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隨著市政供水傳統(tǒng)處理工藝的升級(jí)迭代漸次鋪開，以納濾膜為核心組合技術(shù)正在成為破局城鎮(zhèn)自來水廠深度處理的關(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)離子等透過的一種功能性半透膜。也就是說，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)。通常來看，制造納濾膜主要通過界面聚合反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。具體來看，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)無機(jī)鹽透過，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的位點(diǎn)，進(jìn)而增強(qiáng)了膜的透水性能。減少水透過阻力的同時(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應(yīng)用前景。未來一段時(shí)間內(nèi)，通過在飲用水處理及廢水處理兩大板塊的持續(xù)放量，納濾膜市場仍將以超過15.87%的復(fù)合增長率迅速上揚(yáng)。換句話說，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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