纳滤特性及分离过程(精)培训课件
反渗透和纳滤的的工艺过程设计ppt
纳滤的设备选型
根据处理水量、水质和处理要求选择合适的纳滤膜型 号和规格。
选择合适的纳滤高压泵，满足系统压力和流量需求， 并确保泵的稳定性和可靠性。
选择高品质的纳滤膜组件，确保膜通量和分离效率高 、抗污染能力强。
考虑设备占地面积和安装方便性，选择合适的设备结 构和材质，以满足工艺流程设计要求。
纳滤膜具有高孔隙率和高透水性，且耐酸、碱、有机溶剂 ，对盐的分离效果较好，纳滤膜分离过程中无二次污染。
纳滤的工艺流程设计
原水进入纳滤系统前需进行预处理，去除悬浮物、硬 度、有机物等杂质，保护纳滤膜不受污染。
透过水透过纳滤膜进入产水罐，可直接使用或排放。
预处理后的原水进入纳滤高压泵，通过压力差推动水 分子透过纳滤膜，截留有机物和多价离子。
工业废水处理
针对工业废水中的不同污染物和有害物质，反渗透和纳 滤技术能够进行有效的分离和纯化，实现废水回收再利 用，降低工业废水对环境的污染。
海水淡化
面对全球水资源短缺的问题，海水淡化成为解决人类用 水需求的重要途径，反渗透和纳滤技术是海水淡化过程 中的关键技术之一。
反渗透和纳滤的发展趋势展望
拓展应用领域
反渗透和纳滤技术的应用领域不断拓展，未来将应用于更为广泛 的领域，如能源、化工、医药等。
绿色环保
在可持续发展成为全球共识的背景下，反渗透和纳滤技术的发展 将更加注重环保和节能，降低对环境的影响。
全球化发展
反渗透和纳滤技术将随着全球化的发展而不断推广和应用，促进全 球水资源的合理利用和保护。
THANKS
脱盐率高、产水品质高、运行压力高、膜 寿命长
纳滤优点
产水流量较高、浓水排放量小、需要高压 泵能量消耗较低
纳滤(NF)PPT优秀课件
dc dx
+ (1-σ)Jvc
截留率： R=1 ccm p=σ1(-1F-F σ)
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2、电荷模型
又可分为空间电荷模型和固定电荷模型
固定电荷模型假定膜是均质无孔的，在膜中的固定 电荷分布是均匀的，它不考虑孔径等结构参数，认 为离子浓度和电势在传质方向上具有一定的梯度。 该模型首先用于离子交换膜，随后用来表征荷电型 RO和NF膜的截留特性和膜电位。
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唐南平衡( Donnan equilibrium)
对于渗析平衡体系，若半透膜一侧的不能透过 膜的大分子或胶体粒子带电，则体系中本来能自由 透过膜的小离子在膜的两边的浓度不再相等，产生 了附加的渗透压，此即唐南效应或称唐南平衡。具 体地说：若一侧为NaCl溶液(下称溶液1)，其离子能 自由透过膜；另一侧为NaR溶液(下称溶液2)，其中 R-离子不能透过膜。在两溶液均为稀溶液时，可以 其离子活度视作离子浓度。于是在平衡时，
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第五节 NF膜的污染及清洗 待在《极化现象与膜污染化学》专
题（一节）集中介绍
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第六节. 纳滤技术的应用
Ⅰ、在水处理方面的应用 膜法软化水是NF膜的最重要的
工业应用之一。NF膜一般可用于去除Ca2+、Mg2+等硬度成 分、三卤甲烷中间体（致癌物的一种前驱物）、异味、色度 、农药、可溶性有机物及蒸发残留物质，并在低压下实现水 的软化及脱盐。
经典热力学也不适用于描绘生命体系，在这些体系中的 特征是以物质流和能量流表示平衡，且物质流和能量 流不仅在体系内部，也涉及体系和环境之间。
非平衡热力学或称不可逆热力学是较近期发展的，它扩 充了经典热力学的原理，以不可逆物质和能量流为特 征以表示平衡，引入了“时间”参数来处理流率。
