能透過納濾的離子

1. 納濾能否有效去除水中的COD BOD5和TOC

首先，納濾膜（Nanofiltration Membranes)是80年代末期問世的一種新型分離膜，其截留分子量介於反滲透膜和超濾膜之間，約為100-2000Da，由此推測納濾膜可能擁有lnm左右的微孔結構，故稱之為「納濾」。納濾膜大多是復合膜，其表而分離層由聚電解質構成，因而對無機鹽具有一定的截留率。國外已經商品化的納濾膜大多是通過界面縮聚及縮合法在微孔基膜上復合一層具有納米級孔徑的超薄分離層。
納濾膜能截留納米級（0.001微米）的物質。納濾膜的操作區間介於超濾和反滲透之間，截留溶解鹽類的能力為20%-98%之間，對可溶性單價離子的去除率低於高價離子，納濾一般用於去除地表水中的有機物和色素、地下水中的硬度及鐳，且部分去除溶解鹽，在食品和醫葯生產中有用物質的提取、濃縮。納濾膜的運行壓力一般3.5-30bar。
納濾過程的關鍵是納濾膜。對膜材料的要求是：具有良好的成膜性、熱穩定性、化學穩定性、機械強度高、耐酸鹼及微生物侵蝕、耐氯和其它氧化性物質、有高水通量及高鹽截留率、抗膠體及懸浮物污染，價格便宜且採用的納濾膜多為芳香族及聚酸氫類復合納濾膜。復合膜為非對稱膜，由兩部分結構組成：一部分為起支撐作用的多孔膜，其機理為篩分作用;另一部分為起分離作用的一層較薄的緻密膜，其分離機理可用溶解擴散理論進行解釋。對於復合膜，可以對起分離作用的表皮層和支撐層分別進行材料和結構的優化，可獲得性能優良的復合膜。膜組件的形式有中空纖維、卷式、板框式和管式等。其中，中空纖維和卷式膜組件的填充密度高，造價低，組件內流體力學條件好;但是這兩種膜組件的製造技術要求高，密封困難，使用中抗污染能力差，對料液預處理要求高。而板框式和管式膜組件雖然清洗方便、耐污染，但膜的填充密度低、造價高。因此，在納濾系統中多使用中空纖維式或卷式膜組件。
在我國，對納濾過程的理論研究比較早，但對納濾膜的開發尚處於初步階段。在美國、日本等國家，納濾膜的開發已經取得了很大的進展，達到了商品化的程度，如美國Filmtec公司的NF系列納濾膜、日本日東電工的NTR-7400系列納濾膜及東麗公司的UTC系列納濾膜等都是在水處理領域中應用比較廣泛的商品化復合納濾膜。
對於一般的反滲透膜，脫鹽率是膜分離性能的重要指標，但對於納濾膜，僅用脫鹽率還不能說明其分離性能。有時，納濾膜對分子量較大的物質的截留率反而低於分子量較小的物質。納濾膜的過濾機理十分復雜。由於納濾膜技術為新興技術，因此對納濾的機理研究還處於探索階段，有關文獻還很少。但鑒於納濾是反滲透的一個分支，因此很多現象可以用反滲透的機理模型進行解釋。關於反滲透的膜透過理論[2]有朗斯代爾、默頓等的溶解擴散理論;里德、布雷頓等的氫鍵理論;舍伍德的擴散細孔流動理論;洛布和索里拉金提出的選擇吸附細孔流動理論和格盧考夫的細孔理論等。
納濾膜的過濾性能還與膜的荷電性、膜製造的工藝過程等有關。不同的納濾膜對溶質有不同的選擇透過性，如一般的納濾膜對二價離子的截留率要比一價離子高，在多組分混合體系中，對一價離子的截留率還可能有所降低。納濾膜的實際分離性能還與納濾過程的操作壓力、溶液濃度、溫度等條件有關。如透過通量隨操作壓力的升高而增大，截留率隨溶液濃度的增大而降低等。
所以，納濾膜可以去除大部分COD及BOD和TOC

