纳滤膜技术的展及应用.doc

纳滤膜技术的发展及应用刘玉荣 陈一鸣陈东升 (国家海洋局杭州水处理中心） 摘要介绍了纳滤膜特性，纳滤膜与反渗透膜、超滤膜的区别和联系，以及国内 外纳滤技术的发展概况，同时介绍了纳滤膜的一些应用情况，并探讨了纳滤膜技术 的应用前景。 关键词纳滤膜纳滤技术除盐浓缩 刖g 纳滤膜在20世纪90年代以前称之为疏松 的反渗透膜或低压反渗透膜，此后，高从阶院士 等在全国膜学术交流会上介绍了国内外纳滤技 术的进展[1].从此，纳滤技术在国内迅速发展。 纳滤膜孔径范围在纳米级，截留分子量 100〜1000之间的物质，是一种介于反渗透和 超滤之间的膜过程。它具有膜技术共同的高效 节能的特点，是近年来世界各国优先发展的膜 技术之一。纳滤膜能截留高价盐而透过单价盐， 能截留分子量1〇〇以上的有机物而使小分子有 机物透过膜。它的分离特性是反渗透膜和超滤 膜无法取代的。反渗透膜几乎对所有的溶质都 有很高的截留率，超滤膜只能截留大分子，纳 滤膜只能对特定溶质有很高的截留率，还具有 反渗透、超滤技术的共性，所以应用十分广泛。 纳滤技术已在水的软化、溶液脱色、染料除盐 浓缩和生化物质纯化浓缩中产生了一定的经济 效益和社会效益。 根据我国国民经济发展的需要和纳滤技术 所显示的液体分离的独特作用和良好的经济效 益前景，开发不同膜材料的纳滤膜和不同应用 领域的纳滤分离工艺，使我国不仅有纳滤膜产 品及其装置，也有纳滤技术产业基础，建立我 国自己的纳滤膜工业。这样既可带动有关材料 开发技术，膜制造技术，组器工艺及成套技术. 又可推动有关领域中生产工艺的革新，产品质 明了渗透通量的三个主要影响因素。 (3)旋转流膜微滤的应用研究证实了此种 膜器的优越性，它是一种结构不复杂、通量大、 分离质量好、能量利用率高的新颖膜器结构，其 应用前景十分宽广。 参考文献 1 Belfort G, et al. The behaviors of suspensions and macromolecuie in cross-flow micro-filtration, J Memb Sci，1994，96:卜 18 2 Col man D G, et al. Enhanced mass transfer for mem-brane processes. Trans Inst Chen Eng vSei. 1974 • 29； 1927〜1931 3陈文梅主编.流体力学基础.北京：化学工业出版社-， 1995. 4方为茂.管式陶瓷膜十字流微滤特性及旋转流强化过滤 的研究：[博士论文].成都：四川联合大学，1997. 5王成端.旋转切向流强化管式膜微滤机理研究：[博士论 文]•成都.•四川大学.2001. .(收稿曰期:2002-06-10) 量的提高和新产品的开发，这对于全面提高我 国的技术水平，促进膜技术产业化、规模化的 发展，加快相关产业技术进步，都将产生极其 深远的影响。 2国内外纳滤膜技术发展概况 2. 1国外进展 20世纪80年代开始，美国Filmtec公司相 继开发出NF—40、NF—50、NF—70等型号的 纳滤膜。由于市场广阔，世界各国纷纷立项，许 多公司如美国的Osmonics公司、Fluid systems 公司，日本的东丽和日东等公司，都组织力量 投人到开发纳滤技术的领域中。纳滤膜的品种 不断增加，性能不断提高。膜材料有醋酸纤维 素系列，芳香聚酰胺，磺化聚醚砜等。膜的品 种已经系列化，膜的分离性能从对NaCl脱除 率5%〜10%—直发展到85%0表1是国外一 些商品膜型号及其性能。 2.2国内纳滤膜的进展 我国从20世纪80年代后期就开始了纳滤 膜的研制。90年代研究的单位不断增加，如中 科院大连化物所，北京生态环化中心，上海原 子核所，天津纺织工业大学，北京工业大学，北 京化工大学等都相继进行了研究开发，到目前 为止.大多数还处于实验室阶段，真正达到工 业化生产的只有二醋酸纤维素卷式纳滤膜和三 醋酸纤维素中空纤维纳滤膜。 国家海洋局杭州水处理中心从20世纪80  表1 国外商品纳滤膜及其性能 膜性能 测试条件 膜型号 厂商 脱除率 % 水通量 L/(rn2*h) 操作压力 MPa 供液浓度 mg/(LNaClj ESNA1 (美)海德能 70 〜80 363 *. 0, 525 - ESNA2 (美)海德能 70 〜80 1735 * 0. 525 - DRC-1000 Cel fa 10 50 1.0 3500 Desal — ,5 Desalination 47 46 1.0 1000 HC-50 DOS 60 80 4- 0 2500 NF-40 Filmtec 45 43 2.0 2000 NF—70 Filmtec 80 43 0. 6 20