6第六章纳滤
第六章微滤第一节概述微滤与反渗透、超滤均属压力驱动性膜分离技术。
微孔滤膜具有比较整齐、均匀的多孔结构，孔径范围为0.05～20µm，主要除去微粒、亚微粒和细粒物质。
目前，在反渗透、超滤和微滤三种膜分离技术中，以微滤的应用最为广泛，微孔滤膜在各种分离膜中的产值最高，占世界膜技术总产值的50%以上。
早在1907年，Bechhold等人制得系列化多孔火胶棉并发表了第一篇系统研究微孔滤膜性质的报告，首先提出了采用气泡法测量微孔滤膜孔径。
1918年，Zsigmondy等人最早提出规模化生产硝化纤维素微孔滤膜的方法，并于1921年获得专利。
1925年，德国Gottingen成立了世界上第一个微孔滤膜公司 Sartorius Gmbh，专门生产和经销微孔滤膜。
1947年英、美等国相继成立了工业生产机构，开始生产硝化纤维素微孔滤膜，并将其用于水质和化学武器的检测。
20世纪60年代，随着聚合物材料的研究开发、成膜机理的研究和制膜工艺的改进，微孔滤膜品种不断增加，其应用领域得到了极大的拓宽。
20世纪50～60年代，我国一些科研部门对微孔滤膜进行了小规模的试制和应用，70年代后得到了较快的发展。
目前，国内微孔滤膜的生产已初具规模，由相转化法制备的微孔滤膜的性能达到了国际先进水平，在许多领域已经替代了进口产品。
第二节微滤一、微滤原理微滤是以静压差为推动力，利用膜的筛分作用进行分离的膜过程，其分离机理与普通过滤相类似，但过滤精度较高，可截留0.03-15µm的微粒或有机大分子，因此又称其为精密过滤。
如图6-1所示，通过电镜观察到微孔滤膜具有比较整齐、均匀的多孔结构，在静压差的作用下，小于膜孔径的粒子通过滤膜，比膜孔径大的粒子则被截留在膜面上，使大小不同的组分得以分离，操作压力为0.1MPa左右。
图6-1 聚合物微孔滤膜二、微孔滤膜的分离机理微滤技术是深层过滤技术的发展，使过滤从一般的深层介质过滤发展到精密的绝对过滤。
第五章 纳滤讲解
2019/6/12
膜材料与膜过程
5.2.2 对不同价态的离子截留效果不同
对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。对阴离子的 截留率按下列顺序递增：NO3-、CI-、OH-、SO42-、CO32-； 对阳离子的截留率按下列顺序递增：H+、Na+、K+、Mg2+、 Ca2+、Cu2+。
5.2.3 对离子的截留受离子半径的影响
5.5纳滤膜商品及分类
自20世纪80年代以来，国际上相继开发了各种牌号的纳滤膜及其组件， 其中大部分纳滤膜为荷电或不荷电的薄层复合膜。表5-1是部分牌号的纳 滤膜及其性能。
根据复合纳滤膜超薄复合层的组成，复合纳滤膜可分为以下几类：
2019/ห้องสมุดไป่ตู้/12
膜材料与膜过程
表5-1 国外商品纳滤膜及其性能
2019/6/12
表5-4 NTR-7400纳滤膜性能
2019/6/12
SO2
O
n
SO3H
H2SO4 98%,ClSO3H SO2
25 C,4h
O n
膜材料与膜过程
5.5.4 混合型复合纳滤膜
该类纳滤膜主要有日本日东电工公司的NTR-7250膜，由聚乙烯醇和 聚哌嗪酰胺组成。美国Desalination公司开发的Desal-5膜亦属于此类， 其表面复合层由磺化聚（醚）砜和聚酰胺组成。：
纳滤膜的表层较超滤膜致密，故可以调节制膜工艺条件先制得较小孔 径的超滤膜，然后对该膜进行热处理、荷电化后处理，以使膜表面致密 化，从而得到具有纳米级表层孔的纳滤膜。 （2）反渗透膜转化法
纳滤膜的表层较反渗透膜疏松，可以在充分研究反渗透膜制膜工艺条 件的基础上，调整合适的有利于膜表面疏松化的工艺条件，如铸膜液中 添加剂的选择、各成分的比例及浓度等，使表层疏松化而制得纳滤膜。
纳滤特性及分离过程(精)