2. 納濾膜對離子分離技術的操作條件具體分析

納濾膜對離子的截留率受到共離子的強烈影響，對同一種膜在分離同種離子並在該離子濃度恆定條件下，共離子價數相等，共離子半徑越小，膜對該離子的截留率越小，共離子價數越高，膜對該離子的截留率越高。納濾膜對二價離子的截留率較一價離子截留率高得多，主要是由於離子半徑和靜電斥力作用影響造成的。

一、陶氏膜組件操作條件

納濾膜的分離性能有直接影響，操作壓力的提高可提高水通量和脫鹽率，回收率的提高可降低水通量和脫鹽率，料液速率的提高可提高水通量和脫鹽率。納濾膜的耐壓密性好，水通量和截留率隨操作時間延長基本不變，對分子量數百的有機小分子和高價離子有較高的脫除率。

二、陶氏納濾膜元件其它條件

由於道南離子效應的影響、物料的荷電性、離子價數、離子濃度、溶液pH值等對納濾膜的分離效率有一定的影響。

三、納濾膜分離技術具有的典型特徵:

一是截留分子量為200 ～2000Da，其值介於反滲透和超濾之間。

二是納濾膜表面分離層通常帶有電荷，對不同價態的離子具有道南效應，其分離性能具有離子選擇性。

陶氏DOW納濾膜技術以其獨特的分離性能在許多領域中佔有不可替代的地位。目前，國內關於納濾技術的研究多在膜材料、膜結構及分離機理領域，納濾膜元件的運行特性包括測試特性與運行特性兩個方面。測試特性系指特定運行條件下膜元件的運行參數，例如特定給水含鹽量、給水溫度、膜通量及回收率條件下的膜元件工作壓力與透鹽率兩項指標。

3. 反滲透納濾超濾微濾等的膜法分離性能比較

從常用水處理設備功能原理及特點說起：
純水機 1. 原理及功能：採用PP棉，活性炭及RO膜 等濾芯，五級或五級以上過濾，其中最核心是 RO膜即反滲透膜，RO膜是目前水處理技術中過濾精度最高 的濾芯。制出的為純凈水，可以直接生飲。 2. 純水機水處理設備優缺點：
純水機設備過濾精度高，適用於多種水質，凈 化後的水是純凈水，口感好，不含任何雜質， 絕對安全。 缺點：純水機水處理設備每日 制水量少，只能解決飲用和做飯；前三級濾芯 使用壽命短，需要定期更換濾芯；不適宜單獨長期作為直飲水，尤其是兒童和老人更不宜長期單 獨飲用純凈水。
凈水機 超濾機是凈水機水處理設備中的主流產 品，具有精度高，凈化效果好，濾芯壽命長， 並能自動清洗濾芯。 1. 原理及功能：採用0.01微米的超濾膜分離 技術，能有效祛除水中的泥沙，鐵銹，懸浮 物，膠體，細菌，病毒，大分子有機物等有害 物質。 2. 凈水機水處理設備優點缺點：
水機設備過濾精度高；凈化水接近礦泉水，能 直接生飲；流量大；濾芯使用年限長；自動清 洗濾芯；不需要電；不浪費水。
水機水處理設備祛除水垢、水鹼效果較差，適 用中等以下硬度地區；單一超濾機不能徹底去 除水中異味， 不能徹底去除水中重金屬，水質 口感較差；換芯比較麻煩。
納濾膜機 1.納濾膜水處理機是以納濾膜為主要部件， 結構略為疏鬆，類似反滲透膜的水處理機。 2.納濾膜是荷電膜，能進行電性吸附，對電性高的F離子等，能部分去除，並具有納米級孔徑，大分子不能通過水處理設備，游離態的水分子部分通過，NaCl部分透過，鈣離子，鎂離子更少部分能通過。囊括了以上水處理機的優點，且避免了二水處理的缺點。
更多了解可加追問！

