纳滤技术的特点及其应用 摘要:纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术。文章综述了纳滤膜的特性，分离机理，影响纳滤膜分离特性的因素及其在水处理、制药业、食品及染料等行业过程中的应用，并对其更广泛的发展前景进行展望。 关键词: 纳滤; 纳滤膜; 膜分离; 应用 20 世纪80 年代初期发展起来纳滤(NF)与反渗透和超滤一样均属于压力驱动的膜分离过程。它通过膜的渗透作用，借助外界能量或化学位差的推动，对两组分或多组分混合气体或液体进行分离、分级、提纯和富集。作为一种新型的分离技术，纳滤膜在分离过程中表现以下两个显著特征：一个是因为纳滤膜表面分离层由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用，所以对无机盐有一定的截留率； 2000，介于反渗透膜和超滤膜之间[1]。纳滤膜的表另一个是其截留分子量为200 ~ 层孔径处于纳米级范围，在渗透过程中截留率大于90%的最小分子约为1nm，因而称为纳滤[2]。 1．纳滤膜的分离机理 纳滤膜分离机理的研究自纳滤膜产生以来一直是热点问题。尽管纳滤膜的应用越来越广泛，其迁移机理还没能确切地弄清楚。传统理论认为纳滤膜传质机理与反渗透膜相似，是通过溶解扩散传递。随着对纳滤膜应用和研究的深入，发现这种理论不能很好解释纳滤膜在分离中表现出来的特征。就目前提出的纳滤膜机理来看，表述膜的结构与性能之间关系数学模型有电荷模型、道南-立体细孔模型、静电位阻模型。 电荷模型根据对膜内电荷及电势分布情形的不同假设，分为空间电荷模型(the SpaceCharge Model)和固定电荷模型(the Fixed-Charge Model)。空间电荷模型[3]最早由Osterle 等提出，该模型的基本方程由Poisson-Boltzmann 方程、Nernst-P1anck 方程和Navier-Stokes 方程等来描述。运用空间电荷模型，不仅可以描述诸如膜的浓差电位、流动电位、表面Zeta 电位和膜内离子电导率、电气粘度等动电现象，还可以表示荷电膜内电解质离子的传递情形。固定电荷模型[4]最早由Teorell、Meyer 和Sievers 提出，因而通常又被人们称为 Teorell-Meyer-Sievers(TMS)模型。固定电荷模型假设膜为一个凝胶相，其电荷分布均匀、贡献相同；离子浓度和电位在传递方向具有一定梯度；主要描述膜浓差电位、溶剂和电解质在膜内渗透速率及其截留性。 道南-立体细孔模型[1, 5](Donnan-steric Pore Model)建立在Nernst-planck 扩展方程基础上，用于表征两组分及三组分的电解质溶液的传递现象，假定膜是由均相同质，电荷均布的细孔构成，分离离子时，离子与膜面电荷之间存在静电
在国内纳滤膜市场，陶氏公司（DOW）生产的纳滤膜在市场上深受用户喜爱，特别是在工业水处理领域市场销量及用户评价一直很高。美国陶氏公司生产的纳滤膜在国内 深圳蓝膜水处理技术有限公司（滤膜事业部）专业从事水处理行业核心配件的供应，与美国陶氏公司的膜事业部已建立长期稳健的合作关系，是美国陶氏公司品牌分离膜产品的中国特许经销商，年销售额超两千万人民币，是美国陶氏公司在大中华区的膜产品经销商。 2018年开始，深圳市蓝膜水处理技术有限公司（膜产品事业部）是美国陶氏公司膜产品中国经销商，已累计销售美国陶氏膜产品超过5万支，建立了覆盖全国的销售网络，服务客户超过500家。蓝膜公司膜事业部以客户为中心、根据客户需求，销售进口膜产品，同时建立了完善的仓储物流网络，在深圳和上海设有两个仓库，常年备货3000多支，存货超过上千万元，为用户提供快捷安全的配送服务。 膜产品的销售没有中间环节，性价比高，公司与美国陶氏公司中国各代表处紧密合作，在全国范围内为用户提供完善、及时的技术咨询和售后服务，使客户放心购买，用户安心使用。 美国陶氏化学公司是世界上同时拥有膜和离子交换树脂两大类分离技术和产品的公司之一，膜产品注册商标为DOW? FILMTEC? 反渗透膜/纳滤膜、DOW?超滤膜、DOW?EDI，离子交换树脂注册商标为DOWEX?、MARATHON?、MONOSPHERE?、A MBERLITE?、AMBERJET?、UPCORE?和AMBERPACK?，由陶氏水处理及过程解决方案负责，采用陶氏水处理产品，用户可实现“以低的成本，获得高的产水品质”。 自从陶氏FILMTEC公司在世界上首先发明实用性的复合膜以来，膜及其应用技术就得到了前所未有的发展，许多领域的开拓及其规模化应用均是从使用陶氏膜元件开始的，
纺织学报第２４卷第４期 纳滤膜分离技术在染料生产中的应用研究 刘梅红苏鹤祥俞三传高从踏 （浙江工程学院，杭州，３１００３３）（上海染化八厂）（国家海洋局杭州水处理开发中心） 摘要；研究纳滤膜分离技术在染料生产中的应用。对纳滤膜和组箍的选择，膜法染料除盐、精制和浓缩工艺．膜法染料生产工艺优化，以及膜的污染和清洗等作了分析和讨论。 关■词：染料膜分离技术应用研究 中圈法分类号：Ｔｓ１９０．２文献标识码：Ａ 膜分离技术具有高效、低能耗、工艺简单、操作方便、过程易控制、无污染等优点，是一种新型分离技术。纳滤膜分离技术主要基于孔径筛分效应来实现对物料的选择性分离，膜对分子量大于２００的有机物有较高的截留率，而对低分子有机物和小分子盐类则基本上透过，从而实现对不同分子量物质的选择性分离和大分子有机物与小分子盐类的分离，近几年来，纳滤膜技术在生物、医药、化工等行业的产品的分离、精制、浓缩等方面得到了广泛应用，并取得了良好的经济和社会效益““。。 