纳滤膜分离特性及使用和维护一，纳滤膜分离技术的特点20世纪80年代末期，随着新的制膜方法（如界面聚合法）的出现和制膜工艺的不断改进，一批新型复合膜（如疏松型反渗透膜和致密型超滤膜）得以问世，并受到人们的极大关注，现在人们习惯上将该类膜称为纳滤膜。
纳滤膜分离过程无任何化学反应，无需加热，无相转变，不会破坏生物活性，不会改变风味，香味，因而被越来越广泛地应用于超纯水的制备，食品，医药等行业中的各种分离和浓缩过程。
作为一种新型分离技术，纳滤膜在其分离应用中表现出下列两个显著特征：一个是其截留分子量介于反渗透和超滤膜之间，为200~2000。
故推测表面分离层可能拥有1nm左右的微孔结构，所以称之为“纳滤”；另一个是纳滤膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面分离层由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用。
从结构上来看纳滤膜大多是复合型膜，由表面分离层和它的支撑层组成，两者的化学组分不同。
二．纳滤膜的分离机理纳滤膜对无机离子的去除介于反渗透膜和超滤膜之间，它对不同的无机离子有不同的分离特性，分离规律：1）对于以下阴离子，截留率依次升高：NO3- ,CL-，OH-，SO42-，CO32-2）对于以下阳离子，截留率依次升高：H+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+3) 1价离子渗透，多价离子截留．纳滤膜对无机盐的截留可以用Donnan平衡模来解释：将纳滤膜置于含盐溶剂中时，溶液中反离子（所带电荷与膜内固定电荷相反的离子）在膜内浓度大于其在主体溶液中的浓度，而同名离子在膜内的浓度则低于其在主体溶液中的浓度．由此阻止了同名离子从主体溶液向膜内的扩散，为了保持电中性，反离子也被膜截留．纳滤膜中荷电基团大多为带负电的磺酸根及羧酸根。
纳滤膜的分离溶质的机理与反渗透膜是一样的，通过反渗透的方式进行分离：如图所示以一选择性透过溶剂水的膜将两溶液隔开，左边为纯溶剂水（A），右边为含溶质的稀溶液（B），开始时两边液面等高，即两边等压，等温。
膜过程课件纳滤(NF)剖析47页PPT
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
纳滤
1 概述 (1)2 膜污染 (1)2.1 膜污染种类 (2)2.1.1 微生物污染 (2)2.1.2 有机物及矿物油污染 (2)2.1.3 絮凝剂引起的污染 (3)2.1.4 结构引起的污染 (3)2.1.5 胶体污染 (3)2.2 膜污染的影响因素 (4)2.2.1 粒子或溶质尺寸与膜孔的关系 (4)2.2.2 膜结构 (4)2.2.3 膜、溶质和溶剂之间的相互作用 (4)2.2.4 膜表面粗糙度、孔隙率等膜的物理性质 (4)2.2.5 蛋白质浓度 (4)2.2.6 溶液pH和离子强度 (4)2.2.7 温度 (5)2.2.8 流速和流型 (5)2.2.9 浓差极化 (5)3 膜的清洗 (6)3.1 物理清洗 (6)3.1.1 水力方法 (6)3.1.2 气-液脉冲 (6)3.1.3 反冲洗涤 (7)3.2 化学清洗 (7)3.3 物理-化学清洗 (7)3.4 电清洗 (7)3.5 影响因素 (7)4 结语 (8)参考文献 (9)纳滤过程中的膜污染及清洗1 概述膜分离技术是一项新兴的分离技术，自从60 年代开始大规模工业化应用以来，发展十分迅速，其品种日益丰富，应用领域不断扩展，被认为是20 世纪末到21 世纪初最有发展前途的高技术之一。
由于在膜分离过程中，物质不发生相变（个别膜过程除外），分离效果好，操作简单，可在常温下避免热破坏，使得膜分离技术在化工、电子、纺织、轻工、冶金、石油和医药等领域得到广泛的应用，发挥着节能、环保和清洁等作用，在国民经济中占有重要的战略地位。
膜技术已越来越受到人们的重视，与之相关的科学研究工作也日益活跃。
