納濾的概念、特點及機理

　　納濾介于反滲透和超濾之間，納濾膜的孔徑范圍在納來級，其相對分子質量截留量為數百，能阻礙水中大分子通過又不需要較高的操作壓力。通常只要在低壓（188~827kPa)下操作，產生的水量較大，并可阻擋相對分子質量大于200的物質。納濾可直接除去病毒、細菌，同時大幅度降低水溶性有機物（消毒副產物的前體），它可去除90%~95%的THM，85%~95%的硬度和大于70%的一價離子（操作壓力為482~689kPa)，在軟化水的同時能減少總溶解固體（TDS），納米過濾只需反滲透法的1/4~1/3的壓力，但可產生反滲透法2~3倍的水量；納米過濾對一價陽離子和相對分子質量低于150的有機物去除率低；對二價和高價陽離子及相對分子質量大于200的有機物質的選擇性較強；可完全阻擋分子直徑在1nm以上的分子；可除去二級出水中2/8的鹽度、4/5的硬度以及超過90%的溶解碳和THM前體，出水符合安全飲用水標準。為減少消毒副產物（DBPS）和資解有機酸（D0C），用納米過選比傳統的具氧和活性炭處理技術要便宜些。

納濾有哪些特點?

　　納濾膜通常是帶電荷的，荷電納濾膜可通過靜電斥力排斥溶液中與膜上所帶電荷相同的離子，因此，荷電膜對物質的分離性能主要是基于荷電效應和膜的納米級微孔的篩分效應。納濾膜技術的特點如下。

①具有離子選擇性由于在膜上或膜中常帶有荷電基團，通過靜電相互作用，可實現不同價態離子的分離，故有時也稱選擇性反滲透。

②操作壓力低，通常比反滲透低0.5～3.0MPa，由于所施加的跨膜壓差比用反滲透達到同樣的滲透通量所必須施加的壓差低，有時也稱低壓反滲透。

納濾的機理是什么？

　　納濾同超濾和反滲透一樣，均以壓力差為驅動力，但其傳質機理有所不同。納濾膜存在納米級微孔，且大部分荷負電，對無機鹽的分離行為不僅受化學勢控制，同時也受電勢梯度的影響。對于純電解質溶液，因Donnan平衡，同性離子會被帶電的膜活性層所排斥，如果同性離子為多價，截留率會更高，同時為了保持電荷平衡，反離子也會被截留，導致電遷移流動與對流方向相反。但是，帶多價反離子的反離子較帶單價反離子的反離子其截留率要低，這可能是因為多價反離子對膜電荷的吸附和屏蔽作用。對于兩種同性離子混合物溶液，根據Donnan理論，與它們各自的單純鹽溶液相比，多價反離子比單價反離子更容易被截留。兩種反離子的混合液，由于它們遷移率的不同，使低遷移的反離子的截留逐漸地減少（甚至成負截留），而高遷移的反離子的濃度增加，造成對流和電遷移的“抵消”。納濾膜對極性小分子有機物的選擇性截留是基于溶質的尺寸和電荷。溶質的傳遞可以理解為以下兩步：**步，根據離子所帶電荷選擇性地吸附在膜的表面；第二步，在擴散/對流/電泳移動性的共同作用下傳遞通過膜。適用于描述納濾膜的分離機制的模型有經典的非平衡熱力學模型、細孔模型（pore model）、電荷模型[又分為空間電荷模型（space charge model）和固定電荷模型（fix charge model)]。