染料生产的通常工艺制成的液体粗制品，需盐析、过滤、并加水稀释、再喷雾干燥”ｏ，得到的固体粉状染料含盐量高（约３０ｗＬ％）、纯度和品质不高，同时将产生大量高盐度、高色度、高ｃＯＤ的浓废水，严重影响经济效益并污染环境，因而，提高我国染料工业产品的品质和价值十分重要。２０世纪９０年代起，国际上采用先进的纳滤膜技术，将制成的液体粗制品，通过纳滤膜技术进行一次性浓缩、脱斌，再喷雾干燥，既节约了干燥热能，又提高了染料的纯度和品质，提升了染料的价值，具有较好的经济效益；同时还大大降低了废水污染，为一绿色生产工艺，是目前国际染料工业的发展方向之一。上海染料化工八厂，在国内率先将膜分离技术应用于染料的生产中，通过纳滤膜技术对染料水溶液进行除盐、精制和浓缩，不仅提高了产品的纯度、降低生产能耗，又减少了废水的排放量，取得了显著的经济和社会效益。研究纳滤膜技术在染料生产应用过程中对膜的选择、除盐浓缩工艺及优化、膜的污染与清洗等，可为膜分离技术在染料生产中的推广应用提供依据。留住，因而选择合适的纳滤膜十分关键。首先是选择纳滤膜的孔径范围，这是纳滤膜选择性分离染料和低分子有机物、盐类的基础，通常用膜对Ｎａｃｌ的截留率来表征纳滤膜的孔径大小，膜对№ｃｌ的截面率越大，膜的孔径就越小…；在满足染料全部截留的要求下，较大孔径的纳滤膜有利于其它物质的透过，实现高效选择分离；当然，在实际生产中，必须能同时满足多种染料除盐、浓缩的要求，膜孔径的选择必须保证能全部截留多种染料。其次是膜材料的选择，必须考虑膜材料与有机物的相容性、膜材料的荷电性及其与溶质的相互作用、膜的污染及清洗等问题；纳滤膜材料主要有醋酸纤维素、芳香聚酰胺、磺化聚醚砜“ｊ，醋酸纤维素纳滤膜与阴离子型染料的相容性较好，但其适用的ｐＨ范围相对较窄；芳香聚酰胺类纳滤膜，分离性能优异，对染料的截留率高，ｐＨ适用范围宽，但易被污染；磺化聚醚砜纳滤膜带有强烈的负电荷，很适宜阴电荷性染料，耐酸碱性好，但体系中不允许有阳荷性溶质，否则极易被污染。 根据所处理染料的分子量大小、染料溶液的特性，在小试研究的基础上，选择了对№ａ（２０００ｍｇ，Ｌ）截留率为５０％的醋酸纤维素纳滤膜，表ｌ给出了该类纳滤膜对不同染料的截留性能。 裹１纳滤膜对不同染料的截留性能 ｌ纳滤膜及组器选择染料生产中主要使用卷式和管式两类膜组器，采用纳滤膜技术对染料粗制品进行除盐、精制卷式膜组器的优点是单位体积有效膜面积大、价格和浓缩，染料水溶液中的无机盐、低分子有机物和水低，缺点是物料粘度、浓度不能太高；管式膜组器较在压力作用下将透过纳滤膜，而染料则被纳滤膜截适用于粘度、浓度较高的物料，同时可用海绵球清洗 万方数据
纳滤膜的工作原理及特点 纳滤(NF)是20世纪80年代后期发展起来的一种介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术，早期称为“低压反渗透”或“疏松反渗透”，是为了适应工业软化水的需求及降低成本而发展起来的一种新型的压力驱动型膜过程。 工作原理： 纳滤是在压力差推动力作用下，盐及小分子物质透过纳滤膜，而截留大分子物质的一种液液分离方法，又称低压反渗透。纳滤膜截留分子量范围为200-1000MWCO，介于超滤和反渗透之间，主要应用于溶液中大分子物质的浓缩和纯化。
1、料液具有足够的流速可将被膜截留的物质从膜表面剥离，连续不断的剥离降低了膜的污染程度，因而可在较长的时间内维持较高的膜渗透通量。 2、纳滤系统多采用错流过滤的方式。错流方式避免了在死端过滤过程中产生的堵塞现象:料液流经膜的表面，在压力的作用下液体及小分子物质透过纳滤膜，而不溶性物质和大分子物质则被截留。 3、错流过程同时避免了在死端过滤(如板框压滤机、鼓式真空过滤机)过程中依靠滤饼层进行过滤的情况，分离发生在膜表面而不是滤饼层中，因而滤液质量在整个过程中是均一而稳定的。滤液的质量取决于膜本身，使生产过程完全处于有效的控制之中。 纳滤膜的特点 1、纳滤膜的电荷效应 荷电效应是指离子与膜所带电荷的静电相互作用。大多数纳滤膜的表面带有负电荷，他们通过静电相互作用，阻碍多价离子的渗透，这是纳滤膜在较低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。 2、对不同价态的离职截留效果不同 对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。对阴离子的截留率按下列顺序递增:NO3-、CI-、OH-、SO42-、CO32-;对阳离子的截留率按下列顺序递增:H+、Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Cu2+。
纳滤膜的离子选择性研究 2010-02-11 来源: 印染在线点击次数：555 关键字：纳滤膜荷电膜离子选择性 王薇，李国东，杜启云 纳滤(nanofiltration，简称NF)膜是一种特殊而又很有前途的分离膜品种，因能截留物质的大小约为1纳米而得名。纳滤的操作区间介于超滤和反渗透之间，通常纳滤分离需要的跨膜压差为0．5～2．0MPa，比反渗透达到同样的渗透通量所需施加的压差低0．5～3．0MPa。对溶质的电荷选择性是纳滤膜最主要的性能之一，这一特性使纳滤膜在水的软化、净化和食品、染料、药物脱盐等领域的应用越来越广泛。商品纳滤膜大多数荷负电，相关的研究较多；荷正电的纳滤膜较少，故其相关的研究也鲜见报道’、为考查荷正电膜的电荷选择特点，本文用自制的荷正电纳滤膜对不同种类的无机盐溶液进行截留实验，研究荷正电纳滤膜对阴、阳离子的选择特点，对研究纳滤膜分离机理、开发荷正电膜的适用领域具有一定意义。 