常见的液体分离膜技术（其分离对象为溶液，特别是水溶液）有反渗透（RO），超滤（UF），微滤（MF），透析（Dialysis），电渗析（ED），以及渗透汽化（PV）。
纳滤（Nanofiltration，简称NF）膜及其相关过程的出现大大地促进了膜技术在液体分离领域的应用。
过滤分离器培训课件
过滤分离器的发展趋势
提高过滤效率
随着工业生产的不断发展，对过滤效率的要求也越来越高。因此，如何提高过滤效率是未 来过滤分离器发展的一个重要方向。
降低能耗
在保证过滤效率的前提下，如何降低能耗也是未来过滤分离器发展的重要方向。例如可以 采用高效低阻的滤材和结构，提高设备的自清洗能力等措施。
过滤分离器是一种设备， 它可以通过物理方法，将 液体或气体中的颗粒物、 杂质或有害物质进行分离 、净化或筛选，以达到净 化介质、保护设备和提高 产品质量的目的。
过滤分离器的 作用
过滤分离器在工业生产和 日常生活中应用广泛，对 于不同的领域和场景，其 作用也各不相同，例如
1. 去除机械杂 质
在石油、化工、制药等领 域，过滤分离器可以去除 液体中的机械杂质，如铁 屑、砂粒、纤维等，以保 护后续设备不受损伤。
某公司智能化控制系统应用
分享该公司如何将智能化控制系统应用于过滤器中，实现过滤器的智能化运 行和远程监控，提高生产效率。
未来发展展望
高效能
随着科技的不断进步，未来过滤器将会更加高效能，能够满足 更加严格的环保和生产要求。
智能化
智能化将会成为未来过滤器的重要发展方向，实现更加智能化 的运行和控制。
定制化
自动排渣装置 控制系统
自动清理过滤膜表面的杂 质，保持过滤效果；
控制整个过滤分离器的运 行过程。
工作原理图解
 1为进料泵，将待过滤的液体输送至过滤分离器； 3为自动排渣装置，可自动清理过滤膜表面的杂质；
图中 2为过滤膜，对液体中的杂质进行过滤； 4为控制系统，控制整个过滤分离器的运行过程。
纳滤膜的技术及应用介绍PPT课件
纳滤工艺过程示意图
给水含 : 单价盐分 二价盐分
纳滤特点：
对离子的选择性透过 孔径与反渗透接近 运行压力比反渗透低 既可用于纯化，又可用于分离和浓缩
浓水
NF膜
渗透产品水
NF－制造饮用水的最佳选择
NF－制造饮用水的最佳选择
问：MF和UF能有效去除中水或自来水中的COD、BOD5、 TOC吗？
答：不能。在新加坡、澳大利亚的经验表明，MF去除率 几乎为0，而UF只能达到5-20％。
BOD5(mg/l)
<5
<1
<4
SS (mg/l)
20-40
1.2-2.0
<3.0
色度 (度)
5-30
<5ຫໍສະໝຸດ <15分析：自来水如果消毒不严，则可能会含少量细菌及 相对较多的病毒；如果消毒严格，则会含较多余氯。
自来水及市政污水亚硝酸盐含量特点
单位：mg/L
水样
原水 处理后 生活饮用水卫生标准
含量 含量 China III China IV WHO USA Japan
自来水可能含有的具体成分
有机成分
无生命
单糖
甘油 脂肪酸 乙酸 丙酸 丁酸 乳酸 氨基酸
无生命
多肽
芳香族单体 丙酮酸 乙醇 其他
有生命
原生动物
酵母菌 霉菌 螺旋体 细菌 支原体 立克次氏体 衣原体
有生命
病毒 亚病毒 (元病毒)
分析：水质成分如此复杂繁多。可见，在进行系统设计 之前，充分掌握水质的主要及重要指标十分必要。
0.06 0.15 1.0 <3 <1 <10*
市政污水2(日本) ~0
~0 0.15 1.0 <3 <1 <10*
纳滤课件
• 2、果汁的高浓度浓缩 • 果汁的浓缩传统上是用蒸馏法或冷冻法浓 缩，不仅耗能大，且导致果汁风味和芳香 成分的散失。采用单一的反渗透法，由于 渗透压的限制，很难以单纯方式把果汁浓 缩到较高的浓度。A.VERSARI等将两级纳 滤应用于葡萄汁的浓缩，以提高其中糖分， 透过液中的糖被浓缩至77%~97%，果酸和 酒石酸的含量较低。Nabetanc考虑用反渗 透膜和纳滤膜串联起来进行果汁的浓缩， 反渗透膜和纳滤膜的操作压力均为7MPa是， 能得到渗透压力为1~2MPa、浓度为40%的 浓缩液，所需的能耗仅为通常蒸馏法的1/8 或冷冻法的1/5。
