，控制蒸刀刮成一定厚度的薄层，并在适当条件下，控制蒸发速度，另
17、一部分溶剂蒸发掉最后，连同玻璃板发速度，另一部分溶剂蒸发掉最后，连同玻璃板一起，将膜置于冰水中凝胶定型。一起，将膜置于冰水中凝胶定型。3 3）不同孔径超滤膜的制备）不同孔径超滤膜的制备v在在控控制制温温度度、湿湿度度、蒸蒸发发时时间间、冷冷浸浸温温度度等等条条件件不不变变的的情情况况下下，改改变变膜膜材材料料、溶溶剂剂和和添添加加剂剂的配料比，即可制成不同孔径的膜。的配料比，即可制成不同孔径的膜。3.3.超滤膜的特性超滤膜的特性v超超过过滤滤膜膜的的基基本本性性能能主主要要包包括括：水水通通量量；截截留留率率；化学物理稳定性化学物理稳定性( (包括机械强度包括机械强度) )。v一一般般的的要要
18、求求是是有有较较大大的的水水通通量量，较较高高的的截截留留率率和和较较好的化学物理稳定性。好的化学物理稳定性。v超过滤膜若使用恰当，能连续运转超过滤膜若使用恰当，能连续运转1212年。暂时不用年。暂时不用时，可保存在时，可保存在1 1甲醛水溶液或者甲醛水溶液或者5050甘油水溶液中。甘油水溶液中。 第四节超滤装置第四节超滤装置1. 1. 超滤膜组件：有板式、管式、卷式和中空超滤膜组件：有板式、管式、卷式和中空纤维式四种。纤维式四种。板框式超滤装置板框式超滤装置优点：装置牢固，适合在广泛的压力范围内装置牢固，适合在广泛的压力范围内工作；流道间隙大小可调，原水流道不易被工作；流道间隙大小可调，原水
19、流道不易被杂物堵塞；具有可拆性，清洗方便；通过增杂物堵塞；具有可拆性，清洗方便；通过增减膜及支撑板的数量可处理不同水量。减膜及支撑板的数量可处理不同水量。 缺点：装置较笨重；单位体积内的有效膜面装置较笨重；单位体积内的有效膜面积较小；膜的强度要求较高，一般做在无纺积较小；膜的强度要求较高，一般做在无纺布上，以增强膜的机械性能。布上，以增强膜的机械性能。管式超滤装置管式超滤装置优点：原液流道截留面积较大，不易堵塞；原液流道截留面积较大，不易堵塞；膜面的清洗比较容易，可化学清洗或擦洗。膜面的清洗比较容易，可化学清洗或擦洗。 缺点：单位体积内膜的充填密度较低，占地单位体积内膜的充填密度较低，占地面积
20、大；膜管的弯头及连接件多，设备安装面积大；膜管的弯头及连接件多，设备安装费时。费时。卷式超滤装置卷式超滤装置优点：单位体积内的有效膜面积较大，水在单位体积内的有效膜面积较大，水在膜表面流动状态比较好，结构紧凑，占地面膜表面流动状态比较好，结构紧凑，占地面积较小。积较小。 缺点：进水预处理要求严格，对所用的膜强进水预处理要求严格，对所用的膜强度要求较高，使用过程中，一旦发现膜破损度要求较高，使用过程中，一旦发现膜破损须更换新的膜元件。须更换新的膜元件。中空纤维式超滤装置中空纤维式超滤装置优点：单位体积内有效膜面积最大，工作效单位体积内有效膜面积最大，工作效率最高，占地面积小。中空纤维无须支撑物。
21、率最高，占地面积小。中空纤维无须支撑物。 缺点：膜的清洗较困难，只能用水力冲洗或膜的清洗较困难，只能用水力冲洗或化学清洗，不能用机械清洗，另外，中空纤化学清洗，不能用机械清洗，另外，中空纤维膜损坏后要更换整个组件。维膜损坏后要更换整个组件。2. 2. 超滤基本工艺流程超滤基本工艺流程超滤的操作模式可分为超滤的操作模式可分为重过滤重过滤和和错流错流过滤过滤两大类。两大类。重过滤重过滤常用于蛋白质、酶等大分子的分离。常用于蛋白质、酶等大分子的分离。错流过滤错流过滤广泛应用于生产广泛应用于生产v间歇操作间歇操作：常用于小规模生产。这种方式效：常用于小规模生产。这种方式效率最高，因为膜始终可保证在最佳
22、浓度范围率最高，因为膜始终可保证在最佳浓度范围内进行操作。内进行操作。v连续操作连续操作：常用于大规模生产。分离物料的：常用于大规模生产。分离物料的生产量常比控制浓差极化所需的最小流量还生产量常比控制浓差极化所需的最小流量还小，因此采用部分循环方式小，因此采用部分循环方式重过滤重过滤v设备简单、小型设备简单、小型v能耗低能耗低v可克服高浓度料液渗透流率低的缺点可克服高浓度料液渗透流率低的缺点v能更好的去除渗透组分能更好的去除渗透组分v浓差极化和膜污染严重浓差极化和膜污染严重v要求膜对大分子的截留率高要求膜对大分子的截留率高重过滤重过滤优点优点缺点缺点错流过滤错流过滤间歇错流间歇错流截留液全循环