4. 納濾膜過濾的分子量范圍是多少

納濾膜能截留抄0.1-1
微米襲之間的顆粒。能允許大分子和溶解性固體(無機鹽)等通過，但會截留住懸浮物、細菌及大分子量膠體等物質。納濾膜的操作壓力比反滲透的低，但價格比反滲透貴些，所以一般家用凈水機主要是超濾和反滲透飲水機。工業來說，要看出水的具體要求，如果要達到純水要求的話，就必須要用反滲透。
納濾膜過濾性能還與膜的荷電性、膜製造的工藝過程等有關。不同的納濾膜對溶質有不同的選擇透過性，如一般的納濾膜對二價離子的截留率要比一價離子高，在多組分混合體系中，對一價離子的截留率還可能有所降低。納濾膜技術實際分離性能還與納濾過程的操作壓力、溶液濃度、溫度等條件有關。如透過通量隨操作壓力的升高而增大，截留率隨溶液濃度的增大而降低等。

5. 納濾的應用

納濾分離作為一項新型的膜分離技術，技術原理近似機械篩分。但是納濾膜本體帶有電荷性。這是它在很低壓力下仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的重要原因。
納濾分離愈來愈廣泛地應用於電子、食品和醫葯等行業，諸如超純水制備、果汁高度濃縮、多肽和氨基酸分離、抗生素濃縮與純化、乳清蛋白濃縮、納濾膜-生化反應器耦合等實際分離過程中。與超濾或反滲透相比，納濾過程對單價離子和分子量低於200的有機物截留較差，而對二價或多價離子及分子量介於200～500之間的有機物有較高脫除率，基於這一特性，納濾過程主要應用於水的軟化、凈化以及相對分子質量在百級的物質的分離、分級和濃縮（如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程產物的分級和濃縮）、脫色和去異味等。主要用於飲用水中脫除Ca、Mg離子等硬度成分、三鹵甲烷中間體、異味、色度、農葯、合成洗滌劑，可溶性有機物，及蒸發殘留物質。
隨著對環境保護和資源綜合利用認識的不斷提高，人們希望在治理廢水的同時實現有價物質的回收，比如：大豆乳清廢液中含有1%左右的低聚糖和少量的鹽，亞硫酸鹽法制備化纖漿和造紙漿過程出現的亞硫酸鈣廢液中含有2%～2.5%的六碳糖和五碳糖，製糖工業中出現的廢糖蜜中含有少量的鹽等等。
NF分離是一種綠色水處理技術，在某些方面可以替代傳統費用高，工藝繁瑣的污水處理方 法.其技術特點是:能截留分子量大於100的有機物以及多價離子，允許小分子有機物和單 價離子透過；可在高溫，酸，鹼等苛刻條件下運行，耐污染；運行壓力低，膜通量高，裝置 運行費用低；可以和其他污水處理過程相結合以進一步降低費用和提高處理效果.在水處理 中，NF膜主要用於含溶劑廢水的處理，能有效地去除水中的色度，硬度和異味.NF膜以其特殊的分離性能已成功地應用於製糖，制漿造紙，電鍍，機械加工以及化工反應催化劑的回收等行業的廢水處理.
納濾是一種綠色水處理技術，是國際上膜分離技術的最新發展，在某些方面可以替代傳統費用高、工藝繁瑣的污水處理方法。納米級孔徑且帶有電荷的特殊過濾性能特點是：能截留分子量大於200的有機物以及多價離子，允許小分子有機物和單價離子透過；可在高溫、酸、鹼等苛刻條件下運行，膜耐受的條件范圍寬，濃縮倍數高，耐污染；運行壓力低，膜通量高，裝置運行費用低，能耗極低(唯一驅動力是壓力)。
由於納濾膜特殊的孔徑范圍和制備時的特殊處理(如復合化、荷電化)，使得納濾膜具有較特殊的分離性能，其在降低廢水COD、水源水的色度、硬度和去除飲用水中的有機物(TOC)、三鹵代烷(THMs)前驅物等方面的應用近年來受到廣泛重視，已成功地應用於製糖行業、造紙行業、電鍍行業、機械加工行業及化工反應催化劑的回收行業等的廢水處理中。納濾膜的應用研究主要集中在幾個方面：根據中性溶質的分子量大小而進行分離；截留有機物分子而讓單價電解質透過膜層；根據離子價態而實現離子問的分離。根據納濾膜分離的特點，其應用范圍主要適用於下述情況的物質分離：①對單價鹽分離的截留率要求不高；②要求進行不同價態離子的分離，如軟化處理；③需要對高分子量有機物與低分子量有機物進行分離，如葡萄酒脫醇；④鹽和對應的酸的分離；⑤有機物和無機物的分離，如染料脫鹽、乳清濃縮脫鹽和飲用水凈化。
