什么是納濾膜？納濾(Nanofiltration, NF)膜是20 世紀(jì)80 年代末期問世的一種新型分離膜，它一問世就受到了極大關(guān)注，并得到了廣泛應(yīng)用。其膜材料可采用多種材料,如醋酸纖維素、醋酸- 三醋酸纖維素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、芳香聚酰胺復(fù)合材料和無機(jī)材料等, 孔徑約在1nm 左右,有一些芳香聚酰胺復(fù)合膜孔徑小到0.5nm[1]。由于其特殊的孔徑范圍和制備的特殊處理化（如復(fù)合化、荷電化)使得納濾膜具有較特殊的分離性能，對(duì)二價(jià)和多價(jià)離子及分子量在200 ~ 1000 之間的有機(jī)物有較高的截留率，而對(duì)單價(jià)離子和小分子的截留率則相對(duì)較低。

納濾膜對(duì)中性分子的截留特性主要取決于膜孔尺寸，是以篩分機(jī)理為基礎(chǔ)的，但多數(shù)NF 膜為荷電膜，所以對(duì)于荷電離子，還存在與膜之間的靜電作用。海水中二價(jià)離子的分離或去除基于電荷排斥機(jī)理，所用的膜為壓力驅(qū)動(dòng)的荷電納濾膜，是介于反滲透和超濾之間的一種新型膜分離過程，利用荷電納濾膜特殊離子的分離性能可以實(shí)現(xiàn)二價(jià)離子和一價(jià)離子的相對(duì)分離。對(duì)于非荷電分子，篩濾或粒徑排斥是分離的主要原因，如糖類一般有90 % ～98 % 的截留率；對(duì)于離子，篩濾和靜電排斥均是分離的原因。在所有的應(yīng)用中，膜面和孔電荷性在水和溶質(zhì)分子穿過膜的過程中起了相當(dāng)重要的作用。而且，膠體和荷電大分子與膜的相互作用也依賴于表面和孔電荷性。膜本體帶有電荷,這也使它在很低操作壓力（僅為0.5 MPa）下仍具有較高的脫鹽率。另外,NF 膜還對(duì)無機(jī)離子進(jìn)行選擇性分離,使得它特別適合于海水的脫鹽處理。有研究表明,NF 膜對(duì)細(xì)菌和病毒等也具有很好的去除性能,且不需添加劑,對(duì)色度的去除也非常有效。

納濾的過濾機(jī)理：

a) 孔徑過濾。利用中性不帶電的電荷粒子通過孔徑來過濾，其相對(duì)應(yīng)膜的孔徑尺寸達(dá)到1 nm，故其得名為納濾膜；

b) 電荷排斥。(1)都帶正電。正電荷周圍的電場線是發(fā)散的，正電荷受力和電場線一致，所以排斥；(2)都帶負(fù)電。負(fù)電荷周圍的電場線是匯聚的，負(fù)電荷受力和電場線相反，所以排斥，過濾重金屬就是利用這個(gè)原理。

納濾膜的一個(gè)重要的特性便是荷電性，膜上粒子的電荷性間接影響形成道南效應(yīng)，即電荷可以影響濾膜篩選粒子，膜表面帶電性越強(qiáng)，對(duì)粒子的去除效果越好，而中性不帶電的粒子則起的是過濾作用。篩選粒子離不開納濾膜的篩分作用，而這個(gè)作用與膜本身的孔徑大小有關(guān)。粒徑小于孔徑的粒子可以通過，否則會(huì)被截留下來，納濾膜孔徑直徑大概在1 nm左右，其截留效果大大高于傳統(tǒng)反滲透膜。而就一般來說，膜孔徑大小與不帶電的小分子有機(jī)物有關(guān)，越小的孔徑對(duì)小分子有機(jī)物的截留效果越好。含重金屬等污水經(jīng)過納濾膜處理后，可以分離回收有用物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益雙達(dá)標(biāo)。在處理過程中，不添加任何化學(xué)試劑，僅依靠物理作用（電荷互斥和孔徑過濾），節(jié)省處理費(fèi)用，便于推行。納濾技術(shù)在一定程度截留了可以重復(fù)利用的大分子，而對(duì)一些需要處理的如Cl-等進(jìn)行回收處理，減少隨處排放未處理過的污水所造成的土壤、海洋等二次污染。中國水資源分布不均勻，利用納濾膜技術(shù)可以節(jié)省更多水，從這個(gè)方面來說，納濾膜技術(shù)值得推行。