23、截留液全循环截留液部分循环截留液部分循环连续错流连续错流单段连续操作单段连续操作多段连续操作多段连续操作错流过滤错流过滤截留液截留液透透过过液液料液料液膜膜支撑板支撑板隔板隔板平板式膜组件平板式膜组件内压管式：内压管式：多孔管多孔管膜膜料液料液外压管式：外压管式：料液料液内压式：膜涂在管内，料液由管内走；内压式：膜涂在管内，料液由管内走；外压式：膜涂在管外，料液由管外间隙走。外压式：膜涂在管外，料液由管外间隙走。第五节超滤膜的污染与清洗第五节超滤膜的污染与清洗1 1、超滤膜的污染、超滤膜的污染 是被分离物质中某些成分吸附、留存在膜的表面和是被分离物质中某些成分吸附、留存在膜的表面和膜孔中造成的
24、。膜孔中造成的。v溶质在膜表面的吸附层；溶质在膜表面的吸附层；v浓差极化引起的凝胶层；浓差极化引起的凝胶层；v膜孔内溶质吸附；膜孔内溶质吸附；v膜孔堵塞。膜孔堵塞。超滤膜的通量超滤膜的通量2 2、超滤膜污染的防治、超滤膜污染的防治（1 1）改变膜结构和组件结构；）改变膜结构和组件结构；（2 2）采用亲水性超滤膜或负荷电膜；）采用亲水性超滤膜或负荷电膜；（3 3）对料液进行预处理；）对料液进行预处理；（4 4）选择合适操作条件。）选择合适操作条件。3 3、超滤膜的清洗、超滤膜的清洗（1 1）水清洗）水清洗（2 2）反冲洗）反冲洗（3 3）气洗）气洗（4 4）酸碱洗）酸碱洗（5 5）表面活性剂）表
25、面活性剂（6 6）氧化剂）氧化剂（7 7）酶清洗）酶清洗判断超滤膜是否需要清洗的原则如下：判断超滤膜是否需要清洗的原则如下：v（1 1）根据超滤装置进出口压力降的变化，多）根据超滤装置进出口压力降的变化，多数情况下，压力降超过初始值数情况下，压力降超过初始值0.05MPa 0.05MPa 时，时，可用等压大流量冲洗法，如无效，再用化学可用等压大流量冲洗法，如无效，再用化学清洗法；清洗法；v（2 2）根据透水量或透水质量的变化，当超滤）根据透水量或透水质量的变化，当超滤系统的透过水量或透水质量下降到不可接受系统的透过水量或透水质量下降到不可接受程度时，多采用物理化学相结合清洗法程度时，多采用物理
26、化学相结合清洗法v（3 3）定时清洗，运行中的超滤系统根据膜被）定时清洗，运行中的超滤系统根据膜被污染的规律，可采用周期性的定时清洗。污染的规律，可采用周期性的定时清洗。第六节超滤应用第六节超滤应用v 特特 点点 分离过程在常温和较低压力的条件下进行，能分离过程在常温和较低压力的条件下进行，能耗低，不需加热，不需加药即可达到分离、浓缩、耗低，不需加热，不需加药即可达到分离、浓缩、分离、纯化分级的目的。分离、纯化分级的目的。装置结构简单，占地面积小，附属设备少，易于装置结构简单，占地面积小，附属设备少，易于扩容和增加组件。扩容和增加组件。装置操作简单，启动快，易于维护，容易控制。装置操作简单，启
27、动快，易于维护，容易控制。 工业废水的处理工业废水的处理 城市污水处理城市污水处理 饮用水的生产饮用水的生产 蛋白质的过滤、回收蛋白质的过滤、回收 果汁的澄清果汁的澄清 食用油精练食用油精练 医药产品的除菌等医药产品的除菌等超滤的应用领域超滤的应用领域可用超滤处理的工业废水可用超滤处理的工业废水v电泳涂漆废水电泳涂漆废水v含油废水含油废水（如油田含油污水等）（如油田含油污水等）v摄影显影液废水摄影显影液废水v造纸工业废水造纸工业废水（纸张上色废水等）（纸张上色废水等）v纺织工业废水纺织工业废水（染料废水、退浆废水等）（染料废水、退浆废水等）v光学玻璃研磨排水光学玻璃研磨排水v放射性废水放射性废
28、水v食品工业废水食品工业废水例：胜利油田石化总厂建成陶瓷膜超例：胜利油田石化总厂建成陶瓷膜超滤凝结水除油除铁装置滤凝结水除油除铁装置v陶瓷超滤膜是一种以多孔陶瓷材料为介质制陶瓷超滤膜是一种以多孔陶瓷材料为介质制成的具有超滤分离功能的渗透膜成的具有超滤分离功能的渗透膜v以玻璃、二氧化硅、氧化铝、莫来石等原料以玻璃、二氧化硅、氧化铝、莫来石等原料经过高温烧结制成的微孔膜经过高温烧结制成的微孔膜v它可承受高温和宽范围的它可承受高温和宽范围的pHpH水质，水质， 而且其化而且其化学惰性要比聚合物膜高出几倍，一般用于微学惰性要比聚合物膜高出几倍，一般用于微滤和超滤滤和超滤v胜利油田石化总厂污水处理场，胜
29、利油田石化总厂污水处理场，20082008年投资年投资219219万元，万元，建成陶瓷膜超滤过滤器凝结水除油除铁装置建成陶瓷膜超滤过滤器凝结水除油除铁装置v每天近每天近40004000吨的工业废水通过污水回用处理装置变吨的工业废水通过污水回用处理装置变成了成了“清泉清泉”v凝结水除油率和除铁率分别达到凝结水除油率和除铁率分别达到98%98%和和96%96%以上，完以上，完全满足于生产工艺的需要，可直接在循环系统中使全满足于生产工艺的需要，可直接在循环系统中使用用, ,确保了水资源高效利用。确保了水资源高效利用。二、纳滤二、纳滤本章主要内容本章主要内容（一）（一） 纳滤的发展概况纳滤的发展概况（
