程龙
北京翰祺环境技术有限公司 北京市 100085
摘要：纳滤技术作为一种新型的膜分离技术，近年来得到国内外专家学者的广泛关注和深入研究。结合课题组在纳滤水处理领域的研究进展，综述了纳滤膜技术在工业水处理、饮用水净化、医药废水、垃圾渗滤液处理、淋浴水回用、特种水处理及海水淡化等方面的研究现状，并展望了纳滤膜技术的发展前景。
关键词：纳滤膜；水处理；应用现状；前景
引言：中国经济的发展实际上付出了环境污染的代价，尤其是水污染现象比较严重，所以面对我国水处理过程困难的问题，有关部门采用的压力驱动膜技术，使得水污染问题有了新的解决希望，但是纳滤水处理存在着膜污染的问题，而膜污染需要较高的治理成本，所以在对纳滤膜有充分了解的基础上，做好纳滤膜的维护工作十分必要。
一、纳滤膜的定义
1、纳滤膜结构简介
纳滤膜分离过程不需要高温的条件，它可以实现在常温下进行分离工作，同时不会产生相变和化学反应，即使是分离介质中含有生物活性成分，也不会对分离产生反向作用。纳滤膜在应用过程中有筛分效应和电荷效应两种特性，这是因为，纳滤膜在发展的过程中，出现了四种结构形式：首先是卷式膜，这种类型的纳滤膜通常能形成较大的过滤面积，所以也比较常见。其次就是中空纤维膜，大多数情况下，中空纤维膜常用作水软化，再次，就是板框式纳滤膜，这种类型的纳滤膜适用于粘度较大的水质，最后就是管式纳滤膜，适用于含有较多悬浮物的水体。
2、纳滤膜的污染
水中若含有钙离子容易形成碳酸钙而逐渐沉降在膜表面，导致孔径堵塞；同样，二氧化硅等胶体颗粒也容易在膜表面附着而使其孔径堵塞，从而导致纳滤膜的污染。某些极性的有机物，在氢键作用、憎水作用以及色散力吸附的共同作用下，会吸附在膜表面。另外，如果水中存在腐殖质等一些适合微生物生长的大分子物质，就会在分离过程中逐渐富集到膜表面，进而使得微生物在此粘附生长，并在过程中产生一些代谢物再次粘附在膜表面，使其孔径严重的堵塞。
二、纳滤水处理的应用
1、金属加工和电镀
在金属加工过程中，需要大量的水以进行清洗工作，而金属容易溶于水中，最终形成金属离子，同时，电镀工厂也会产生大量含有重金属离子的废水，例如铅离子、铜离子、镍离子和铬离子等，而这些重金属离子会对环境尤其是对水造成严重的污染，这样就需要对这些废水进行科学的回收和浓缩。具体来讲，工厂在对这些重金属离子回收的过程中，可以适当应用一些抗污染的超滤膜配合高压纳滤膜开展回收工作，实验表明，采用这种回收技术，其回收率可高达90%，而经处理后的废水还可以二次利用，比如可以应用于金属加工和电镀行业。
2、纺织印染行业
纺织印染是一项污染较为严重的行业，生产过程中有较多的污水产生，通常使用臭氧氧化法进行处理，但存在着耗水量大、处理周期长的弊端。针对纺织印染废水中的COD含量高、颜色深等问题，应用纳滤膜分离技术能够有效的截流这些污染物质，过滤后的水可以再次回用。如牛仔布生产中的废水如果使用活性污泥法处理，处理后的水并不能回用，仍会对环境造成一定的影响，而应用纳滤膜分离技术能够截流90%的COD，废水在处理后电导降低到2670μs/cm以下，色度不超过十度，完全可以再利用。
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3、食品加工及化工行业
食品加工行业废水中含有大量的有机物，主要以糖类和蛋白质类物质为主，而这些有机物的排放会造成生产效率的降低，因此可以利用纳滤膜对有机物的截留作用进行回收。如在某食品加工过程中会产生含葡萄糖的废水，经过纳滤膜进行过滤后，甚至能够直接对葡萄糖进行回收，这时的葡萄糖纯度高于85%，同时，废水中的COD含量可以由原来的90g/L降低到3g/L。以此类推，在一些化工行业中，也可以对工业废水进行固形物截流以及浓缩处理，可以起到大大减少污水排放量的效果，比如说，大豆异黄酮废水中的固含量大约有2%左右，通过使用纳滤膜进行处理，处理后的固含量可以提高至11%，在这个过程中，其中含有的酒精能够被回收，这样能够极大地减少化工行业酒精的用量，以达到降低工厂污水排放量的目的。