• 5、在制茶工业中的应用 • 肖文军等在中试规模的基础上，以多种茶叶深加 工浓缩前的料液为原料，系统研究了300Da纳滤、 200Da纳滤、反渗透、真空蒸发等浓缩方法对不 同制品的浓缩效应。结果表明，在加工速溶绿茶 时，采用300Da膜进行浓缩的功效较高，收率达 98.86%；在去苦味速溶茶、茶黄素、没食子儿茶 素和没食子酸酯高淳制品加工中，纳滤浓缩、反 渗透浓缩能提高目标产品中相应功能成分的纯度， 并依反渗透、200Da纳滤、300Da纳滤次序效果 递增，同时，4种方法对功能成分的损失率差异不 显著，故采用300Da纳滤浓缩较好；对产品重金 属含量的影响上，纳滤浓缩能显著降低产品中Pb 与As的含量。
• 纳滤膜是除去二价离子、有机物、色度、 细菌及病毒的理想选择，特别适合与反渗 透、超滤组合使用，作为它们的前处理或 后处理方法。 • 目前，我国纳滤膜还处于中试研究阶段， 从技术水平和应用方面来说都刚刚起步。 相关纳滤膜的研究单位有：杭州北斗星膜 制品有限公司、上海原子核所膜分离中心、 天津膜天膜工程技术有限公司等。
第二章 纳滤
• 第一节 概述 • 第二节 膜材料及膜的制备 • 第三节 纳滤膜的应用研究
纳滤
膜传递过程的推动力及一般表述
• 过滤混合物中的渗透组分在某种或某几种推动力的作用下
从高位相向低位相传递，传递过程中推动力的大小与两相 之间的位差（位梯度）有关： 作用在膜两侧的平均推动力=位差（ΔG）/膜厚(Δδ) 压力差（Δp）、浓度差（Δc）、 温度差（ΔT）、电位差（ΔE）等
化学位
• 大多数膜的传递过程都是由化学位差Δμ引起的，其中电渗
0 不
细菌 通量范围/ （L*m-2*h-1）
完全
0.05-1.4
完全
1.4-12
较完全
10-50
部分
>50
纳滤工艺过程示意图
给水含
:
浓水
单价盐分 二价盐分
NF膜 纳滤特点：
对离子的选择性透过 孔径与反渗透接近 运行压力比反渗透低 既可用于纯化，又可用于分离和浓缩
渗透产品水
NF－制造饮用水的最佳选择
析及有关的膜分离过程存在电位差（此处略） μi=μi0+RT㏑bi+Vmip μi---混合物种组分i的化学位 μi0---纯组分的化学位，常数 bi---组分i的活度 Vmi---组分i的摩尔体积 p---压力 化学位差则为：Δμi=RT㏑bi+VmiΔp
纳滤—溶液渗透压
• 纳滤是借助于半透膜对溶液中低相对分子质量的截留作用，
自来水 地表水 井水 中水 RO 纯净水 喔噻! 真好喝 NF 直饮水 高纯水
唉! 寡淡无味
分析：由纳滤NF制得的直饮水，因其口感好，富含 人体所需的营养元素而倍受国内外亲睐。可见，NF 是制造饮用水/直饮水的最佳选择。
谢谢观赏
以高于溶液渗透压的压差为推动力，使溶剂渗透透过半透 膜。
氢键机理
反渗透和纳滤的的工艺过程设计ppt
工艺适用性分析
• 反渗透（RO） • 饮用水制备：由于其高效脱盐和净化能力，被广泛应用于饮用水制备。 • 海水淡化：通过反渗透技术，能够有效地淡化海水。 • 工业废水处理：对于含盐量较高的工业废水，反渗透技术可以有效地降低盐度。 • 纳滤（NF） • 液体分离：纳滤膜对不同分子量物质具有不同的透过性，可用于分离液体混合物。 • 浓缩：纳滤技术可用于对溶液进行浓缩，尤其是对于那些不能承受高温蒸馏的液体。 • 制药工业：在制药工业中，纳滤技术用于制备高纯度的水或溶剂。
[2] 王五, 赵六. 膜分离技术在污水处 理与回用中的研究与应用. 上海: 上海 科学技术出版社, 2010.
[3] 刘七, 马八. 反渗透和纳滤膜技术 制备饮用水的研究进展. 环境污染与 防治, 2012, 34(1): 39-45.