30、二）（二） 纳滤膜的分类纳滤膜的分类 （三）（三） 纳滤膜的制备纳滤膜的制备（四）（四） 纳滤膜的分离性能与原理纳滤膜的分离性能与原理（五）（五） 纳滤装置与膜污染防治纳滤装置与膜污染防治（六）（六） 纳滤膜的主要应用纳滤膜的主要应用 第一节第一节 纳滤的发展概况纳滤的发展概况 v纳滤是纳滤是2020世纪世纪7070年代中后期开发的一种新型年代中后期开发的一种新型膜分离过程。膜分离过程。近年来国际上膜分离技术领域近年来国际上膜分离技术领域研究的热点。研究的热点。v纳滤的研究可以追溯到纳滤的研究可以追溯到2020世纪世纪7070年代中后期年代中后期用哌嗪与均苯三甲酰氯和间苯二甲酰氯通过用哌嗪与均
31、苯三甲酰氯和间苯二甲酰氯通过界面聚合得到了界面聚合得到了NS-300NS-300膜。后来，一些犹太膜。后来，一些犹太科学家相继研制出了一系列化学性能异常稳科学家相继研制出了一系列化学性能异常稳定的纳米膜，当时命名为选择性反渗透定的纳米膜，当时命名为选择性反渗透(SelRO)。v2020世纪世纪8080年代初期，美国年代初期，美国Film TecFilm Tec的科学家研制的科学家研制了一种薄层复合膜了一种薄层复合膜(NF-40(NF-40、NF-50NF-50、NF-70)NF-70)，由，由于其表面孔径处于纳米级，能去除尺寸约于其表面孔径处于纳米级，能去除尺寸约1nm1nm的的分子，因而简称
32、分子，因而简称纳滤膜纳滤膜v到了到了9090年代，纳滤膜得到飞速发展，针对不同的年代，纳滤膜得到飞速发展，针对不同的应用领域相继开发了一批分离性能独特的纳滤膜，应用领域相继开发了一批分离性能独特的纳滤膜，并已实现商品化，如并已实现商品化，如NTR-729HFNTR-729HF，NTR-7250NTR-7250，NTR-7400NTR-7400，NF-45NF-45，NF-90NF-90，SU-600SU-600等。目前国际等。目前国际上已商品化的纳滤膜多为复合型纳滤膜。上已商品化的纳滤膜多为复合型纳滤膜。 v我国从我国从2020世纪世纪9090年代才开始研究纳滤，在实验室年代才开始研究纳滤，在
33、实验室中相继开发了中相继开发了CA-CTACA-CTA纳滤膜、纳滤膜、S-PESS-PES涂层纳滤膜、涂层纳滤膜、芳香聚酰胺复合纳滤膜和其他荷电材料的纳滤膜；芳香聚酰胺复合纳滤膜和其他荷电材料的纳滤膜；对纳滤膜分离性能和机理行了实验研究，并取得对纳滤膜分离性能和机理行了实验研究，并取得了一定进展。了一定进展。v与国外相比，我国纳滤技还处于起步阶段，膜的与国外相比，我国纳滤技还处于起步阶段，膜的研制、膜组件及其应用都比较落后。研制、膜组件及其应用都比较落后。 v20042004年年9 9月月2828日，全国第一张纳滤膜在吉林市金日，全国第一张纳滤膜在吉林市金赛科技有限公司研制成功，金赛科技成为到
34、目前赛科技有限公司研制成功，金赛科技成为到目前为止我国为数不多的纳滤膜生产基地。为止我国为数不多的纳滤膜生产基地。 第二节第二节 纳滤膜分类纳滤膜分类 基于不同的出发点，纳滤膜的分类有许多方法。基于不同的出发点，纳滤膜的分类有许多方法。(1)(1)按按膜膜的的材材料料分分 纳纳滤滤膜膜有有醋醋酸酸纤纤维维素素及及其其衍衍生生物物膜膜、芳芳香香族族聚聚酰酰胺胺膜膜、磺磺化化聚聚砜砜(SPS)(SPS)、磺磺化化聚醚砜聚醚砜(SPES)(SPES)等。等。(2)(2)按按膜膜的的结结构构特特点点分分 纳纳滤滤膜膜有有一一体体化化的的不不对对称称膜膜和和复复合合膜膜，如如溶溶液液相相转转化化的的CA
35、CA膜膜属属非非对对称称膜膜之之列列，其其表表皮皮层层致致密密，皮皮下下层层比比较较疏疏松松。通通用用的的复复合合膜膜大大多多是是用用聚聚砜砜多多孔孔支支撑撑膜膜制制成成，而而表表层层致致密密的芳香族聚酰胺薄层是以界面聚合法形成的。的芳香族聚酰胺薄层是以界面聚合法形成的。 (3)(3)按按膜膜的的传传递递机机理理分分 膜膜可可分分为为活活性性膜膜和和被被动动膜膜。活活性性膜膜是是在在透透过过膜膜的的过过程程中中透透过过组组分分的的化化学学性性质质可可改改变变；被被动动膜膜是是指指透透过过膜膜前前、后后的的组组分分没没有有发发生生化化学学变变化化。目前所有的纳滤膜都属于被动膜。目前所有的纳滤膜都
