纳滤(NF)

在反渗透和超滤之间

纳滤是指一种特殊的膜过程，它拒绝大约1纳米(10埃)大小范围内的溶解溶质，因此得名“纳滤”。

至于纳滤膜所拒绝的溶质的大小和重量，NF的作用范围介于两者之间反渗透(RO)和超滤(UF):分子量大于200 - 400的有机分子被拒绝。纳滤膜可以有效地拒绝其他污染物:

• 溶解有机物。
• 木糖醇/致热源。
• 杀虫剂和农药。
• 除草剂。
• 抗生素。
• 硝酸盐。
• 糖。
• 橡胶乳剂。
• 金属离子。

它也排斥某些可溶盐。具体来说，NF拒绝20 - 98%范围内的溶解盐。含有一价阴离子的盐(如氯化钠或氯化钙)的截留率为20 - 80%，而含有二价阴离子的盐(如硫酸镁)的截留率较高，为90 - 98%。跨膜压力通常为50 - 225psi (3.5 - 16bar)。

理想的纳滤膜具有很高的水渗透性，但溶质的理想渗透性可能接近于零或更高的值，这取决于溶质和应用。例如，一种应用可能要求杀虫剂的渗透性接近于零，钙离子的渗透性达到50%。

纳滤膜系统的典型应用包括:

• 地表水的色度和总有机碳的去除。
• 从井水中去除硬度或镭。
• 总溶解固体(TDS)的总减少量。
• 在特殊食品和废水中的有机和无机物分离应用。

压力和横流式的

就像反渗透膜，纳滤膜用于分离系统，利用施加的压力有效地克服系统的渗透压，使溶剂在半透膜上从溶质浓度较高的区域流动到浓度较低的区域。这种“反向”流动，以及纳滤膜的渗透性，导致溶质过大而无法通过膜，滞留在膜浓度较高的一侧，而含有所需或可接受溶质的较纯净水则通过。

纳滤膜在另一方面与反渗透膜相似:它们被用于交叉流结构。交叉流有助于减少污垢，或不能通过半透膜与膜的溶质积累。简单地说，在交叉流中，给水的加压流迫使低浓度的水通过纳滤膜，而现在分离的高浓度水通过膜表面，带走了被拒绝的盐和其他杂质。纯化水称为渗透水，高浓度水称为浓缩水或过滤水。

影响因素

纳滤膜分离过程的关键性能参数是渗透通量和盐截留。在特定的参考条件下，通量(每单位膜面积的渗透速率)和截取是可预测的，是膜性能的固有特性。膜系统的通量和截留率主要受可变参数的影响，包括:

• 压力:随着有效进料压力的增加，渗透TDS降低，渗透通量增加。
• 温度:如果温度升高，而所有其他参数(压力、回收率和给水盐浓度)不变，则渗透通量和盐通道将增加。
• 回收率:回收率是渗透流量与进料流量的比值。在提高采收率的情况下，如果盐浓度达到精矿渗透压与加料压力相同的值，渗透通量将减少并停止。随着回收率的增加，排盐率也会降低。
• 给水盐浓度:随着给水盐浓度的增加，渗透通量减小，盐通道增大。

其他可能影响NF系统性能的因素包括:

• 工厂的维护和运行。
• 预处理设计。