1 引言

　　近年來隨著經(jīng)濟的高速增長、工業(yè)化和城市化的不斷推進，由此而來的水環(huán)境污染及其防治問題引起了普遍的關(guān)注.一方面，天然水體水質(zhì)不斷惡化，傳統(tǒng)處理工藝無法滿足日益嚴格的水質(zhì)標(biāo)準的要求，為保證水質(zhì)達標(biāo)需要采取更為有效的水處理技術(shù)去除水中污染物;

另一方面，為解決水資源緊缺的問題，擴大污水再生回用的處理量和再生水的使用量成為減輕城市水環(huán)境壓力的有效途徑之一.相比于其他處理技術(shù)，膜技術(shù)由于其良好而穩(wěn)定的分離效果，近年來在水處理和回用方面取得了廣泛的應(yīng)用.納濾作為一種介于超濾和反滲透之間的膜過濾技術(shù)，可以截留水中的多價鹽和有機污染物，

同時結(jié)合其對單價鹽截留率相對較低的特點，納濾對單價、多價離子混合體系具有很好的選擇分離特性，近年來在飲用水軟化、污水深度處理與回用、工業(yè)過程濃縮分離等方面得到了較為廣泛的應(yīng)用.

　　本文從納濾膜的由來和發(fā)展、納濾膜的材質(zhì)和性能特點、納濾膜在水處理與回用中的應(yīng)用、納濾在應(yīng)用中存在的問題等4個方面，總結(jié)了目前市場上的納濾品種、性能以及納濾膜在水處理與回用中應(yīng)用情況，并針對納濾膜在應(yīng)用中存在的問題提出了可行的方法和建議，zui后對納濾膜未來的發(fā)展方向提出了展望.

　　2 納濾膜的由來和發(fā)展

　　納濾膜(nanofiltration，NF)起源于20世紀70年代，伴隨著低壓反滲透膜(reverse osmosis，RO)的誕生而發(fā)展的一種新型膜技術(shù).一方面，傳統(tǒng)RO的高操作壓力造成了巨大的能耗;另一方面，RO的產(chǎn)水水質(zhì)超過了當(dāng)時人們對水的實際需求.因而需要一種相對反滲透而言，具有較低的溶質(zhì)截留率和更大滲透通量的膜分離技術(shù).納濾膜zui早被稱為“疏松的反滲透膜”或“致密的超濾膜”，后來因普遍推測其可能具有1 nm左右的孔道而改稱之為“納濾膜”，但實際上納濾膜名字的由來更主要是因為其截留的顆粒物的粒徑是納米級別(~1 n

m，對應(yīng)的分子量范圍約為150~200 Da)，而并不是膜結(jié)構(gòu)(如：膜孔徑大小)本身是納米級的.納濾膜具有兩個典型的特征：一是截留分子量介于反滲透膜和超濾膜之間，納濾膜的截留分子量通常在150~2000 Da范圍內(nèi)，而反滲透膜的鹽截留率通常在90%以上、截留分子量在50 Da以下，超濾膜對鹽的截留率一般在5%以下;二是納濾膜表面分離層通常帶有電

荷，其表面電荷引起的電荷相互作用改變了納濾膜的傳質(zhì)過程和納濾膜對不同價態(tài)離子的截留能力，多數(shù)納濾膜膜面帶有負電荷，水溶液中帶正電的離子會被膜面電荷吸引、帶負電的離子則會被受到排斥而遠離膜面，這種電荷效應(yīng)被稱為道南效應(yīng)(Donnan effect)，納濾對水中溶解鹽的截留率往往同時受到鹽離子體積大小和價態(tài)的影響，例如，對于Na2SO4、CaCl2和NaCl 3種常見鹽截留率測試的標(biāo)準物質(zhì)的截留率順序為：Na2SO4>CaCl2>NaCl.因此人們通常認為納濾膜是一種具有納米級微孔結(jié)構(gòu)的荷電分離膜.

　　納濾膜zui早應(yīng)用于飲用水處理行業(yè)，由于其zui初被專門研發(fā)用于水質(zhì)軟化，因此納濾膜有時也被叫做軟化膜.世界上*個納濾水廠就是專門針對水質(zhì)軟化的需求而設(shè)立的，其處理對象主要是地下水，地下水由于其中含有較高的有機物和鹽度，需要經(jīng)過軟化處理后才能用于飲用水供給.對水中硬度的去除目前仍然是納濾應(yīng)用的主要方向之一，隨著水質(zhì)標(biāo)準的日益嚴格，將納濾用于水中溶解性有機物(dissolved organic matter，DOM)的去除也逐漸受到

人們的關(guān)注.在水處理過程中，對天然有機物(natural organic matter，NOM)的去除通常是必須考慮的因素之一，盡管納濾對水中有機物的截留率較反滲透低，但仍然可以滿足生產(chǎn)過程中對NOM和色度物質(zhì)的去除要求.通過對納濾技術(shù)的認識和理解的不斷深入，人們對納濾在水處理中的應(yīng)用范圍有了更廣泛的認識，從zui初僅僅以水質(zhì)軟化為目的的簡單應(yīng)用，到把納濾作為一種可以一步同時去除水中多種不同組分的凈化技術(shù).納濾的這種可以一步去除硬度和多種其他微污染組分的特點引起了研究人員和飲用水公司的強烈興趣，之后納濾技術(shù)又被逐步被應(yīng)用

于水中病毒和其他微污染物以及砷的去除，而相關(guān)研究則主要集中于在納濾過程中不同組分物質(zhì)的傳質(zhì)機理的研究，包括對傳質(zhì)過程的描述、傳質(zhì)模型的建立以及技術(shù)經(jīng)濟性的評估.盡管納濾對硝酸鹽的截留率并不高，但也有人嘗試將納濾技術(shù)用于水中硝酸鹽的去除.此外，納濾還被作為海水淡化工藝中反滲透的預(yù)處理工藝，由于納濾在多價鹽截

留方面的優(yōu)勢，大大減輕了反滲透膜在實際運行過程中的結(jié)垢污染問題.一系列的中試試驗和工程應(yīng)用的結(jié)果表明，納濾是一種可靠穩(wěn)定的膜過濾技術(shù)，可同步截留水中的多價鹽、有機物、病毒等多種有機和無機組分，達到水質(zhì)凈化的目的.