1实验部分 1．1实验材料与设备 实验所用材料有：聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDM)/聚砜(PSF)中空纤维内压纳滤膜，实验室自制；无机盐，分析纯． 实验仪器有：电导率仪，MC226型，瑞士梅特勒一托利多仪器公司产品；纳滤膜评价仪，自制，见图1。 1．2实验步骤 1．2．1无机盐电导率一浓度的标准曲线绘制 将无机盐在110oC下干燥24h去除所含的水分和结晶水，准确称量无机盐2．000g溶于1000mL容量瓶中．分别吸取75、50、25和10mL溶液置于100mL容量瓶中，用纯水稀释至刻度，配制成质量浓度为1．5、1．0．0．5和0．2g/L的无机盐标准溶液。分别取标准溶液3mL置于干净的试管中，用MC226型电导率仪读取电导率值，绘制各无机盐
一纳滤膜原理及现代工业应用 纳滤膜的定义 透过物大小在1－10nm，膜表面分离层可能拥有纳米级（10nm以下）的孔结构，故习惯上称之为"纳滤膜"又叫"纳米膜"、"纳米管"。 纳滤膜工作原理 纳滤是在压力差推动力作用下，盐及小分子物质透过纳滤膜，而截留大分子物质的一种液液分离方法，又称低压反渗透。纳滤膜截留分子量范围为200-1000MWCO，介于超滤和反渗透之间，主要应用于溶液中大分子物质的浓缩和纯化。 纳滤膜概述 1. 纳滤系统多采用错流过滤的方式。错流方式避免
了在死端过滤过程中产生的堵塞现象：料液流经膜的表面，在压力的作用下液体及小分子物质透过纳滤膜，而不溶性物质和大分子物质则被截留； 2. 料液具有足够的流速可将被膜截留的物质从膜表面剥离，连续不断的剥离降低了膜的污染程度，因而可在较长的时间内维持较高的膜渗透通量。 3. 错流过滤是最有效、最可靠、最可以创造经济效益的膜分离手段。 4. 错流过程同时避免了在死端过滤(如板框压滤机、鼓式真空过滤机)过程中依靠滤饼层进行过滤的情况，分离发生在膜表面而不是滤饼层中，因而滤液质量在整个过程中是均一而稳定的。滤液的质量取决于膜本身，使生产过程完全处于有效的控制之中。 卷式纳滤膜的结构 卷式纳滤膜组件设计简单，填充密度大，内部结构为多个“膜袋”卷在一多孔中心管外形成，膜袋三边粘封，另一边粘封于多孔中心管上，膜袋内以多孔支撑材料形成透过物流道。膜袋与膜袋间以网状材料形成料液流道，料液平行于中心收集管流动，进入膜袋内的透过物，旋转着流向中心收集管，并由中心收集管流出。 二、系统操作规程
A. 系统启动前的准备工作 检查物料的供应是否正常。 检查所有的电器设备连接和接地是否完好。 检查所有的仪表是否完好。 检查所有的管道、阀门是否完好。 检查所有的泵的润滑。 进料前保证系统内充满水。 启动系统电源，点动所有的泵，检查泵的旋转方向是否正确。 B. 系统运行程序 1、打开系统进料管路阀门：进料罐底阀，保安泵进出口阀，过滤器进出口阀，输送泵泵进出口阀； 打开纳滤系统内相关阀门：循环泵出料阀，膜设备进料阀，膜设备出料阀，膜设备滤出液阀，打开浓缩液出口阀； 膜运行模式切换成恒流量模式； 启动保安泵泵，使系统保持相应压力，用料液充满膜系统。 打开输送泵进出阀，启动输送泵。 启动循环泵（依次1#，2#，3#，且待前一组到达相应流量再启动下一组泵），缓慢调节浓缩液出口阀，以达到需要的压力以及浓缩倍数。
纳滤膜水处理设备的主要部件说明 纳滤膜水处理设备是陶氏纳滤膜为主要组件，主要是以略宽松的结构，类似于陶氏8040反渗透膜水处理设备.纳滤膜被膜可以进行电吸附，高F离子的电性等可以删除，与纳滤孔径、大分子不能通过，自由水分子的一部分氯化钠，一部分钙镁离子更小。包含多水处理器的优势，避免二次污染，可以构建一个健康的饮水方式。 陶氏纳滤膜可在低压(相对反渗透)下，对自来水进行软化和适度脱盐，而且还可脱除各种有、无机物质，(尤其是致癌物质)，微生物和溶解有机物，可称之为"多面手"，因而日益受到青睐。 陶氏纳滤膜在饮用水制备中的作用 (1)、以地表水为水源的自来水，经纳滤机后，可除去水中、色度、异味、三氯甲烷前体物(加氯消毒时的副产物，为致癌物质)，农药，化肥和总有机炭， (2)、以地下水为水源的自来水，经纳滤机后，可除去水中硬度成份，硫化物，硫酸盐，硝酸盐，氟化物，硼化物，砷化物等有害物质。 (3)、自来水深度处理，经纳滤机后，可除去水中盐份，细菌、病毒和热源。 陶氏纳滤膜元件水处理设备的主要应用范围 (1)、咸水除盐沿海地区的自来水往往带有咸味。如：上海市南汇区就是如此。其盐分不高，约几百～2千mg/l，但常饮此水易患高血压，冠心病，此水泡茶不香，烹调无味。需进行深度处理。 (2)、井水脱硬许多地区的自来水，以深井水为水源，故水的硬度较高。烧开水时壶面、壶低常有白，灰等色结垢或沉淀。人们常饮此水易得心脏病，脑血管合肾结石等疾病。好茶叶品不出美味，变得淡而苦涩。有时井水还出现有毒金属汞、镉、砷等，自来水厂工艺亦无法解决，需进行深度处理。 (3)、除微生物在河水中有许多病菌、隐球菌属孢子，氯气消毒不能完全杀死。在美国为此曾发生事故造成40万人感染痢疾病，所以美国以此事故为契机，开始采用过滤陶氏膜技术。 (4)、提高水质我国自来水厂的水源，常常受工业废水，生活污水和农药、化肥污染，水厂出水水质不能保证，需进行深度处理。 随着水环境污染日益恶化和改善国家饮用水标准，陶氏纳滤膜应该去除各种有机物和有害化学物质“饮用水深度处理”是越来越被人们关注。深度处理方法目前主要有：活性炭吸附、臭氧氧化、膜分离。