36、属于被动膜。(4)(4)按制膜工艺分按制膜工艺分纳滤膜有溶液相转化膜、熔融热相变纳滤膜有溶液相转化膜、熔融热相变膜、复合膜和动力形成膜等，如膜、复合膜和动力形成膜等，如CACA膜为溶液相转化膜，膜为溶液相转化膜，CTACTA中空纤维为熔融热相变膜。目前卷式普遍用的为芳中空纤维为熔融热相变膜。目前卷式普遍用的为芳香族聚酰胺复合膜。香族聚酰胺复合膜。 (5)(5)按按膜膜的的功功能能和和作作用用分分 纳纳滤滤膜膜属属渗渗透透膜膜范范畴，渗透压在膜的传递过程中起重大作用。畴，渗透压在膜的传递过程中起重大作用。(6)(6)按按膜膜的的使使用用和和用用途途分分膜膜可可分分为为低低压压膜膜、超低压膜等，纳
37、滤膜属于超低压膜。超低压膜等，纳滤膜属于超低压膜。(7)(7)按膜的外形分按膜的外形分 纳滤膜可制成膜片、管状纳滤膜可制成膜片、管状膜和中空纤维膜形状。商用的纳滤膜组件多膜和中空纤维膜形状。商用的纳滤膜组件多为卷式，另外还有管式和中空纤式。为卷式，另外还有管式和中空纤式。 纳滤膜材料纳滤膜材料v已商品化纳滤膜的膜材质主要有已商品化纳滤膜的膜材质主要有有机高分子、无有机高分子、无机高分子、有机无机分子机高分子、有机无机分子三种。三种。v例如醋酸纤维素例如醋酸纤维素(CA)(CA)，磺化聚砜，磺化聚砜(SPS)(SPS)，磺化聚醚，磺化聚醚砜砜(SPES)(SPES)、聚酰胺、聚酰胺( PA)(
38、PA)和聚乙烯醇和聚乙烯醇(PVA)(PVA)等。等。v无机材料制备的纳滤膜商品化程度还不够高，但无机材料制备的纳滤膜商品化程度还不够高，但是由于无机材料同有机高分子材料相比，具有耐是由于无机材料同有机高分子材料相比，具有耐高温，耐化学溶剂等特点，所以，无机纳滤膜的高温，耐化学溶剂等特点，所以，无机纳滤膜的研究也越来越受到了人们的重视。研究也越来越受到了人们的重视。第三节第三节纳滤膜的制备方法纳滤膜的制备方法v目前，目前，NFNF膜已经商品化、系列化，国外主要供应商膜已经商品化、系列化，国外主要供应商有日本有日本Nitto Denko(Nitto Denko(日东电工日东电工) )、Toray
39、(Toray(东丽东丽) )、美、美国国Hydranautics(Hydranautics(海德能海德能) )、Dow Chem/Film Tec Dow Chem/Film Tec 和和OsmonicsOsmonics（奥斯莫尼斯）（奥斯莫尼斯）/Desal/Desal及丹麦及丹麦DDSDDS等公司。等公司。国内为国家海洋局杭州水处理中心和中科院大连化国内为国家海洋局杭州水处理中心和中科院大连化物所等已经研制出不同脱盐率的物所等已经研制出不同脱盐率的NFNF膜。膜。v商品商品NFNF膜绝大部分为复合膜，且其表面大多带负电。膜绝大部分为复合膜，且其表面大多带负电。目前使用最广泛的是芳香聚酰胺类
40、复合膜。目前使用最广泛的是芳香聚酰胺类复合膜。一、转化法一、转化法可分为可分为UFUF膜转化法和膜转化法和RORO膜转化法膜转化法vUFUF膜转化法膜转化法先制得较小孔径的先制得较小孔径的UFUF膜，然膜，然后对其进行热处理、荷电化后处理，使膜表后对其进行热处理、荷电化后处理，使膜表面致密化。面致密化。vRORO膜转化法膜转化法调整合适的有利于调整合适的有利于RORO膜表面膜表面疏松化的工艺条件，如铸膜液中添加剂的选疏松化的工艺条件，如铸膜液中添加剂的选择、各成分的比例及浓度等，使表层疏松化择、各成分的比例及浓度等，使表层疏松化而制得而制得NFNF膜。膜。二、共混法二、共混法v将两种或两种以上
41、的高聚物进行液相共混，将两种或两种以上的高聚物进行液相共混，通过合理调节铸膜液中各组分的相容性差异通过合理调节铸膜液中各组分的相容性差异及研究工艺条件对相容性的影响，可制备表及研究工艺条件对相容性的影响，可制备表层具有纳米级孔径的层具有纳米级孔径的NFNF膜。如膜。如CA-CTACA-CTA纳滤膜纳滤膜的制备。的制备。三、复合法三、复合法v用得最多且最有效的制备用得最多且最有效的制备NFNF膜的方法膜的方法v原理就是在微孔基膜上复合上一层具有原理就是在微孔基膜上复合上一层具有纳米级孔径的超薄表层（活性层）。纳米级孔径的超薄表层（活性层）。v微孔基膜（多孔支撑体）的制备微孔基膜（多孔支撑体）的制