納濾膜具有熱穩定性、耐酸、耐鹼和耐溶劑等優良性質，在廢水的有價物質回收中起到不可估量的作用，廣泛地應用於各種有機廢水的回收處理。比如農葯廢液處理、乳清和抗菌素脫鹽、電鍍廢液中金屬回收、各種石化廢水處理等。在給水處理中，納濾膜主要用於制備軟化水、飲用純凈水，能有效地去除水中的色度、硬度和異味 。
試驗研究及應用
(1）日用化工廢水處理.用NF膜處理日用化工廢水的應用研究表明NF膜耐酸鹼，有優良的截留率，對重金屬有很好的去除率，不存在膜污染問題.據估計，由於NF膜的運行費用低於反滲透技術，對有機小分子有良好的脫除率，可能會覆蓋90%以上的日用化工廢水處理.
(2）石油工業廢水處理.
石油工業廢水主要包括石油開采和煉制過程中產生的含各種無機鹽和有機物的廢水，其成分 非常復雜，處理難度大.採用膜法特別是NF法與其他方法相給合，既可有效處理廢水還可以 回收有用物質.例如，先用NF膜將原油廢水分離成富油的水相和無油的鹽水相，然後把富油 相加入到新鮮的供水中再進入洗油工序，這樣既回收了原油又節約了用水.以前多採用反滲 透 和相分離結合的方法處理石油工業廢水，但存在著膜污染嚴重的問題，如果在反滲透前加一NF膜，就可以解決膜污染的問題.石油工業的含酚廢水中主要含有苯酚，甲基酚,硝基酚以 及各類取代酚，此類物質的毒性很大，必須脫除後才能排放，若採用NF技術，不僅酚的脫除 率可達95%以上，而且在較低壓力下就能高效地將廢水中的鎘，鎳，汞，鈦等重金屬高價離子脫除，其費用比反滲透等方法低得多.
(3）殺蟲劑廢水處理.一般的水處理方法不能除去污染水中的低分子有機農葯.通過研究NF膜對不含酚殺蟲劑的截留性能發現除了二氯化物以外，其他殺蟲劑的截留 率均高於96.7%，所有殺蟲劑在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影響.採用NF處理含有酚 類殺蟲劑的廢水也十分有效.
(4）化纖，印染工業廢水處理.NF可以用於印染過程排水中染料及助劑的脫除和回用.處 理染料聚合漿料時，由於大多數染料的分子量在幾百到幾千，NF膜可以讓一些無機鹽或小分 子通過，而對較大的染料分子進行截取，粗染料漿液經NF系統後，染料可以富集，而無機鹽 的濃度下降，脫鹽率大於98%，染料損失率小於0.1%，而且可以在高溫下運行.此外，NF還 可以用於纖維加工過程中的含油廢水的處理及回收再利用.
(5）生活污水處理.採用常用的生物降解和化學氧化相結合的方法處理生活污水時，氧化 劑的消耗很大，殘留物多.如果在它們之間增加一個NF系統，讓能被微生物降解的小分子（ 分子量小於100）通過，不能生物降解的有機大分子（分子量大於100）被截留下來經化學氧化 後再生物降解，這樣就可以充分發揮生物降解的作用，節省氧化劑或活性炭的用量，降低最 終殘留物的含量.
(6）熱電廠二次廢水的治理及回收利用.熱電廠的二次廢水主要來自沖灰，除塵及冷卻系統，此類廢水中含有大量的懸浮固體,灰份 及高含量的鹽份和部分有機物.利用NF可以把這一類廢水處理成工業回用水.首先用微濾除 去水中的全部懸浮顆粒，質量分數為99%的BOD,98%的COD,73%的總氮和17%的總磷，同時將水中的菌落總數降到3～4個/L，然後加酸降低pH以除去CO2，最後再經NF脫鹽，達到鍋爐用水的質量.澳大利亞太平洋熱電廠的Eraring發電站已用NF對此類廢水進行處理，每天處理1 000～15 000 m3廢水，既減輕了市政供水系統的負荷，每年又可為熱電廠節約 操作費用80萬美元.該熱電廠准備擴大發電規模，用水量也相應增大，估計到2010年，處理 此類廢水量將達5 000 m3/d，效益極其可觀.