我国纳滤膜研制及应用技术进展 发表时间：2009-05-25T12:59:11.140Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年4月上旬刊供稿作者：刘映 [导读] 近年来，纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点，并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。 摘要：纳滤膜出现在上世纪八十年代，1993年，高从堦院士在国内首次提出纳滤膜概念[1]，近年来，纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点，并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。 关键词：纳滤膜膜技术水处理 0 引言 纳滤技术介于超滤和反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在200～1000范围，孔径为几纳米，其分离对象的粒径为约1nm。纳滤膜有着很多显著的优点，例如操作压力低，通量高，对离子形式的盐和一些有机分子的高效去除能力，而设备投资和运行保养的费用却很低。正是因为这些优点，纳滤技术在世界范围内的各个领域被越来越多的应用。纳滤膜出现在上世纪八十年代，1993年，高从堦院士在国内首次提出纳滤膜概念[1]，近年来，纳滤技术已经成为膜分离领域的研究热点，并在制药、生物化工、食品、水处理等诸多领域广泛应用。 1 纳滤膜的研制 1.1 醋酸纤维素类纳滤膜周金盛等人[2]应用相转化法制备了醋酸纤维素(CA)-三醋酸纤维素(CTA)不对称纳滤膜。针对CA/CTA比，混合溶剂比例，添加剂和制膜条件等因素对膜性能的影响进行了研究。所制得的膜在操作压力1MPa和进水温度5～25℃条件下，对1000mg/L的NaCl水溶液脱盐率达到了15～60%，而对1000mg/Na2SO4水溶液脱盐率为85～98%。刘玉荣等人[3]对醋酸纤维纳滤膜连续成膜工艺进行了研究，确定了连续制备醋酸纤维纳滤膜的工艺条件。在机制膜制备中，材料的毛疵点可能导致膜面的疵点和缺陷。而材料表面的微细的软毛，则有利于铸膜液与增强材料的结合，使膜不宜从增强材料上剥离。醋酸纤维类纳滤膜是早期在膜市场投入生产的产品，但使纳滤膜大量应用于生产实践当中并迅速发展的，是复合型纳滤膜的出现。 1.2 复合纳滤膜 1993年，高从堦在国内首先采用界面缩聚法制备芳香族聚酰胺复合纳滤膜(PA类纳滤膜)的是，并指出该膜对MgSO4的脱盐率优于NaCl，可用于水质的软化。岑美柱和章勤等人[4]采用高取代度氰乙基纤维素与二醋酸纤维素共混为膜材料，丙酮、二氧六环混合溶剂，以有机醇为主、加入适量其他添加剂为致孔剂，通过冰水凝胶浴干湿法纺丝，制得性能良好的中空纤维纳滤膜，该膜在给水质量浓度1800mg/L、操作压力为0.6MPa、水温25℃条件下，对二价盐CaCl2、一价盐NaCl的水溶液的脱盐率分别大于90%和小于60%，水通量均大于3.5mL/(cm2·h)。于品早[5]以聚偏氟乙酸（PVDF）为第二组分聚合物与三醋酸纤维素（CTA）共混，通过冻胶法纺丝工艺制备成中空纤维纳滤膜。研究了固含量，纺丝工艺和后处理条件对膜性能的影响，并测试了不同操作条件下的模性能，取得了满意的结果。 1.3 荷电纳滤膜 1.3.1 荷负电纳滤膜鲁学仁[6]以丙烯酸-丙烯腈共聚物为荷电材料，以聚砜酰胺(PSA)为基膜研制了荷负电的纳滤膜。对共聚物的合成，荷电剂浓度，反应温度和反应时间等制膜条件进行了系统试验。同时还研究了荷电膜离子交换容量与膜性能的关系。制得的膜在0.6MPa下，对自来水脱盐率为40～50%，水通量为5～10mL/(cm 2·h)，IEC为6.0×10-4～8.0×10-4meq/cm2。 苗晶等人[7]采用均相合成的方法制备了一种典型的两性聚电解质-壳聚糖硫酸酯(SCS)。以SCS的水溶液为复合纳滤膜活性层铸膜液，戊二醛为交联剂，聚砜超滤膜为基膜，采用涂敷与交联的方法制备了壳聚糖硫酸酯/聚砜(SCS/PSF)复合纳滤膜，采用环境扫描电镜(ESEM)对其表面和断面结构进行了表征，并研究了活性层铸膜液的组成及制备条件对复合膜截留性能的影响。所制得的复合NF膜在13~15℃、 0.30MPa下，对1000mg·L-1Na2SO4和NaCl溶液的截留率分别为91.2%、48.5%，通量分别为3.2、6.7kg·m-2·h-1。SCS/PSF系列复合膜对无机盐的截留顺序为：Na2SO4>NaCl> MgSO4>MgCl2。实验结果表明SCS/PSF复合膜表面活性层因吸附电解质溶液中的阴离子而荷负电，并由此决定其对无机盐的截留性能。 1.3.2 荷正电纳滤膜杨艳红和方文骥[8]以聚乙烯亚胺(PEI)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体，采用界面聚合法制备了一种荷正电纳滤膜。通过均匀实验设计，得出的优化条件为：PEI浓度为1.75%，十二烷基硫酸钠(SDS)浓度为0.1%，酸接受剂(Na2CO3：NaOH=2∶1)浓度为0.3%(均为质量浓度)，界面聚合反应时间(IPT)为2min，膜对一价盐的截留率均在30%左右，对二价盐的截留率接近70%，对低分子有机染料的截留率达90%以上。 2 水处理当中的应用 2.1 自来水深度处理崔崇威等人[9]依据大庆水源水质特点确定优质桶装水的生产工艺为:自来水—多介质过滤—臭氧化—生物活性碳过滤—精密过滤—纳滤—臭氧紫外双重消毒—自动化灌装。纳滤浓水水质分析表明优于原水，提出将其回用于工艺中，结果表明:纳滤浓水的回用可以使桶装饮用水保留一部分人体所需的矿物质，同时提高水的硬度，达到优质桶装水的要求。