第五章 1 纳滤的简单介绍

化学工业废水的处理
常用方法：经浓缩后进行焚烧或曝气。 蒸发或RO浓缩不可取：除不去废液中的盐分，造成高浓盐度的废液，对焚烧炉 或曝气装置有很大腐蚀。采用NF，即可除去盐分，又可除去不可生物降解的低 分子有机物（Mw>100）。
制糖工业废水的处理
主要用NF来处理含有高浓度氯化纳和带色有机物的离子交换树脂再生液，不仅 可除去有色物质，还可使80%以上的盐和90%以上的水循环使用。降低生产成本 和减少排放量。
氨基酸的分离
NF膜一般带有荷电荷，因此PH值会影响其分离。 氨基酸是两性的，在一定的PH值下达到等电点。 不同分子量的氨基酸达到等电点时，其PH值不同。 可以通过控制PH值的不同，利用NF进行分离和纯化 氨基酸。
5.3纳滤在处理工业废水中的应用
含有机溶剂废水的处理
一般采用RO和相分离来联合处理含溶剂废水，但经RO浓缩后，往往达不到相分 离点或相分离点不稳定，导致相分离失败或不完善。可在RO之前加一NF过程。
4.纳滤膜的分离机理
对于非极性溶质，主要取决于位阻效应。 对于极性（或荷电溶质），其通过纳滤膜时 的截留率由静电作用与位阻效应共同决定。
另外还有溶解扩散作用。
5.纳滤的应用 纳滤在食品工业中的应用； 纳滤在制药工业和生物化学中的应用； 纳滤在处理工业废水中的应用； 纳滤在染料工业中的应用； 纳滤在石油化工行业中的应用。
2.纳滤膜的制备方法
转 化 法：超滤膜转化法、反渗透膜转化法。 共 混 法：将两种或两种以上的高聚物进行 液相共混。（CA-CTA纳滤膜）。 复 合 法：在微孔基膜上复合一层具有纳米 级孔径的超薄皮层。此法应用广泛、有效。 荷电化法：提高膜的抗压密性、抗酸碱性、 抗污染能力、膜的疏松性、亲水性及水通量。 荷膜分为两种：表层荷电膜和整体荷电膜。
蒸发法节能5源自文库%。 还可利用NF和UF结合进行对果汁的浓缩
如桔子汁和洋李酸；对于洋李酸浸液，脱盐率达54.5%，有机酸 脱除达80%，自身浓缩到10倍以上。
5.2 纳滤在制药工业和生物化学中的应用
抗生素的浓缩与回收
抗生素原液中含有4%的生物残渣，一定盐分和0.1%-0.2%的抗生素。多 数抗生素的相对分子量在300-1000，正好处于NF膜的截留范围。传统 方法：对发酵液进行澄清和溶剂萃取，然后对萃取液进行真空蒸馏得抗 生素。利用NF膜可有两种途径： 萃取 NF 发酵液 溶剂回收利用
3.影响纳滤膜分离的因素
膜材料的性质及制膜工艺 操作条件： 操 作 压力 水通量和脱盐率 料 液 流 速 水通量和脱盐率 操 作 时 间 水通量和脱盐率– 料液回收率 水通量和脱盐率
物料性质：待处理液中中性物质的分子量、离子浓度、 半径、电价及溶液的PH值。
组件构型的影响
纳滤的简单介绍 Simple Introduction to Nanofiltration
1.纳滤的基本特点
NF处于UF和RO之间,其膜的表层孔径处于纳米级范 围。 截留分子量在100-1000之间，对二价及多价离子有 很高的截留率。 其操作压力在0.4-1.5MPa之间，低于RO膜，纳滤膜 通常称为低压反渗透膜（LPRO）。 纳滤膜表面一般带有荷电荷，因而有较好的抗压密 性、抗酸碱性及较强的抗污染能力。 可取代传统处理过程中的多个步骤，所以比较经济。
去离子水 NF （脱盐） 废盐水 NF （浓缩） 稀废盐水 染料浓缩液
第一步为渗滤，脱去盐分，使盐含量一般低于0.2%； 第二步为浓缩，浓缩2-3倍，达到20%-25%的浓度，喷雾 干燥得干品。 举例，一种管式聚砜膜可将分子量为781的染料脱色，对 染料的截留率为97%-99%，水通量可达0.6-0.8m3/m2.d
脱沥青原油中轻质油的提取
先加入溶剂，将脱沥青原油破乳，然后用孔径为10-100A的聚砜 或磺化聚砜膜，在25-100º C，0.34-6.89MPa下，将溶于溶剂的轻 质油提取。
含铬废水的处理
制革工艺中，用硫酸铬进行鞣制，但只有70%可以利用。因此用NF进行回收， 节省铬盐，保护环境。
净水工艺中THM前驱物质的去除
传统的净水方法不能除去低分子量有机物质，会与杀菌的氯气生成THM物质— 严重致癌物。采用NF将其除去。
5.4纳滤在染料工业中的应用
活性染料经NF膜渗滤和脱水达到纯化和浓 缩的目的
5.1纳滤在食品工业中的应用
乳清脱盐—已工业化且效果很好
NF膜截留住分子量较大的物质，允许盐通过，从而降低乳清的 盐度。举例，凯能公司生产的管式NF膜，对乳清中的乳糖截留 率达99.8%，将乳糖从4.2%浓缩到29.5%；对盐分和灰分的脱除 达60%-90%。
植物油加工
可将20%固含量，2%自由脂肪酸的大豆油浓缩到45%，同时将 溶剂正己烷回收并将部分酸脱除，此法较正己烷直接
5.5纳滤在石油化工行业中的应用
溶液中溶解催化剂的回收
同源催化剂—分子量在160-1000之间的溶解态的有机金属络合物， 分子量处于NF膜的分离范围，利用NF回收利用。现在凯能公司 生产的耐有机溶剂NF-1050和NF-1060膜大量应用于此回收。
催化剂生产用溶剂的回收
催化剂生产中消耗大量溶剂，通常分离催化剂后将溶剂扔掉， 污染环境浪费资源。可用NF进行回收。此法应用在烯烃加氢甲 酰化的Co、P复合催化剂的生产中应用。
节约80%的成本
浓缩的抗生素 发酵液 NF 透过液 萃取
提高萃取设备的生 产能力，减少溶剂 用量
凯能公司的NF-1014S型卷式膜可将0.37%的6-APA浓缩到5%，对 6-APA的截留率为95%，回收率为90%，并将盐分等除去。
多肽的浓缩与纯化
重要的医药产品，由蛋白质水解或氨基酸合成。 一般方法：由色谱柱或层析从有机或水溶液中纯化多 肽，然后蒸发浓缩。 现在：用NF代替蒸发，低温高效，操作简单，且在 浓缩的同时进行纯化。