THANKS
谢谢您的观看
设计过程中需对预处理、反渗透装置、加压泵 、管道、阀门等设备进行合理配置和选型。
同时，系统设计还需考虑自动化控制和远程监 控，以确保系统的稳定运行和降低维护成本。
03
纳滤工艺过程
纳滤基本原理
纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的膜分离技术， 适用于分离分子量范围为100-1000Da的物质。
纳滤膜具有较高的孔隙率和相对较低的渗透压，使 得它能够在较低的操作压力下实现高分子量的物质
工艺优化建议
• 反渗透（RO） • 定期检查和维护：应定期检查膜组件的压差和清洁度，及时更换受损的膜组件。 • 控制进水的污染指数：进水的水质直接影响到反渗透系统的性能，因此要严格控制进水的水质。 • 优化清洗方案：根据实际运行情况，制定合理的化学清洗方案，以恢复膜通量和性能。 • 纳滤（NF） • 膜组件的优化：针对不同的应用场合，开发具有更高透过性能和截留能力的纳滤膜组件。 • 提高膜的稳定性：通过改进膜材料和制造工艺，提高纳滤膜的稳定性，使其能够在更宽泛的温度和压力范
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纳滤膜分离特性及使用和维护一，纳滤膜分离技术的特点20世纪80年代末期，随着新的制膜方法（如界面聚合法）的出现和制膜工艺的不断改进，一批新型复合膜（如疏松型反渗透膜和致密型超滤膜）得以问世，并受到人们的极大关注，现在人们习惯上将该类膜称为纳滤膜。
纳滤膜分离过程无任何化学反应，无需加热，无相转变，不会破坏生物活性，不会改变风味，香味，因而被越来越广泛地应用于超纯水的制备，食品，医药等行业中的各种分离和浓缩过程。
作为一种新型分离技术，纳滤膜在其分离应用中表现出下列两个显著特征：一个是其截留分子量介于反渗透和超滤膜之间，为200~2000。
故推测表面分离层可能拥有1nm左右的微孔结构，所以称之为“纳滤”；另一个是纳滤膜对无机盐有一定的截留率，因为它的表面分离层由聚电解质所构成，对离子有静电相互作用。
从结构上来看纳滤膜大多是复合型膜，由表面分离层和它的支撑层组成，两者的化学组分不同。
二．纳滤膜的分离机理纳滤膜对无机离子的去除介于反渗透膜和超滤膜之间，它对不同的无机离子有不同的分离特性，分离规律：1）对于以下阴离子，截留率依次升高：NO3- ,CL-，OH-，SO42-，CO32-2）对于以下阳离子，截留率依次升高：H+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+3) 1价离子渗透，多价离子截留．纳滤膜对无机盐的截留可以用Donnan平衡模来解释：将纳滤膜置于含盐溶剂中时，溶液中反离子（所带电荷与膜内固定电荷相反的离子）在膜内浓度大于其在主体溶液中的浓度，而同名离子在膜内的浓度则低于其在主体溶液中的浓度．由此阻止了同名离子从主体溶液向膜内的扩散，为了保持电中性，反离子也被膜截留．纳滤膜中荷电基团大多为带负电的磺酸根及羧酸根。
纳滤膜的分离溶质的机理与反渗透膜是一样的，通过反渗透的方式进行分离：如图所示以一选择性透过溶剂水的膜将两溶液隔开，左边为纯溶剂水（A），右边为含溶质的稀溶液（B），开始时两边液面等高，即两边等压，等温。
则纯水将透过膜向含溶质的稀溶液侧移动，则B溶液的液面将不断升高，这一现象称为渗透。
待纯水的渗透过程达到定态后，溶液B的液位升高h不再变动，ρgh即表示B溶液的渗透压∏，渗透压也可表示为∏= C B RT （ C B为溶质在溶液中的摩尔浓度）从这可以看出渗透压与溶质的浓度是成正比关系的。
若在右边加一个大于渗透压的静压力△P，使△P > ∏则纯水从右边向左边渗透，此称为反渗透。
这样就可利用反渗透现象截留溶质而获得纯水，从而达到混合物分离的目的。
因此进行反渗透的二个必要条件是：１，选择性透过溶剂的膜。
２，膜两边的静压差必须大于其渗透压差。
在实际反渗透过程中膜两边静压差还必须克服膜的阻力。