组合工艺对有机污染物去除效率较高，出水高锰酸盐指数小于110mg/L，效果稳定。纳滤膜操作压力低，可使原水部分脱盐，阴离子截留率按NO3-、Cl-、F-、SO42-顺序递增；尤其对该地区水中含量较高的F-有良好的去除效果；阳离子截留率按Na+、K+、Mg2+、Ca2+顺序递增，对高价离子的去除率大于其对一价离子的去除率，对水中无机和有机污染物都具有独特的分离特性。 朱安娜等人[10]针对磁场应用于自来水纳滤软化过程的初步研究表明:与同样条件下的对照实验相比，磁场的存在可以减缓纳滤膜通量衰减的速度。对膜面结垢的电镜分析发现，磁场引入纳滤膜过程可导致膜面结晶形态的改变。不加磁场的纳滤过程中，膜面上主要生成颗粒状的方解石；加磁场的纳滤过程中，膜面上针形文石的含量增高，且大多形成团簇结构。纳滤膜面上针形导磁极后在膜面上以S-N的结合次序形成链状结晶。 2.2 地表水处理地表水的成分与其中的化学物质往往随着季节的变化或是雨后地表冲积物而变化，虽然在处理地表水的过程中我们主要去除的是有机物而不是硬度，纳滤膜仍然是很可靠的选择之一。李灵芝和王占生[11]以分别以太湖水和淮河水为水源的两地水厂出厂水为研究对象，研究纳滤膜组合工艺对饮用水中可同化有机碳和致突变物的去除效果。研究表明，纳滤膜对可同化有机碳的去除率为80%，能确保饮用水的生物稳定性，对致突变物的去除率大于90%，使Ames实验结果由阳性转为阴性，对两地不同原水均能生产出安全优质的饮用水。 2.3 废水处理纳滤技术作为一种高效经济的处理手段，已经被应用于很多废水处理工艺当中。王昕彤和孙余凭[12]采用TFC-S型纳滤膜对含镍废水进行回收处理。在试验中研究了试验温度、操作压力、进料流率和溶液中Ni2+的质量浓度对Ni2+的质量截留率和透过流率的影响。
高盐化工废水通常具有较高的机污染物浓度和悬浮固体浓度，不仅处理成本高、处理难度大，且存在潜在的环境风险。相比其它传统的水处理技术，纳滤膜技术不仅对高盐化工废水的处理效果好，同时可以对污水中的有用物质进行资源回收，因此其在高盐化工废水处理的应用中具有独特的优势。本文综述了纳滤膜分离技术在印染、制药、农药等化工领域高盐废水处理中的研究现状，旨在进一步推动纳滤膜技术在高盐化工废水处理领域中的应用。 印染、农药、医药生产过程中会产生大量的含盐量高于1%(质量分数)的高盐废水，这些废水通常含有多种污染物质(有机物、盐、油、重金属和放射性物质等)。随着工业化生产水平不断提高，水资源也变得越来越宝贵，高盐化工废水产生的水资源污染现象日趋严重，同时也会给环境造成很大的压力和破坏。 高盐化工废水若不进行必要的处理，将会对后续废水生化处理工艺造成很多不利影响，严重时甚至会使得整个生化系统的瘫痪，所以高盐化工废水的治理迫在眉睫。高盐化工废水常见的处理方法有石灰中和法、生物法和蒸发浓缩法。 然而这些方法不仅无法将高盐废水处理达标排放，而且也存在能耗高且副产品销售困难的问题。如蒸发浓缩法中，企业废盐多与蒸发形成有机物残液一起作为固废处理，处理成本高且资源循环利用率低。 与其他处理技术相比，膜技术具有高效节能、无相变、设备紧凑、易与其他技术集成等优点，近年来在水处理和回用方面取得了广泛的应用。目前主要的膜分离工艺包括反渗透、纳滤、超滤和微滤。纳滤膜技术作为一种介于反渗透和超滤之间的膜过滤技术，可以有效的截留水中的有机污染物和高价盐。 同时由于对水相中的单价盐截留率相对较低，纳滤膜技术可以较好的分离单价和多价离子，所以纳滤膜技术在高盐化工废水的处理和对废水中有用物质回收利用等方面具有其独特的优势，值得进一步应用和推广。 本文从纳滤膜技术的机理、影响因素，再到纳滤膜技术在印染、农药、医药等化工工业领域高盐废水中的研究进展，探讨其在高盐废水处理及资源回收利用等方面的应用价值，旨在进一步推动纳滤膜技术处理化工高盐废水处理中的应用。 1纳滤分离机理 纳滤膜的传质机理与超滤膜和反渗透膜不完全相同，其孔径介于两者之间，而且大部分纳滤膜带有电荷，所以传质机理更为复杂。 1.1荷正(负)电纳滤膜 荷正(负)电纳滤膜对电中性分子的截留主要是通过膜微孔的筛分作用。其传质模型包括扩散-细孔流模型、溶解-扩散模型、空间位阻-孔道模型和摩擦模型等。分子特性、浓度、操作压力和被截留分子的粒径都会影响截留率。
陶氏FILMTECTM NF90-400纳滤膜元件 技术参数 性能特点 陶氏FILMTEC?NF90-400 纳滤元件面积大，产水量高。特别适用于高度脱除盐分，硝酸盐，铁，杀虫剂、除草剂和THM 前躯物等有机化合物。NF90-400膜面积大，所需净驱动压低，使得它在很低的运行压力下就可有效地脱除这些杂质。 产品规范 操作极限
重要信息 在膜系统准备投入运行时，为了防止给水过流或水力冲击对膜元件的破坏，正确启动反渗透水处理系统是十分必要的。遵循正确的启动顺序有助于确保系统运行参数符合设计规范，从而使系统水质和水量达到既定的设计目标。在膜系统初次启动开机程序前，应完成膜系统的预处理系统调试、膜元件的装填、仪表的标定及其他系统检查。如需获取更多信息，请参考标题为“启动顺序”的应用文献(文件号：609-02077)。 操作指南 在启动、停机、清洗或其他过程中，为防止潜在的膜破坏，应避免卷式元件产生任何突然的压力或错流流量变化。启动过程中，我们推荐按照下述过程从静止状态逐渐投入运行状态： ?给水压力应该在30~60 秒的时间范围内逐渐升高。 ?升至设计错流流速值应该在15~20 秒内逐渐到达。 ?第一小时内的产品水应该放掉不用。
