隨著市政供水傳統(tǒng)處理工藝的升級(jí)迭代漸次鋪開(kāi)，以納濾膜為核心組合技術(shù)正在成為破局城鎮(zhèn)自來(lái)水廠深度處理的關(guān)鍵一環(huán)。
膜，分離兩相和作為選擇性傳遞物質(zhì)的屏障。膜的厚度一般為微米級(jí)，依據(jù)其孔徑的不同，可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。錯(cuò)流過(guò)濾膜工藝中各種膜的分離與截留性能以膜的孔徑和截留分子量來(lái)加以區(qū)別，納濾膜是孔徑在1—10納米(nm)之間，容許低價(jià)離子等透過(guò)的一種功能性半透膜。也就是說(shuō)，灰塵、膠體的直徑為50000納米以上，細(xì)菌、重金屬直徑分別為100、50納米以上，均被納濾膜阻擋。
作為一種介于反滲透膜和超濾膜之間的新型的壓力驅(qū)動(dòng)膜，納濾膜兼具物理分離、出水水質(zhì)高且穩(wěn)定的雙重特質(zhì)。通常來(lái)看，制造納濾膜主要通過(guò)界面聚合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)看，哌嗪和均苯三甲酰氯兩種小分子分別溶解于水和油中，互不相容的水油接觸后，兩種小分子在水油界面處發(fā)生聚合反應(yīng)。廣泛用于深度水處理、硬水軟化、苦咸水處理等領(lǐng)域，納濾膜能去除水中特定的有機(jī)物、色素與鹽。
納濾膜的脫鹽率一般在80到90%之間，主要應(yīng)用于大分子物質(zhì)的濃縮和純化。其對(duì)Na+和Cl-單價(jià)離子的截留率較低，實(shí)踐證明納濾可以代替沉淀、pH調(diào)節(jié)和蒸發(fā)等過(guò)程，達(dá)到產(chǎn)品純化和濃縮的目的。通俗講就是能有效去除各種污染物、重金屬等，保留水中礦物質(zhì)和微量元素。由于生物降解型溶解有機(jī)碳(BCOD)大幅減少，納濾膜也進(jìn)一步改善了產(chǎn)水的生物穩(wěn)定性。
不僅如此，納濾膜可有效應(yīng)用于去除有機(jī)物和色度、降低TDS濃度、軟化水質(zhì)。通過(guò)截留二價(jià)及以上離子、有機(jī)小分子(分子量≥200 Da)，令大部分一價(jià)無(wú)機(jī)鹽透過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)高低分子量有機(jī)物的選擇性分離。而在高溫、酸、堿等苛刻條件下納濾膜仍能正常運(yùn)行，耐污染。一組研究數(shù)據(jù)顯示，采用納濾系統(tǒng)后水中的DOC降低到平均0.7mgC/L，出水余氯的含量由0.35mg/L降到0.1mg/L。
另一個(gè)明顯的特征，則是納濾膜即便在低壓(僅0.5MPa)工況條件下，通過(guò)靜電相互作用，阻礙多價(jià)離子滲透，仍能具備較高脫鹽性能和截留分子量。相比RO膜具有較高的通量，對(duì)一、二價(jià)離子區(qū)分度較高，濃水中離子濃度相對(duì)較低。而這，亦成為納濾膜運(yùn)行成本較低的重要因素。這也決定了與常規(guī)RO膜相比，納濾膜主要的技術(shù)特點(diǎn)是低壓力、低能耗。
在技術(shù)工藝方面，兩年前中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)利用“圖靈結(jié)構(gòu)”研發(fā)出的新型納濾膜，在膜表面為膜提供了可以讓更多水透過(guò)的位點(diǎn)，進(jìn)而增強(qiáng)了膜的透水性能。減少水透過(guò)阻力的同時(shí)，也加大了其在飲用水深度處理、苦咸水淡化、工業(yè)水回收等領(lǐng)域的制水效率與傳統(tǒng)制造工藝相比，“本技術(shù)僅在傳統(tǒng)制備納濾膜的過(guò)程中增加了添加親水大分子的工序，這種方法未對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行調(diào)整，因此容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。”然而，納濾膜的截留機(jī)理仍在探索階段，這也影響著納濾膜材料選擇和性能優(yōu)化。
從當(dāng)前水處理愈發(fā)精細(xì)化發(fā)展大勢(shì)看，納濾膜不但有體量巨大的投資規(guī)模，還能產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。未來(lái)隨著納濾膜的產(chǎn)業(yè)化推廣和飲用水深度處理相應(yīng)工藝技術(shù)的逐步成熟和規(guī)模化工程應(yīng)用，納濾膜將擁有更加光明的市場(chǎng)應(yīng)用前景。未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，通過(guò)在飲用水處理及廢水處理兩大板塊的持續(xù)放量，納濾膜市場(chǎng)仍將以超過(guò)15.87%的復(fù)合增長(zhǎng)率迅速上揚(yáng)。換句話說(shuō)，兩年內(nèi)，納濾膜整體投資規(guī)模有望達(dá)到110億元。
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