渗透平衡反渗透浓缩三．影响纳滤膜速率主要因素（1）膜的性能主要表现为溶剂透过系数A和溶质透过系数B的大小。
显然，对膜分离过程希望A值大而B值小。
因此，膜的材料及制膜工艺是影响膜分离速率的主要因素。
（2）混合液的浓缩程度浓缩程度高，膜两侧浓度差大，渗透压差△∏相应的也就大。
从而使得有效推动力△P降低而使溶剂的透过通量减少。
而且料液浓度高易于引起膜的污染。
（3）浓差极化如图纳滤过程中，大部分溶质在膜表面截留，从而在膜的一侧形成溶质的高浓区。
当过程达到定态时，料液侧膜表面溶液的浓度x3x3显著高于主体溶液浓度x1。
这一现象称为浓差极化。
近膜处x1溶质的浓度边界层中，溶质将反向扩散进入料液主体。
由于存在浓差极化使膜面x3增高。
加大了渗透压△∏，在一定压差△P下使溶剂的透过速率下降。
同时X3高使溶质的透过速率提高，即截留率下降。
由此可知，在一定的截留率下由于浓差极化的存在使透过速率受到限制。
此外，膜面含量X3升高，可能导致溶质的沉淀，额外增加了膜的透过阻力。
因此，浓差极化是纳滤过程中的一个不利操作因素。
减轻浓差极化的根本途径是提高传质系娄。
通常采用的方法是提高料液的流速和在流道中加入内插件以增加湍流程度。
也可以在料液的定态流动基础上人加上一个脉冲流动。
此外，可以在管状组件内放入玻璃小珠，它在流动时呈流化状态，玻璃小珠不断撞击膜壁从而使传质系数大为增加。
四纳滤膜组件及其使用方式纳滤膜组件主要形式有卷式，中空纤维式，管式及板框式等。
卷式，中空纤维式膜组件由于膜的充填密度大，单位体积膜组件的处理量大，而常用于水的脱盐软化处理过程。
而对含悬浮物，粘度较高的溶液则主要采用管式及板框式膜组件。
工业上应用最多的是卷式膜组件，它占据了绝大多数陆地水脱盐和超纯水制备市场。
为了使膜装置得到较高的回收率常常多个膜元件（2~6个）串联起来放置在一个压力容器中。
膜组件的使用方式（如下图）有简单的单段式，多段式以及部分循环式。
单段式适于处理量较小回收率要求不高的场合，部分循环式适于处理理较小并对回收率有要求的场合，而多段式处理量较大并可达到较高的回收率。
原液原液浓缩液单段式部分循环式透过液多段式为了运用纳滤技术实现大分子与低分子溶质的有效分离（在生物技术或制药和药和食品工业中经常遇到这种问题），常常将截留物用溶剂（水）稀释而将低分子溶质冲走，这种操作被为透滤（稀释）法，如图，透滤操作是为了达到更好的分离和净化效果而采用的一种操作方法原液五纳滤膜分离系统设计中的注意事项1）操作压力操作压力越高，透过膜的水通量越大，但是高压下导致膜的致密化会使得水通量降低。
通常膜系统有两种操作方式，即恒定压力操作法和恒定通量操作法。
前者保持操作压力一定，膜的水通量随着膜面污染而减少，导致实际处理量的降低：后者为了保持膜的水通量一定，伴随膜面污秽不断升高操作压力，而不断升高的操作压力则可能导致膜的致密化。
当操作压力达到所定值时，需要对膜进行清洗。
膜装置进出口的压力差变化直接反映了膜组件内部的流动状况，反映料液在膜组件内流动是否均匀。
2）操作温度温度对透过膜的水通量影响较大，有关研究说明膜的纯水渗透系数与水的粘度的乘积不随温度改变而变化。
为了正确评价膜性能必须选择某个温度作为基准，根据粘度随温度的变化规律，推测出25℃附近水温每升高1℃，水通量增加2.5%。
但是必须注意的是，温度过高则可能导致膜的致密化。
3）操作流量膜分离系统需根据膜组件内部膜与膜之间的间距确定适宜的操作流量。
例如某卷式膜组件内膜间距为0.07cm，膜面流速可控制在8~12cm/s。
提高膜面流速有利于抑制膜面的浓差极度化，但同时增大了膜组件进出口的压力差使得膜的有效操作压力降低。
六纳滤膜的污染和劣化以及相应的处理方法1）膜的污染和劣化纳滤膜组件的分离性能可能会因为膜的污染或劣化而化生变化，膜的污染和劣化的分类及其产生原因列于下表渗透压滤饼层：悬浮物附着层—凝胶层：水溶性大分子]膜组件的结垢层：难溶性物质性能变化污染—吸附层：水溶性大分子空间位阻：悬浮物，水溶性性分子孔堵塞表面吸附：水溶性分子析出：难溶性物质劣化—化学性劣化：水解，氧化反应物理性劣化：高压致密，干燥微生物劣化：生物降解膜反应膜的劣化是指膜自身发生了不可逆转的变化等内部因素导致了膜性能变化。