通用信息 ?元件一旦润湿，就应该始终保持湿润。 ?如用户没有严格遵循本规范设定的操作限值和导则，有限质保将失效。 ?系统长期停机时，为了防止微生物滋长，建议将膜元件浸入保护液中。标准的保存液含1.5%(重量)的亚硫酸氢钠(食品级)。 ?用户应该对使用不兼容的化学药品和润滑剂对元件造成的影响负责。 ?单根压力容器的?大允许压降是50psi(3.4 bar)。 ?任何时候都要避免产品水侧产生背压。 关键词：陶氏膜，陶氏纳滤膜，陶氏NF90-400膜
纳滤膜在抗生素提取中的应用研究进展 【时间：2009-11-18】【字体：大中小】【打印】【收藏】【关闭】 1、前言 由于膜分离过程中，物质不发生相变(个别膜过程除外)，分离效果好，操作简单，可在常温下避免热破坏，使得膜分离技术在化工、电子、冶金、纺织、轻工、石油和医药等领域得到广泛的应用，发挥着节能、环 保和清洁等作用，在国民经济中占有重要的战略地位。 纳滤(Nanofiltration，简称NF)膜及其相关过程的出现大大地促进了膜技术在液体分离领域的应用。早期的具有纳滤性质的膜名称并不统一，70年代以色列Desalination Engineering公司将介于反渗透与超滤之间的膜分离称为“杂化过滤(Hybrifiltration)”。美国Film-Tech公司根据相应膜的截留分子量膜孔径尺寸大约为一至几个纳米的特征，把这种膜技术称之为纳滤。 如今在世界上各大膜公司大多已涉足纳滤膜的生产，但是取名各不相同。根据膜所表现的性质，被称作疏松型RO、部分低压反渗透、超渗透（u1tro-osmosis）以及荷电RO／UF的都应归类于纳滤范畴。 2、纳滤膜在抗生素提取中的应用 纳滤分离过程无任何化学反应，无需加热，无相转变，不破坏生物活性，适用于相对分子质量1000以下的物质。绝大部分药物的相对分子质量都在这个范围内，且纳滤技术节能，环境友好，因而越来越多的被用 到制药工业的各种分离、精制和浓缩过程中。 抗生素的相对分子质量大都在300-1200范围内。其生产过程为先将发酵液澄清、用选择性溶剂萃取，再通过减压蒸馏得到。纳滤膜技术可以从两个方面改进抗生素的浓缩和纯化工艺：(1)用NF膜浓缩未经萃取的抗生素发酵滤液，除去水和无机盐，然后再萃取。这样可以大幅度地提高设备的生产能力，并大大减少萃取剂的用量。(2)用溶剂萃取抗生素后，用耐溶剂纳滤膜浓缩萃取液，透过的萃取剂可循环使用。NF膜已成功地应用于红霉素、金霉素、万古霉素和青霉素等多种抗生素的浓缩和纯化过程。VB l2由发酵得到，传统的生产工艺复杂，产率低。纳滤膜可应用于如下过程：用微滤替代传统的过滤，经微滤的发酵清液用NF膜可浓缩10倍以上，从而大大减少了萃取剂用量，并提高了设备的生产能力。粗产品纯化过程中所使用的溶 剂，也可以用NF膜处理回收使用。 2.1、纳滤膜在提取6-氨基青霉烷酸(6-APA)中的应用 6-APA是一种重要的医药半合成原料，一般是用青霉素G钾盐在青霉素酰化酶作用下裂解而制得。经过溶媒转相萃取后，母液中仍有0.3％-0.4％的6-APA，如不回收，则意味着有10％的产品将残留在母液中无法回收而损失。但由于6-APA受热极易分解，且母液中含有一定量的有机溶剂(例如2％的CH2C12)，用普通 的溶剂萃取法回收处理困难很大。 针对上述情况，近年来利用耐溶剂的纳滤膜浓缩6-APA裂解液的研究工作越来越多。 吴耀华选用英国PCI公司的AFC30型耐溶剂管式纳滤膜浓缩6-APA裂解液，该膜截留相对分子质量约200。操作条件：温度6-12℃，进液压力5MPa，流量为38L／min。中试结果表明，膜对6-APA的平均截留率在99％以上，而透析损失率小于1％，浓缩效果是比较理想的。
纳滤反渗透膜分离实验指导书
纳滤反渗透膜分离实验 一、实验目的 1．了解膜的结构和影响膜分离效果的因素，包括膜材质、压力和流量等。 2．了解膜分离的主要工艺参数，掌握膜组件性能的表征方法。 二、基本原理 2.1膜分离简介 膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离介质，通过在膜两侧施加（或存在）一种或多种推动力，使原料中的某组分选择性地优先透过膜，从而达到混合物的分离，并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过程。其推动力可以为压力差（也称跨膜压差）、浓度差、电位差、温度差等。膜分离过程有多种，不同的过程所采用的膜及施加的推动力不同，通常称进料液流侧为膜上游、透过液流侧为膜下游。 微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）与反渗透（RO）都是以压力差为推动力的膜分离过程，当膜两侧施加一定的压差时，可使一部分溶剂及小于膜孔径的组分透过膜，而微粒、大分子、盐等被膜截留下来，从而达到分离的目的。 四个过程的主要区别在于被分离物粒子或分子的大小和所采用膜的结构与性能。微滤膜的孔径范围为0.05～10μm，所施加的压力差为0.015～0.2MPa；超滤分离的组分是大分子或直径不大于0.1μm 的微粒，其压差范围约为0.1～0.5MPa；反渗透常被用于截留溶液中的盐或其他小分子物质，所施加的压差与溶液中溶质的相对分子质量及浓度有关，通常的压差在2MPa左右，也有高达10MPa的；介于反渗透与超滤之间的为纳滤过程，膜的脱盐率及操作压力通常比反渗透低，一般用于分离溶液中相对分子质量为几百至几千的物质。 2.2纳滤和反渗透机理 对于纳滤，筛分理论被广泛用来分析其分离机理。该理论认为，膜表面具有无数个微孔，这些实际存在的不同孔径的孔眼像筛子一样，截留住分子直径大于孔径的溶质和颗粒，从而达到分离的目的。应当指出的是，在有些情况下，孔径大小是物料分离的决定因数；但对另一些情况，膜材料表面的化学特性却起到了决定性的截留作用。如有些膜的孔径既比溶剂分子大，又比溶质分子大，本不应具有截留功能，但令人意外的是，它却仍具有明显的分离效果。由此可见，膜的孔径大小和膜表面的化学