42、备烧烧结法和结法和L-SL-S相转化法相转化法超薄表层制备及复合超薄表层制备及复合1 1、涂敷法（较为经典）、涂敷法（较为经典）2 2、界面聚合法（最有效，该法所制得的、界面聚合法（最有效，该法所制得的NF NF 膜品种最多、产量最大）膜品种最多、产量最大）3 3、化学蒸气沉积法（较新的方法）、化学蒸气沉积法（较新的方法）4 4、动力形成法（也较新的方法）、动力形成法（也较新的方法）四、荷电化法四、荷电化法v膜荷电后可提高膜的耐压密性、耐酸膜荷电后可提高膜的耐压密性、耐酸/ /碱性及碱性及抗污染性，提高水的通量。抗污染性，提高水的通量。v荷电膜可分表层荷电膜和整体荷电膜。荷电膜可分表层荷电膜和
43、整体荷电膜。v荷电化的方法：表面化学处理法、由荷电材荷电化的方法：表面化学处理法、由荷电材料通过料通过L-SL-S相转化法直接成膜、含浸法、成互相转化法直接成膜、含浸法、成互聚合法聚合法第四节第四节纳滤膜的分离性能纳滤膜的分离性能v纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来，但纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来，但制作比反渗透膜更精细。制作比反渗透膜更精细。v日本学者大谷敏郎对纳滤膜进行了具日本学者大谷敏郎对纳滤膜进行了具体的定义：体的定义：操作压力操作压力1.50MPa1.50MPa，截留，截留分子量分子量20010002001000，NaClNaCl的截留率的截留率9090的膜可以认为是纳滤膜。的膜可以认为是
44、纳滤膜。 v纳滤同超滤一样，也是以压力差为推动力的膜分离过程，纳滤同超滤一样，也是以压力差为推动力的膜分离过程，纳滤介于超滤与反渗透之间，它能截留透过超滤膜的一部纳滤介于超滤与反渗透之间，它能截留透过超滤膜的一部分分子量较小的有机物，透析反渗透所能截留的无机盐。分分子量较小的有机物，透析反渗透所能截留的无机盐。因此，纳滤的特性主要体现在以下因此，纳滤的特性主要体现在以下2 2个方面：个方面： 截留水溶液中的分子量为数百的有机分子；截留水溶液中的分子量为数百的有机分子； 受膜与离子间受膜与离子间DonnanDonnan效应的影响，纳滤膜对不同价态的效应的影响，纳滤膜对不同价态的 离子截留能力不同
45、。离子截留能力不同。 透透透透4-5对盐的截留性能：主要依靠离子与膜之间的静电作用。对盐的截留性能：主要依靠离子与膜之间的静电作用。价态不同，截留程度不同。大致分离规律；价态不同，截留程度不同。大致分离规律；1 1） 对于阴离子，截留率按下列顺序递增；对于阴离子，截留率按下列顺序递增； NO NO3 3- -, Cl, Cl- -, OH, OH- -, SO, SO4 42-2-, CO, CO3 32-2-2 2）对于阳离子，截留率递增顺序为：）对于阳离子，截留率递增顺序为： H H+ +, Na, Na+ +, K, K+ +, Ca, Ca2+2+, Mg, Mg2+2+, Cu, C
46、u2+2+3 3）一价离子渗透，多价阴离子滞留（高截留率）一价离子渗透，多价阴离子滞留（高截留率）4 4） 截留相对分子质量在截留相对分子质量在20010002001000，适用于分子大小为，适用于分子大小为1nm 1nm 的溶解组分的分离。的溶解组分的分离。纳滤分离规律纳滤分离规律纳滤膜的分离原理纳滤膜的分离原理 纳滤膜处于超滤和反渗透两者之间，且纳滤膜处于超滤和反渗透两者之间，且大部分为荷电膜，纳滤膜的分离原理可以理大部分为荷电膜，纳滤膜的分离原理可以理解为解为溶解溶解-扩散原理扩散原理以及以及电效应电效应两方面。其两方面。其传质机理根据分离对象的不同，主要有以下传质机理根据分离对象的不同
47、，主要有以下两种类型。两种类型。 1 1纳滤膜分离纳滤膜分离非电解溶液非电解溶液时的传质模型时的传质模型 2 2纳滤膜分离纳滤膜分离电解质溶液电解质溶液时的传质模型时的传质模型 1 1分离非电解溶液时的传质模型分离非电解溶液时的传质模型 (1) (1) 溶溶解解扩扩散散模模型型 溶溶解解- -扩扩散散模模型型是是由由 LonsdaleLonsdale等人提出的，其过程可概括为等人提出的，其过程可概括为3 3步：步： 溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解溶质和溶剂在膜的料液侧表面外吸附和溶解 溶溶质质和和溶溶剂剂之之间间没没有有相相互互作作用用，它它们们在在各各自自化化学学位位差差的的推推动动