化学性劣化的主要原因是发生了水解和氧化反应，这两种反应最终导致的结果是膜透过流速增加，截留率下降。
物理性劣化主要是膜的致密化和干燥，最终导致膜透过流速下降，截留率增大。
微生物劣化主要指微生物在膜组件中利用有机物繁殖，生成活污泥，与不溶性物质一样造成膜污染，导致膜透过流速下降，截留率增大；以及生物本身利用膜的生物降解反应，结果是膜透过流速增加，截留率下降。
膜的污染是指由于在膜表面上形成了滤饼，凝胶及结垢等附着层或膜孔堵塞等外部因素导致了膜性能变化。
其具体表现为膜的透过流速显著减少，而膜的截留率随着滤饼层，凝胶层及结垢层等附着层的形成有两种变化趋势，即附着层的存在对溶质具有截留作用使截留率增高，同时可导致膜表面附近的浓差极化使表观截留率降低。
上述情形与溶质或附着层的类型密切相关。
一般而言凝胶层具有较强的溶质截留作用使用截留率增高，而滤饼层或结垢层具有较弱的溶质截留作用，将导致膜表面附近的浓差极化现象严重使表观截留率降低。
另外渗透压也会导致膜的透过流速减少，但对溶质的截留率没有影响。
膜表面形成的吸附层对膜截留率变化的影响是膜透过流速下降，截留率增大。
2）纳滤膜分离系统的维护为了保证系统操作性能稳定，首先要做好预处理工序的操作管理。
纳滤膜分离系统本来最基本的目的是分离溶质，而不是分离悬浮物，因此，预处理工序必须尽可能地去除这此悬浮物质。
其次保持膜装置的操作条件如压力，温度，流量等处于最佳状态。
（1）膜污染防治和清洗方法引起膜污染的物质可以分为3类。
第一类是溶解度较低的无机盐，如CaCO3,CaSO4,BaCO3等。
第二类是胶体和溶解性有机物，如硅酸，氢氧化铁等无机胶体，蛋白质，絮凝剂，天然高分子等有机胶体，膜自身生物降解产物以及容易在膜面附着的溶解性有机物。
第三是微生物，如污泥等。
一般来说，采用絮凝沉降，过滤分离可以去除原水中的悬浮物，部分胶体，溶解性有机物和部分微生物。
但是有些絮凝剂会助长膜污染，因此必须根据原水水质和采用的膜组件类型来选择絮凝剂。
防止CaCO3,CaSO4,BaCO3等无机盐在膜面沉淀，结垢的主要办法是添加阻垢剂，如六偏磷酸钠，有机高分子电解质等螯合剂。
防止生物污泥在膜面附着的有效办法是通氯处理，紫外线照射等杀菌法。
膜组件清洗方法主要分为物理清洗和化学清洗两大类。
物理清洗法有变流速冲洗法（脉冲，逆向及反向流动），海绵球清洗法，超声波法，热水及空气和水混合冲洗法等。
化学清洗所采用的药剂可分为氧化剂（NaOCL，I2，H2O2，O3），还原剂（HCHO），螯合剂（EDTA，SHMP），酸（HNO3，H3PO4，HCL，H2SO4，草酸，柠檬酸），碱（NaOH，NH4OH），有机溶剂（乙酸），表面活性剂及酵母清洗剂等。
针对不同污染物所采用的清洗方法列出下表膜面污染物质关联清洗方法有机SS 水洗（热水，脉冲，空气-水混全物）软质垢酸洗（HCL，H2SO4，草酸，柠檬酸）AL（OH）3，Fe（OH）3，Mn（OH）3 碱洗（NaOH，NH4OH，NaCO3）硬质垢化学药剂（EDTA，NaBO2，表面活性剂）CaCO3，CaSO4，MgSO4，MgCO3，BaSO4 酵母清洗剂微生物机械清洗当膜组件出现污染时，对吸附力弱的污染物可采用水冲洗方法就能有效地达到洗净目的。
而对吸附较强的污染物需要进行化学清洗。
一般出现以下三种情形前就因对膜组件进行清洗：1，盐的透过率增大1倍或系统已经无法继续运行；2，较短时间内浓缩水或透过水流量的变化超过10%；3，膜组件供水侧进出口的压力差增大1倍。
（2）膜劣化恢复方法膜的劣化即膜材质，膜结构的变化引起的膜性能下降则需要根据具体情形提出相应对策。
例如，引起膜的透过通量增大截留率降低的原因可能是膜面出现的微水的针孔，克服针孔的影响可以通过加热，加压或添加药剂使得针孔收缩，封闭。