(7）酸洗廢液處理.鋼廠的酸洗工序是將鋼材浸入質量分數為20%左右的硫酸酸洗槽中進行 酸洗.隨著酸洗的進行，硫酸濃度逐漸降低，硫酸亞鐵濃度不斷增高，當溶液中硫酸的質量 分數降至6%～8%，生成的硫酸亞鐵濃度超過200～250 g/L時，酸洗速率下降，必須更 換酸洗液，排放酸洗廢液.酸洗好的鋼材必須用清水進行沖洗以除去表面的酸性物質，又造 成了廢酸水的外排.為了保護環境，節約資源，可採用NF工藝處理酸洗廢液.利用NF膜對硫 酸和硫酸亞鐵截留率的不同，先將硫酸亞鐵截留在濃縮液中，然後將濃縮液送入冷卻結晶罐，冷卻結晶出FeSO4·7H2O；透過液再經能截留硫酸的另一NF膜組件，截留後濃縮為20%的 硫酸，再生酸液回收利用，透過液則排至廢酸水站，進一步處理排放或回收.這一工藝回收 了硫酸和硫酸亞鐵，同時實現了酸洗廢液的回收綜合利用和廢酸水達標排放的目的.
(8）造紙廢水處理.採用NF膜技術替代傳統的化學處理 法能更為有效地除去深色木質素.木漿漂白過程產生的氯化木質素 是帶負電的，容易被帶負電性的NF膜截留，並且對膜不會產生污染.另外,因為整個處理過程中對陽離子（Na+）的脫除率並沒有嚴格要求，採用反滲透技術就顯得沒有必要 .採用超濾/納濾處理牛皮紙製造廢水有很好的效果。
工程應用
納濾膜的孔徑范圍介於反滲透膜和超濾膜之間，其對二價和多價離了及分子量在200～1000之間的有機物有較高的脫除性能，而對單價離子和小分子的脫除率則較低。而且，與反滲透過程相比，納濾過程的操作壓力更低(一般在1.0Mpa左右);同時由於納濾膜對單價離子和小分子的脫除率低，過程滲透壓較小，所以，在相同條件下，納濾與反滲透相比可節能15%左右[3]。因而在水處理中，納濾被廣泛應用於飲用水的濃度凈化、水軟化、有機物和生物活性物質的除鹽和濃縮、水中三鹵代物前軀物的去除、不同分子量有機物的分級和濃縮、廢水脫色等領域。
Sibille等研究了法國Auverw-sur-Oise市的地下水，對納濾和生物處理飲用水(臭氧—生物活性炭過濾)進行了對比。結果表明，納濾可以顯著提高飲用水的水質，減少細菌數量和有機物的濃度，從而使後續消毒更有效，也減少了三氯甲烷的形成。但是，研究又指出，少量極易被細菌等吸收的可生物降解的有機物質(BOM：BiologicalOrganicMatter)、可同化有機碳(AOC：AssimilableOrganicCarbon)也能透過納濾膜。
雖然，納濾技術的工程應用在美國、日本等國家的給水行業中已經得到大規模的推廣，但在我國，將納濾技術廣泛地應用於工程實踐的條件還不成熟，尚處於嘗試階段、本要問題是國產納濾膜的性能指標不夠過關。已有工程實例的報道，如國內首套工業化大規模膜軟化系統——山東長島南隍城納濾示範工程，是納濾技術在高硬度海島苦鹹水凈化的實際應用。該工程由國家海洋局杭州水處理中心設計，於1997年4月正式投入生產淡水，系統連續正常運行27個月，淡化水符合國家生活飲用水衛生標准。
有關學者曾採用納濾膜對某市自來水(以污染嚴重的淮河水為原水)進行深度處理試驗，研究了納濾循環制水試驗工藝的效果。結果表明，循環試驗工藝與單級納濾工藝相比，在同樣較低的壓力下，出水率較高，並且能耗降低，減少了濃水排放。即使在回收率較高(80%)的情況下，膜出水中的總有機碳(TOC)仍比自來水低50%;對致會變物的去除十分顯著，使Ames試驗陽性的水轉為陰性。
納濾膜應用問題
納濾膜有較高的膜通量，可以截留有機及無機污染物，而對人體必需的一些離子又有較大的透過率，因此，把納濾膜應用於飲用水的深度凈化較其它的膜分離技術有較大的優勢。把鋼濾膜應用於給水處理領域的主要問題是：
這三個問題是膜分離的基本問題，也是納濾膜法水處理技術難以廣泛應用的主要原因。世界各國的水處理工作者正在進行廣泛的研究，尋求解決這些問題的途徑。納濾技術在給水處理領域的推廣應用還依賴於這些問題的進一步解決。

