納濾(NF)膜早期稱為松散反滲透(Loose RO)膜,是80年代初繼典型的反滲透(RO)復合膜之后開發出來的。
徽濾(MF)和超濾(UF) 因不能脫除各種低分子物質, 故單獨使用時不能稱之為深度處理,而納濾膜的平均脫鹽率在70%左右,既能脫除水中的異味、色度、農藥、合成洗滌劑、三鹵甲烷中間體(THM)(加氯消毒時的副產物,為致癌物質)可溶性有機污染物、低分子有機物等有害物質、以及細菌、病毒等有害微生物,又可以保留一部分(約30%)人體所需的元素物質。
二.工藝流程、材料及方法
研究采取的水處理工藝流程如下:
原水→預處理系統→精濾(1μm或5μm)→納濾膜組件→殺菌系統→優質飲用水
預處理系統通過活性炭過濾器等裝置,主要去除原水中的有機污染物、余氯、鐵、錳、濁度等。1μm或5μm的精濾可有效降低膜前水的濁度,去除細小顆粒或懸浮物。
納濾膜采用美國HYDRANAUTICS公司ESNA1—4040膜,材質均為聚酰銨,設計膜組件的水回收率為50%。由于各地原水水質的差異,納濾膜實際運行壓力在0.5~0.9 MPa之間不等。
三. 關于納濾膜的各種效果
(1)納濾膜對礦物質的去除效果
飲用水中的礦物質是人體健康所必需的,但要適量。飲用水中過高的礦物質亦會產生副作用,如長期飲用高硬度的水易得結石病。同時,過高的礦物質和硬度亦會影響水的口感。礦物質含量過高,喝起來會感到膩,過少則清淡無味。日本飲用水標準提出的舒適水質項目中TDS為30~200mg/L。對礦物質含量較高的原水,如選用納濾膜作為核心膜過濾元件,便可有效降低原水的礦物質含量。礦物質總體含量以電導率或總溶解性固體表示。
實踐表明,納濾膜對不同地區水中礦物質總量均有相當的去除作用,但去除率(用電導率和總溶解性固體表示)波動較大,絕大多數情況下的去除率集中在50%~70%之間,如表1所示。研究中也發現少數情況下的去除率高達90%左右,這反映出影響納濾膜去除無機離子的因素較多,如離子在水溶液中的有效半徑、水中一價及多價離子的濃度比例、相互影響、當時采用的納濾膜元件本身參數(孔徑大小、膜表面荷電性及進水壓力)等均可能對離子的去除率產生影響。
(2)納濾膜對總硬度及陽離子的去除效果 納濾膜對水中總硬度及鈣離子、鎂離子、銨離子的去除效果見表2。
納濾膜對總硬度的去除率比其對陽離子的去除率波動更大,從54%~95%不等。對同一組水樣,納濾膜對總硬度、鈣離子、鎂離子的去除率基本相同,且明顯大于其對銨離子的去除率。研究還發現,同樣條件下,納濾膜對總硬度的去除率大于其對陽離子的去除率,這可能源于納濾膜對二價離子(Ca2+、Mg2+)的去除率大于對一價離子(如銨離子)的去除率。
納濾膜對上述陰離子有較好的去除率,但去除率與進水中相應離子的濃度大小之間并無嚴格的規律,去除率穩定性較差。在一定的pH值條件下,總堿度實際上代表了HCO3-和CO23-的總量。總體上看來,納濾膜對硫酸根的去除率要高于對總堿度、氯化物、氟化物的去除率,表明納濾膜對高價陰離子的去除率大于其對一價陰離子的去除率。這一點與納濾膜對一價陽離子和高價陽離子的去除規律是一致的。