纳滤在水处理中的应用研究进展

第28卷第1期2008年1月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVo1．28No．1Jan．，2008纳滤在水处理中的应用研究进展楼民，俞三传，高从揩(国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心，浙江杭州310012)[摘要]对纳滤膜的定义、特点、分类、制备方法等作了介绍，对纳滤膜处理地下水、地表水和工业废水的最新研究应用进展进行了较为全面的综述。最后指出对纳滤分离机理的进一步探究、新型纳滤膜开发及其性能的预测和表征等是今后人们对纳滤技术的研究重点。[关键词]膜分离；纳滤；水处理[中图分类号]P747；rrU991．24[文献标识码]A[文章编号]1005—829X(2008)O1—0013—05ResearchprogressoftheapplicationofthenanofiltrationtowatertreatmentLouMin，YUSanchuan，GaoCongjie(DevelopmentCenterofWaterTreatmentTechnology，SOA，Hangzhou310012，China)Abstract：Thedefinition，characteristics，preparationmethodsandclassificationofnanofiltrationmembraneareintroduced．Theapplicationofnanofihrationmembranetothetreatmentofgroundwater，surfacewaterandindustrialwastewateraresummariedcomprehensively．Itispointedoutthatthedevelopingtrendsofnanofiltrationtechnologyareseparationmechanismresearch，thedevelopmentofnewnanofiltrationmembraneaswellastheforecastandcharacterizationofitsperformance．Keywords：membraneseparation；nanofiltration；watertreatment纳滤(NF)是介于超滤(UF)和反渗透(RO)之间的一种新型膜分离技术。由于传统的反渗透分离需要消耗大量的能量，因此操作压力相对较低、同时拥有较大渗透通量的纳滤膜分离技术应运而生⋯。与反渗透和超滤相比，纳滤膜在应用中具有两个显著的特点：(1)截留相对分子质量(MWCO)在200～1000之间，适宜于分离相对分子质量在200以上，大小约为1nm的溶解组分；(2)具有离子选择性。由于膜表面或膜材料中常带有荷电基团，这些基团通过静电作用可产生Donnan效应，从而实现不同价态离子的分离，故有时纳滤也被称为“选择性反渗透”(SelectiveRO)。纳滤膜技术的独特性能使得它在许多领域具有其他膜技术无法替代的地位，它的出现不仅完善了膜分离过程，而且正在逐渐替代某些传统的分离方法C2]。1纳滤膜的材料及制备1．1国外商品化纳滤膜商品化纳滤膜的材质主要包括：醋酸纤维素(CA)，磺化聚砜(SPS)，磺化聚醚砜(SPES)，聚酰胺(PA)，聚乙烯醇(PVA)等。表1列出了国外商品化纳滤膜的主要品种及其材质。1．2国内纳滤膜的研究1．2．1荷电纳滤膜荷电纳滤膜不仅在透水、抗污染、耐压密性、耐酸碱性等方面具有电中性膜所不具备的优势，而且可以通过调节膜孔径大小，同时利用Donnan效应分离不同价态的离子，提高膜的选择性及通量，因此在诸多类型的纳滤膜中备受关注。荷电纳滤膜根据所带基团电荷不同可分为：荷负电膜、荷正电膜和双极膜。荷负电膜通常由含有磺酸基(一SO沮)或者羧基(一COOH)的聚合物材料制成或在聚合物膜上引入负电基团。俞三传等(3以聚醚砜(PES)为原料经异向和均相磺化制备了磺化聚醚砜(SPES)，并系统研究了SPES复合纳滤膜的成膜条件，制得了具有高通量、对中低分子质量有机物有优异截留性能的纳滤膜。鲁学仁[4]以丙烯酸一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实验，同时还研究了一l3一维普资讯http://www.cqvip.com专论与综述工业水处理2008—01，28(1)表1国外公司主要NF膜组件性能荷电膜离子交换容量与膜性能的关系。荷正电膜主要由含有胺基(一NH：)的材料制成，它可用来吸附分离广泛存在于各种水源中带负电的胶体微粒、细菌内毒素等；另一方面，由于它对相同电性粒子有排斥作用，因此对于带正电的氨基酸、蛋白质等物质有特殊的分离效果。但在实际水处