48、下下仅仅以以分分子子扩扩散散方方式式通通过过渗渗透透膜膜的的活性层活性层 溶质和溶剂在膜的透过侧表面解吸溶质和溶剂在膜的透过侧表面解吸 （2 2）空间位阻孔道模型）空间位阻孔道模型2 2分离电解质溶液时的传质模型分离电解质溶液时的传质模型 (1)Donnan(1)Donnan平平衡衡模模型型 将将荷荷电电基基团团的的膜膜置置于于含含盐盐溶溶剂剂中中时时，溶溶液液中中的的反反离离子子在在膜膜内内浓浓度度大大于于其其在在主主体体溶溶液液中中的的浓浓度度，而而同同名名离离子子在在膜膜内内的的浓浓度度则则低低于于其其在在主主体体溶溶液液中中的的浓浓度度。由由此此阻阻止止了了同同名名离离子子从从主主体体
49、溶溶液液向向膜膜内内的的扩扩散散，为为了了保保持电中性，反离子也被膜截留。持电中性，反离子也被膜截留。 （2 2）空间电荷模型）空间电荷模型(SC(SC模型模型) ) 它是表征膜对电它是表征膜对电解质及离子的截留性能的理想模型，模型假设解质及离子的截留性能的理想模型，模型假设膜由孔径均一而且其壁面上电荷均匀分布的微膜由孔径均一而且其壁面上电荷均匀分布的微孔组成。孔组成。 (3)(3)固固定定电电荷荷模模型型(TMS(TMS模模型型) ) 该该模模型型假假设设膜膜是是均均质质无无孔孔的的，膜膜中中固固定定电电荷荷的的分分布布是是均均匀匀的的，不不考考虑虑孔孔径径等等结结构构参参数数，认认为为离离
50、子子浓浓度度和和电电势势能能在在传传质质方方向向具具有有一一定定的的梯梯度度。固固定定电电荷荷模模型型其其实实是是空空间电荷模型的简化形式。间电荷模型的简化形式。 （4 4）杂化模型）杂化模型 该模型认为膜质相同且无孔，但该模型认为膜质相同且无孔，但离子在极细微的膜孔隙中的扩散和对流传递会受离子在极细微的膜孔隙中的扩散和对流传递会受到立体阻碍作用的影响。该模型建立在扩展的到立体阻碍作用的影响。该模型建立在扩展的Nernst-PlankNernst-Plank方程上，用于表征两组分和三组分方程上，用于表征两组分和三组分的电解质溶液的传递现象。的电解质溶液的传递现象。 第第五五节节纳滤装置纳滤装置
51、与膜污染防治与膜污染防治 NF NF膜组件有膜组件有4 4种形式：种形式：I.I.卷式（主要用于脱盐及超纯水的制备）卷式（主要用于脱盐及超纯水的制备）II.II.中空纤维式（水的软化）中空纤维式（水的软化）III.III.板框式（处理粘度较大的料液）板框式（处理粘度较大的料液）IV.IV.管式（处理含悬浮物、高粘度的料液）管式（处理含悬浮物、高粘度的料液）膜组件的使用方式膜组件的使用方式纳滤膜分离系统设计中的注意事项纳滤膜分离系统设计中的注意事项1 1）操作压力：）操作压力： 操作压力越高，透过膜的水通量越大，但是高压下导致操作压力越高，透过膜的水通量越大，但是高压下导致膜的致密化会使得水通量
52、降低。通常膜系统有两种操作方式，膜的致密化会使得水通量降低。通常膜系统有两种操作方式，即恒定压力操作法和恒定通量操作法。即恒定压力操作法和恒定通量操作法。2 2）操作温度：）操作温度： 温度对透过膜的水通量影响较大，根据粘度随温度的变温度对透过膜的水通量影响较大，根据粘度随温度的变化规律，推测出化规律，推测出2525附近水温每升高附近水温每升高11，水通量增加，水通量增加2.5%2.5%。但温度过高则可能导致膜的致密化。但温度过高则可能导致膜的致密化。3 3）操作流量：）操作流量： 膜分离系统需根据膜组件内部膜与膜之间的间距确定适膜分离系统需根据膜组件内部膜与膜之间的间距确定适宜的操作流量。提
53、高膜面流速有利于抑制膜面的浓差极度化，宜的操作流量。提高膜面流速有利于抑制膜面的浓差极度化，但同时增大了膜组件进出口的压力差使得膜的有效操作压力但同时增大了膜组件进出口的压力差使得膜的有效操作压力降低。降低。纳滤膜的污染和劣化纳滤膜的污染和劣化纳滤膜组件的分离性能可能会因为膜的污染或劣化而化纳滤膜组件的分离性能可能会因为膜的污染或劣化而化生变化，膜的污染和劣化的分类及其产生原因列于下图生变化，膜的污染和劣化的分类及其产生原因列于下图。膜污染防治和清洗方法膜污染防治和清洗方法一般出现以下三种情形前就因对膜组件进行清洗：一般出现以下三种情形前就因对膜组件进行清洗：1，盐的透过率增大，盐的透过率增大