陶氏FILMTECTM NF90-400纳滤膜元件技术 参数 性能特点 陶氏FILMTEC? NF90-400 纳滤元件面积大，产水量高。特别适用于高度脱除盐分，硝酸盐，铁，杀虫剂、除草剂和THM 前躯物等有机化合物。NF90-400膜面积大，所需净驱动压低，使得它在很低的运行压力下就可有效地脱除这些杂质。 产品规范 操作极限
重要信息 在膜系统准备投入运行时，为了防止给水过流或水力冲击对膜元件的破坏，正确启动反渗透水处理系统是十分必要的。遵循正确的启动顺序有助于确保系统运行参数符合设计规范，从而使系统水质和水量达到既定的设计目标。在膜系统初次启动开机程序前，应完成膜系统的预处理系统调试、膜元件的装填、仪表的标定及其他系统检查。如需获取更多信息，请参考标题为“启动顺序”的应用文献(文件号：609-02077)。 操作指南 在启动、停机、清洗或其他过程中，为防止潜在的膜破坏，应避免卷式元件产生任何突然的压力或错流流量变化。启动过程中，我们推荐按照下述过程从静止状态逐渐投入运行状态： ? 给水压力应该在30~60 秒的时间范围内逐渐升高。 ? 升至设计错流流速值应该在15~20 秒内逐渐到达。 ? 第一小时内的产品水应该放掉不用。 通用信息
? 元件一旦润湿，就应该始终保持湿润。 ? 如用户没有严格遵循本规范设定的操作限值和导则，有限质保将失效。 ? 系统长期停机时，为了防止微生物滋长，建议将膜元件浸入保护液中。标准的保存液含1.5%(重量)的亚硫酸氢钠(食品级)。 ? 用户应该对使用不兼容的化学药品和润滑剂对元件造成的影响负责。 ? 单根压力容器的?大允许压降是50psi(3.4 bar)。 ? 任何时候都要避免产品水侧产生背压。 关键词：陶氏膜，陶氏纳滤膜，陶氏NF90-400膜
纳滤膜的发展概况Last revision on 21 December 2020
第四章纳滤 第一节概述 一、纳滤膜的发展概况 纳滤(NF)是20世纪80年代后期发展起来的一种介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术，早期称为“低压反渗透”或“疏松反渗透”。纳滤技术是为了适应工业软化水的需求及降低成本而发展起来的一种新型的压力驱动膜过程。纳滤膜的截留分子量在200-2000之间，膜孔径约为1nm左右，适宜分离大小约为l nm的溶解组分，故称为“纳滤”。纳滤膜分离在常温下进行，无相变，无化学反应，不破坏生物活性，能有效的截留二价及高价离子、分子量高于200的有机小分子，而使大部分一价无机盐透过，可分离同类氨基酸和蛋白质，实现高分于量和低分子量有机物的分离，且成本比传统工艺还要低。因而被广泛应用于超纯水制备、食品、化工、医药、生化、环保、冶金等领域的各种浓缩和分离过程。 近年来，纳滤膜的研究与发展非常迅猛。从美国专利看：最早有关纳滤技术的专利出现于20世纪80年代末，到1990年，只有9项专利，而在以后的5年中（1991～1995），出现了69项专利，到目前为止，有关纳滤膜及其应用的专利已超过330项，其应用涉及石油化工、海洋化工、水处理、生物、生化、制药、制糖、食品、环保、冶金等众多领域。 我国从20世纪80年代后期就开始了纳滤膜的研制，在实验室中相继开发了CA-CTA纳滤膜，S-PES涂层纳滤膜和芳香聚酰胺复合纳滤膜，并对其性能的表征及污染机理等方面进行了试验研究，取得了一些初步的成果。但与国外相比，我国纳滤膜的研制技术和应用开发都还处于起步阶段。 二、纳滤膜的特点 由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理（如复合化、荷电化），使其具有较特殊的分离性能。纳滤膜的一个很大特征是膜表面或膜中存在带电基团，因此纳滤膜分离具有两个特性，即筛分效应和电荷效应。分子量大于膜的截留分子量的物质，将被膜截留，反之则透过，这就是膜的筛分效应；膜的电荷效应又称为Donnan效应，是指离子与膜所带电荷的静电相互作用。对不带电荷的分子的过滤主要是靠位阻效应即筛分效应，利用筛分效应可以将不同分子量的物质分离；而对带有电荷的物质的过滤主要是靠荷电效应，纳滤膜表面分离层可以由聚电解质构成，膜表面带有一定的电荷，大多数纳滤膜的表面带有负电荷，它们通过静电相互作用，阻碍多价离子的渗透，这是纳滤膜在较低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。 图4-1 纳滤膜的分离特性 纳滤膜的特点如下： 1.对不同价态的离子截留效果不同，对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。对阴离子的截留率按下列顺序递增：NO3－，Cl－，OH－，SO42－，CO32－；对阳离子的截留率按下列顺序递增：H+，Na+，K+，Mg2+，Ca2+，Cu2+。 2. 对离子截留受离子半径的影响。在分离同种离子时，离子价数相等，离子半径越小，膜对该离子的截留率越小；离子价数越大，膜对该离子的截留率越高。 3.截留分子量在200～1000之间，适用于分子大小为1nm的溶解组分的分离。 对疏水型胶体油、蛋白质和其它有机物具有较强的抗污染性，与反渗透膜相