膜法工藝中的納濾膜

納濾膜的應(yīng)用：

1、重金屬廢水處理：重金屬污染指水中所含的Mn、Cr等重金屬元素遠(yuǎn)高于日常用水量，導(dǎo)致水污染的一種現(xiàn)象。許多行業(yè)排放的污水都有可以造成重金屬污染，如合金生產(chǎn)、金屬加工、電鍍等行業(yè)。重金屬污染水資源一是對(duì)水資源的浪費(fèi)與破壞，被污染的水資源需要長達(dá)幾十年甚至百年的時(shí)間來復(fù)原；二是浪費(fèi)金錢與精力。而納濾技術(shù)可以對(duì)重金屬污染進(jìn)行處理，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)回收重金屬，也節(jié)約了人力與物力。

有關(guān)學(xué)者的研究表明，利用納濾膜的孔徑大小將大分子金屬截留，在含Ni的污染溶液中，Ni可以達(dá)到93%的去除率。而納濾膜對(duì)電鍍含Ni廢水的處理過程中，去除率達(dá)到97%。

2、造紙廢水處理：造紙廠所產(chǎn)生的廢水是目前來說產(chǎn)生量較大、處理難度也較大的廢水之一。部分造紙廠靠近河海，未經(jīng)處理的污水直接排放，污染生活用水。更有甚者，直接將含有對(duì)人體有害的污水未經(jīng)處理直接排放，給后期處理帶來極大困難，如在江蘇啟東等地，造紙廠對(duì)人們的生活造成極大的威脅。這就需要政府部門制定相關(guān)條文，加大管理力度；企業(yè)需要采用更先進(jìn)的處理方法，如納濾處理技術(shù)，減輕污染。納濾膜的孔徑和膜的電荷是影響污水處理結(jié)果的一個(gè)方面，另一個(gè)方面則與污水溶液的酸堿值、膜的穩(wěn)定性、流速、壓強(qiáng)等因素都有關(guān)系。與反滲透膜相比，納濾膜的處理結(jié)果還是穩(wěn)定上升中，在其他更有效技術(shù)的輔助上，納濾膜會(huì)更大地發(fā)揮作用。

3、在食品工業(yè)中，已經(jīng)可以利用納濾技術(shù)較成功地處理乳清。在乳清濃縮脫鹽過程中，大分子有機(jī)物乳清被截留返回，繼續(xù)稀釋、脫鹽、濃縮，直到大部分溶液都可以通過納濾膜，此時(shí)溶液再進(jìn)行二次處理，而稀釋后的乳清中的含鹽量被降到極低。魚肉加工廠的污水處理相比要更麻煩一些，利用微濾膜和納濾膜處理排放后的水，濃縮脫鹽。可以通過納濾膜的溶液進(jìn)行二次處理后用來加工魚肉，二次利用；不可以通過的污水在高壓情況下不斷稀釋，降低含鹽量。這種處理方式不僅保護(hù)環(huán)境，而且可以二次利用，減少資金的投入。用超濾膜和納濾膜結(jié)合，處理橘子汁的酸性浸液，濃縮脫鹽后，脫鹽率達(dá)到54.5%，自身濃縮到10倍以上，有機(jī)酸去除率達(dá)到80%以上，結(jié)合數(shù)據(jù)分析來看，納濾膜在食品行業(yè)的脫鹽率達(dá)到很高的水準(zhǔn)。

4、在染料工業(yè)中的應(yīng)用：染料行業(yè)的廢水不僅污染物含量多、含鹽率高、色度高等，而且極難處理，其處理過程相當(dāng)量的反應(yīng)物和副產(chǎn)品需要二次處理，因此，需將溶液進(jìn)行精制處理。首先要稀釋溶液，將溶液鹽分降低之后利用納濾膜進(jìn)行過濾，截留其中的大分子有機(jī)物，進(jìn)行不斷的稀釋處理，直到處理后的溶液可通過納濾膜。在此過程中，無機(jī)鹽、水等小分子物質(zhì)由于孔徑等問題極易被除去，截留剩下的大分子物質(zhì)在純化和濃縮之后，方可以排放[2]。納濾技術(shù)不僅提高了染料的強(qiáng)度，而且提高染料的色光，使其更加光彩奪目。國內(nèi)外進(jìn)行多次嘗試后證明，用納濾膜處理染料污水是可行的，其前景十分光明，在經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保因素等多原因疊加之后，可以在染料廢水處理方面推行納濾膜。

垃圾滲濾液處理一直是世界性難題，目前，主要采用為厭氧好氧等生物處理法，但中后期滲濾液中含有很高濃度的溶解有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致生化法出水難以達(dá)標(biāo)排放。與生化法相比，膜分離技術(shù)受原水水質(zhì)的變化影響小，在難降解廢水的處理中具有明顯優(yōu)勢。納濾系統(tǒng)經(jīng)過2 a的穩(wěn)定運(yùn)行表明，垃圾滲瀝液經(jīng)過生化處理后，再經(jīng)過納濾處理，85％～90％的透過液達(dá)標(biāo)排放，僅10％～15％的濃縮污液和泥漿返回垃圾池，這項(xiàng)工藝較好地解決了垃圾填埋場滲瀝液的二次污染問題。