54、1倍或系统已经无法继续运行；倍或系统已经无法继续运行；2，较短时间内浓缩水或透过水流量的变化超过，较短时间内浓缩水或透过水流量的变化超过10%；3，膜组件供水侧进出口的压力差增大，膜组件供水侧进出口的压力差增大1倍倍.纳滤膜特点纳滤膜特点纳滤膜允许低分子盐分通过而截留较高分子纳滤膜允许低分子盐分通过而截留较高分子量的有机物和多价离子；量的有机物和多价离子；纳滤膜往往和其他分离及生产过程相结合起纳滤膜往往和其他分离及生产过程相结合起到降低处理费用、提高分离效果的作用；到降低处理费用、提高分离效果的作用；纳滤膜在某些方面可替代传统的费用高、工纳滤膜在某些方面可替代传统的费用高、工艺繁琐的分离方法。
55、艺繁琐的分离方法。第第六六节节 纳滤膜的主要应用纳滤膜的主要应用 纳滤纳滤(NF)(NF)由于其具有纳米级的膜孔径、膜上多由于其具有纳米级的膜孔径、膜上多带电荷等结构特点，因而主要用于以下几个方面：带电荷等结构特点，因而主要用于以下几个方面： 不同分子量的有机物质的分离；不同分子量的有机物质的分离； 有机物与小分子无机物的分离；有机物与小分子无机物的分离； 溶液中一价盐类与二价或多价盐类的分离；溶液中一价盐类与二价或多价盐类的分离；盐盐与其对应酸的分离。与其对应酸的分离。 1.1.生产和生活用水的净化及软化生产和生活用水的净化及软化 纳滤膜法一般可用于三卤甲烷中间体、异味、纳滤膜法一般可用于三
56、卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成剂、可溶性有机物、钙、镁等硬色度、农药、合成剂、可溶性有机物、钙、镁等硬度成分及蒸发残留物质的去除，并在低压下实现水度成分及蒸发残留物质的去除，并在低压下实现水的软化及脱盐。的软化及脱盐。 例：纳滤膜技术水处理设备为泰山景例：纳滤膜技术水处理设备为泰山景区天然山泉水铸造品牌区天然山泉水铸造品牌 公司山泉水的原水全部采公司山泉水的原水全部采自海拔自海拔600600多米、人迹罕至的多米、人迹罕至的岩石间，通过上千米全封闭专岩石间，通过上千米全封闭专用输水管道，将山泉水直接引用输水管道，将山泉水直接引入制水车间，入制水车间，经过高新纳滤技经过高新纳滤技术水处理设备
57、、术水处理设备、全封闭自动灌全封闭自动灌装流水线和严格的产品安全程装流水线和严格的产品安全程序检测等一系列流程处理，序检测等一系列流程处理，最最大程度地保留了山泉水中所含大程度地保留了山泉水中所含有的有益矿物质有的有益矿物质，并获得国家，并获得国家质检总局颁发的质检总局颁发的QSQS认证。认证。 天烛峰山泉水公司的高新天烛峰山泉水公司的高新纳滤技术水处理设备纳滤技术水处理设备2 2食品方面的应用食品方面的应用 大豆乳清排放水中低聚糖的回收大豆乳清排放水中低聚糖的回收大豆蒸煮液的循环利用大豆蒸煮液的循环利用土豆淀粉生产过程排放水的处理土豆淀粉生产过程排放水的处理蔬菜汁及果汁的高浓度浓缩蔬菜汁及果
58、汁的高浓度浓缩葡萄汁的浓缩制备葡萄酒葡萄汁的浓缩制备葡萄酒奶酪乳清中乳酸的回收奶酪乳清中乳酸的回收 水产加工过程中蛋白质的回收和水产加工过程中蛋白质的回收和氨基酸的分离浓缩等氨基酸的分离浓缩等糖溶液的浓缩糖溶液的浓缩 单糖的精制单糖的精制 发酵过程水处理发酵过程水处理咖啡萃取液的浓缩咖啡萃取液的浓缩 酒精蒸馏排放水的处理酒精蒸馏排放水的处理 麦芽糖、环糊精以及天麦芽糖、环糊精以及天冬酰胺的回收精制冬酰胺的回收精制3. 3. 医药方面医药方面 (1)(1)抗生素的纯化和浓缩抗生素的纯化和浓缩 方方法法一一：先先用用纳纳滤滤膜膜浓浓缩缩再再用用溶溶剂剂萃萃取取，调调节节酵酵液液pHpH值值和和温温
59、度度，用用纳纳滤滤浓浓缩缩到到抗抗生生素素的的溶溶解解度度极极限限附附近近，小小分分子子的的有有机机物物和和盐盐进进入入渗渗透透液液，这这一一方方法法可可大大大大提提高高萃取设备的生产能力，降低溶剂的用量；萃取设备的生产能力，降低溶剂的用量； 方方法法二二：先先用用溶溶剂剂萃萃取取，再再用用纳纳滤滤膜膜浓浓缩缩，从从发发酵酵液液中中通通过过澄澄清清和和溶溶剂剂萃萃取取来来分分离离，对对萃萃取取液液进进行行纳纳滤滤处处理理来来浓浓缩缩抗抗生生素素。由由于于溶溶剂剂可可循循环环利利用用，可可节节约约8080的的成本。成本。（2 2）多肽的纯化和浓缩）多肽的纯化和浓缩 医药工业中，肽和多肽通常用色谱
60、柱或层医药工业中，肽和多肽通常用色谱柱或层析从有机或水溶液中纯化，再通过热蒸发方式抽析从有机或水溶液中纯化，再通过热蒸发方式抽真空进一步浓缩。由于过低的肽浓度真空进一步浓缩。由于过低的肽浓度(0.1(0.10.50.5) )，蒸发过程持续时间太长，就可能破坏提纯，蒸发过程持续时间太长，就可能破坏提纯的产品的产品, ,同时消耗大量的有机水淋洗液。同时消耗大量的有机水淋洗液。 用纳滤代替蒸发用纳滤代替蒸发, ,可低温高效进行，操作简可低温高效进行，操作简便；在浓缩的同时，对多肽进行纯化，将非常小便；在浓缩的同时，对多肽进行纯化，将非常小的有机污染物和低分子量的盐分除去。的有机污染物和低分子量的盐分