4、海水淡化
在现阶段的技术发展中，纳滤膜分离技术在对海水淡化中的应用较多，其原理是因为纳滤膜能够有效结合反渗透膜，对盐分较高的海水进行淡化处理，这样可利用的淡水资源就会增多，淡化过的海水可以应用于生活用水，具体来讲，运用纳滤膜来对海水进行淡化的过程有以下几个步骤，首先是使用纳滤膜对事先准备好的海水进行二价离子截流工作，接下来通过反渗透膜，对截流后的水进行过滤，产出的水清晰度提高，杂质被过滤掉，这样的水可接近饮用水标准。在对海水淡化进行研究的过程中需要注意的是，不是只有纳滤膜分离技术一种，除此之外，还有正渗透法和离子交换法等，通过将它们与纳滤膜结合使用，可以有效提高海水淡化的效率，并在最大限度上提高淡化后的海水水质。
5、生活污水及饮用水的处理
生活污水的处理能够提高水的循环再利用率，纳滤分离技术通常应用在生活污水的二次处理中，能够有效的降低水的电导率，减少总氮、总磷、有机物等杂质含量，满足污水的排放标准。目前我国的饮用水在进入管网前先要经过氯气杀毒处理，这种处理方法会在水中残留一定量的余氯，饮用含有余氯的水不利于人体的健康，应用纳滤膜分离技术处理后，能够有效减少余氯、三卤甲烷以及DOC的含量，还可以降低生物降解型溶解有机碳的含量，使得饮用水水质大大提高，保证了健康的生活质量。
三、纳滤水处理的发展前景
科技在给人们的生活带来便利的同时，其产生的人工化学合成物也在污染着环境，人们赖以生存的家园被生活污水和工农业废水等侵蚀，随着地球水质和环境的恶化，世界范围内出现了一系列的水污染事件，不仅在短期内威胁着人们的身体健康，从长期内其对于地球家园甚至是全人类的未来都会有致命的影响，而纳滤膜水处理技术可以使得水质的污染问题有机会得到解决，加上我国十分重视水污染问题，甚至已经将纳滤膜水处理技术纳进“21世纪的水计划”，这样人类的健康在某种程度上得到了保证，纳滤膜的选择性相对敏锐，加上它独具的超滤及反渗透的分离性能，能够在最大限度上实现可持续发展。但是纳滤膜技术还有很多的不足，包括膜的传质机理和分离精度都有待进一步完善，开发新的膜材料以提高膜通量，增强耐热性、耐溶性、抗氧化和抗污染能力；开发高效的膜清洗方法，以延长膜的使用寿命；开发新的集成工艺和优化处理方法，扩大应用范围、降低成本，对原水进行必要的预处理确保水质符合纳滤膜的分离要求，从而减少膜污染、延长膜寿命。为提高应对突发水质事件的快速反应能力，优化在线自动化检测技术，随着我国膜工业的不断发展，膜技术水平的不断提高，纳滤膜分离技术在水处理中必将具有广阔的应用前景。
结语：综上所述，随着技术的发展，纳滤膜得到了社会尤其是水质研究机构的重视，因为纳滤水处理可以广泛应用于食品加工和化工废料处理行业，以减少污染，还能应用于金属加工等行业，其中最引人注目的就是海水淡化处理，在纳滤水处理取得进展的今天，其可以对生活污水进行过滤处理，所以纳滤水处理拥有十分光明的发展前景。
参考文献
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[2]阎光明，李桂枝.纳滤膜在水处理中的应用[J].环境工程，2001，19（1）：23-25.
[3]罗敏，候立安.纳滤膜污染的分析与机理研究[J].水处理技术，1998，24（6）：318-323.
论文作者:程龙
论文发表刊物:《防护工程》2018年第11期
论文发表时间:2018/10/17
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