6. 納濾對鈣離子和鎂離子的去除率哪個高

目前納濾技術原理有兩類主流觀點，一個是溶解擴散原理，一個是電效應原理，我們從電效應進行分析：

納濾膜與電解質離子間形成靜電作用，電解質鹽離子的電荷強度不同，造成膜對離子的截留率有差異，在含有不同價態離子的多元體系中，由於道南(DONNAN)效應，使得膜對不同離子的選擇性不一樣，不同的離子通過膜的比例也不相同。

納濾過程之所以具有離子選擇性，是由於在膜上或者膜中有負的帶電基團，它們通過靜電互相作用，阻礙多價離子的滲透。根據文獻說明，可能的荷電密度為0.5～2meq/g。
為此，我們可用道南效應加以解釋：
ηj=μjzj.f.φ
式中ηj——電化學勢；
μj——化學勢；
zj——被考查組分的電荷數；
f——每摩爾簡單荷電組分的電荷量；
φ——相的內電位，並且具有電壓的量綱。
式中的電化學勢不同於熟知的化學勢，是由於附加了zj.f.φ項，該項包括了電場對滲透離子的影響。利用此式，可以推導出體系中的離子分布，以計算出納濾膜的分離性能。
以上是理論上的分析方法，要詳細的數據就要一個個參數查出來套進公式，如果只是要簡單地判斷鈣和鎂的截留率，這里從直觀的方式來進行解釋：
電荷性越強，納濾膜對該金屬離子的截留率越高，如：
三價金屬離子截留率>二價金屬離子截留率>一價金屬離子截留率
同價位的金屬離子，電荷越強，截留率越高，如：

Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Mg2+>Ca2+

道理很簡單，電荷越強，膜對該離子的排斥越大，因此更不容易透過膜
根據我們的工程經驗，一般不去區分鈣鎂誰的去除率高，因為差別不大
希望對您有幫助

7. 納濾膜能截留硫酸鈉嗎

納濾膜：孔徑在1nm以上，一般1-2nm。是允許溶劑分子或某些低分子量溶質或低價回離子透過的一種功答能性的半透膜。它是一種特殊而又很有前途的分離膜品種，它因能截留物質的大小約為納米而得名，它截留有機物的分子量大約為150-500左右，截留溶解性鹽的能力為2-98%之間，對單價陰離子鹽溶液的脫鹽低於高價陰離子鹽溶液。被用於去除地表水的有機物和色度，脫除地下水的硬度，部分去除溶解性鹽，濃縮果汁以及分離葯品中的有用物質等。

8. 氯離子能透過鈉濾膜嗎

可以抄，會接近全部襲透過。
納濾膜截留有機物的分子量大約為150－500左右，部分精密生產的還可以控制在100以下。而如果截留單價陰離子鹽溶液的脫鹽低於高價陰離子鹽溶液，氯離子的鹽溶液截留率大致在5%到10%（數據為預估的）

9. 納濾膜能有效的去除鈣鎂離子嗎

美國ge納濾膜對鈣鎂離子的脫鹽率是96-98%