61、除去。 4 4工业废水及生活污水的处理工业废水及生活污水的处理 (1)(1)含溶剂废水的处理含溶剂废水的处理 反渗透前加一纳滤过程来解决，反渗透后达不到反渗透前加一纳滤过程来解决，反渗透后达不到相分离点或使相分离点不稳定相分离点或使相分离点不稳定( (相分离时间长相分离时间长) )，使得，使得相分离失败或在相分离糟中分离不完善，因而造成在相分离失败或在相分离糟中分离不完善，因而造成在返回循环系统时继续相分离而污染膜表面的问题。返回循环系统时继续相分离而污染膜表面的问题。(2)(2)化学工业废水的处理化学工业废水的处理 NFNF膜在浓缩废水中有机成分的同时，让盐分透过，膜在浓缩废水中有机成分的同
62、时，让盐分透过，达到分级分别处理。解决废水对焚烧炉或曝气装置达到分级分别处理。解决废水对焚烧炉或曝气装置产生腐蚀和微生物不能降解低分子量有机物的问题。产生腐蚀和微生物不能降解低分子量有机物的问题。 化学工业除废水处理外，纳滤技术还用于汽油和化学工业除废水处理外，纳滤技术还用于汽油和煤油的分离，甘油的回收和浓缩，胶卷冲洗液中药剂煤油的分离，甘油的回收和浓缩，胶卷冲洗液中药剂的回收，造纸工业排水中木质素和木糖的回收，尼龙的回收，造纸工业排水中木质素和木糖的回收，尼龙生产过程排水中己内酰胺的浓缩回收等。生产过程排水中己内酰胺的浓缩回收等。(3)(3)生活污水的处理生活污水的处理 生活污水一般用生物降
63、解化学氧化法结合处理，生活污水一般用生物降解化学氧化法结合处理，但氧化剂的浪费太大，残留物多。因此可以在它们但氧化剂的浪费太大，残留物多。因此可以在它们之间加一纳滤环节，使能被微生物降解掉的小分子之间加一纳滤环节，使能被微生物降解掉的小分子透过透过(Mw100)(Mw 100)(Mw 100)，再经化学氧化器后再生物降解，这样就，再经化学氧化器后再生物降解，这样就可充分利用生物降解作用，节约氧化剂或活性炭用可充分利用生物降解作用，节约氧化剂或活性炭用量，降低最终残留物含量。量，降低最终残留物含量。5 5废液处理和再用废液处理和再用 (1)(1)乳清脱盐乳清脱盐 乳清含有乳清含有4 46 6Na
64、ClNaCl、6 6的固体，的固体，BODBOD达达45 45 000mg/L000mg/L，直接排放则是极严重的污染源。用纳滤处理，直接排放则是极严重的污染源。用纳滤处理，可溶盐在渗透液中可再循环或排放，截留物可加到常可溶盐在渗透液中可再循环或排放，截留物可加到常规乳清中。规乳清中。 (2)(2)含铬废水的处理含铬废水的处理 在制革过程中，多用硫酸铬进行鞣制，但仅70左右被利用，故废水中大量铬盐会引起严重的排放问题，因此使铬盐回用，不仅经济效益好，且保护了环境。 （3 3）有机化工废液处理）有机化工废液处理 有机化工废液的污染性是严重的，应严格有机化工废液的污染性是严重的，应严格处理。通常因
65、其含有盐等而难以处理，用纳滤处理。通常因其含有盐等而难以处理，用纳滤可浓缩这些有机物，进行分别处理。可浓缩这些有机物，进行分别处理。 6 6纳滤其他方面的应用纳滤其他方面的应用纳滤膜在其他方面的应用有以下几方面：纳滤膜在其他方面的应用有以下几方面：从含催化剂的溶剂中回收催化剂；从含催化剂的溶剂中回收催化剂；从废糖液中回收更多的糖；从废糖液中回收更多的糖；对糖脱色树脂再生液进行再处理，水回用；对糖脱色树脂再生液进行再处理，水回用；从废酸、碱溶液中回收废酸、碱；从废酸、碱溶液中回收废酸、碱；从含重金属离子的盐水中回收溴。从含重金属离子的盐水中回收溴。 总总之之，纳纳滤滤应应用用范范围围广广泛泛，经经济济效效益益十十分分显显著著，并并且且纳纳滤滤技技术术已已被被列列入入“2 21 1世世纪纪水水计计划划”。为为了了能能尽尽可可能能地地除除去去饮饮用用水水中中全全部部有有机机物物而而保保留留部部分分无无机机物物，发发展展高高效效去去除除有有机机物物的的纳纳滤滤膜膜( (提提高高膜膜分分离离精精度度，使使它它能能在在百百量量级级分分子子范范围围内内有有3 3 4 4个个截截留留级级分分，提提高高膜膜的的耐耐试试剂剂、耐耐热热、耐耐氧氧化化和和抗抗污污染染等等性性能能，提提高高通通量量，降降 低低 力力) )， 是是 纳纳 滤滤 技技 术术 发发 展展 的的 重重 要要 方方 向向 。