对于纳滤膜分离技术的探讨 摘要：本文主要介绍了纳滤膜分离技术的原理，特点。阐述了当前纳滤在国内外的发展情况以及介绍了有关纳滤膜的具体应用并对今后纳滤技术发展进行了展望。 关键词：纳滤膜；反渗透；纳滤分离；纳滤技术；应用前景 正文： 纳滤膜的研究始于20世纪70年代，是由反透膜发展起来的，早期称为“疏松的反渗透膜”，将介于反渗透和超滤之间的膜分离技术称为“杂化过滤”。直到20世纪90年代，才统一称为纳滤。纳滤技术是为了适应工业软化水的需求及降低成本而发展起来的一种新型的压力驱动膜过程。纳滤膜的截留分子量在200～2000 之间，膜孔径约为1 nm左右，适宜分离大小约为1 nm的溶解组分，故称为“纳滤”。纳滤膜分离在常温下进行，无相变，无化学反应，不破坏生物活性，能有效的截留二价及高价离子、分子量高于200 的有机小分子，而使大部分一价无机盐透过，可分离同类氨基酸和蛋白质，实现高分子量和低分子量有机物的分离，且其成本比传统工艺还要低。因而被广泛应用于超纯水制备、食品、化工、医药、生化、环保、冶金等领域的各种浓缩和分离过程。我国从20世纪80年代后期就开始了纳滤膜的研制，在实验室中相继开发了CA－CTA纳滤膜S－PES涂层纳滤膜和芳香聚酰胺复合纳滤膜，并对其性能的表征及污染机理等方面进行了试验研究，取得了一些初步的成果。但与国外相比，我国纳滤膜的研制技术和应用开发都还处于起步阶段。
纳滤的原理： 纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术，它可以除去直径为1 nm 左右的颗粒，截留相对分子质量界限为200～1000，对一价盐的脱除率低于90%，对二价盐的脱除率高于90%由此可认为纳滤膜的孔径接近于反渗透膜，可称为无孔膜。纳滤膜大多为荷电膜，纳滤的原理为溶解—扩散模式，对溶质的分离由化学势梯度和电势梯度共同控制。 纳滤膜的特点 由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理( 如复合化、荷电化等) ，使其具有较特殊的分离性能。纳滤膜的一个很大特征是膜表面或膜中存在带电基团，因此纳滤膜分离具有两个特性，即筛分效应和电荷效应。分子量大于膜的截留分子量的物质，将被膜截留，反之则透过，这就是膜的筛分效应; 膜的电荷效应又称为Donnan效应，是指离子与膜所带电荷的静电相互作用。对不带电荷的分子的过滤主要是靠位阻效应即筛分效应，纳滤膜表面分离层可以由聚电解质构成，膜表面带有一定的电荷，大多数纳滤膜的表面带有负电荷，它们通过静电相互作用，阻碍多价离子的渗透，这是纳滤膜在较低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。因此，作为一种新型的分离膜，同传统的膜分离过程相比，纳滤膜具有以下的特点:(1)具有纳米级孔径;(2)操作压力低;(3)较好的耐压密性和较强的抗污染能力;(4)可取代传统处理过程中的多个步骤，因而比较经济。纳滤技术填补了超
纳滤膜及其应用 摘要：纳滤膜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。纳滤介于反渗透和超滤之间由于其截留的颗粒比超滤小些，其透过率比反渗透大些操作压力也不太高近十几年来发展迅速是当前膜分离技术与开发的热门研究课题之一。本文综述了纳滤膜的特性、分离机理、研究现状及其在各方面的应用。 关键词：纳滤；纳滤膜；分离机理；制备方法；应用 1、纳滤及纳滤膜的概述 纳滤（NF）是20世纪80年代中期发展起来的介于超滤和反渗透之间的、同属于压力驱动的新型膜分离技术，适宜于分离相对分子质量在200 Da以上、分子大小约为1 nm的溶解组分，一般认为其截留相对分子质量在200～1 000之间，对NaCl的截留率一般为40%～90%，对二价或高价离子的截留率高达99%。由于操作压力一般小于1.5 MPa，也被称为低压反渗透膜或疏松的反渗透膜。纳滤膜的孔径通常为1～10 nm，同时它是带电荷的，荷电纳滤膜可通过静电斥力排斥溶液中与膜上所带电荷相同的离子，通过静电引力吸附与所带电荷相反的离子。因此，荷电膜对物质的分离性能主要是基于电荷效应和膜的纳米级微孔的筛分效应。它的过滤范围介于反渗透和超滤之间，推动了膜技术及相关应用领域的发展，并已在石化、生化和医药、食品、造纸、纺织印染等领域及水处理过程中得到广泛应用[1]。 纳滤膜的一个很大特征是膜上或者膜中存在带电基团，因此纳滤膜分离具有两个特性,即筛分效应和电荷效应。分子量大于膜的截留分子量的物质，将被膜截留，反之则透过，这就是膜的筛分效应。膜的电荷效应又称为Do nnan效应，是指离子与膜所带电荷的静电相互作用。纳滤膜表面分离层可以由聚电解质构成，膜表面带有一定的电荷，大多数纳滤膜带有负电荷。它们通过静电相互作用，阻碍多价离子的渗透，这是纳滤膜在很低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。纳滤膜的特点主要体现在以下几方面[6]： (1) 对不同价态离子截留效果不同，对单价离子的截留率低，对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。对阴离子的截留率按下列顺序递增: NO-3，Cl-，O H-，SO2-4 ，CO2 -3。对阳离子的截留率按下序递增: H+，Na+，K+，Mg2 +，Ca2 +，Cu2 +。 (2) 对离子截留受离子半径影响，在分离同种离子时，离子价态相等，离子半径越小，膜对该离子的截留率越小；离子价数越大，膜对该离子的截留率越高。(3) 对疏水型胶体油、蛋白质和其它有机物有较强的抗污染性，能有效去除许多