隨著各種洗滌劑、農藥、化肥的大量使用以及生活污水、工業廢水排放量的增加，加劇了我國地表及地下水源的污染。水體中污染物濃度和種類不斷增加，其中部分難降解物質性質非常穩定，采用傳統的飲用水處理技術難以去除，且加氯消毒還有形成消毒副產物的風險。為了保證出水安全性，必須對飲用水進行深度處理。飲用水深度處理主要有活性炭吸附、o3氧化、膜分離及其組合工藝。其中，膜分離技術因對水中難降解污染物去除效果好，對藥劑無依賴性，高效節能而被廣泛應用，并被公認為飲用水深度處理先進技術。

1 納濾在飲用水處理中的優勢

相比微濾、超濾和反滲透這3種膜分離技術，納濾在飲用水深度處理中更具優越性。納濾膜是一種低壓反滲透膜，分離性能介于超濾和反滲透之間，不僅能有效去除水中的重金屬、無機鹽、天然與合成有機物、微生物等有害物質，還能保留對人體有益的礦物質和微量元素，產水安全衛生，有益人體健康。因此，納濾膜技術被認為是最有發展潛力的飲用水深度處理技術。

1納濾在飲用水處理中的優勢

相比微濾、超濾和反滲透這3種膜分離技術，納濾在飲用水深度處理中更具優越性。納濾膜是一種低壓反滲透膜，分離性能介于超濾和反滲透之間，不僅能有效去除水中的重金屬、無機鹽、天然與合成有機物、微生物等有害物質，還能保留對人體有益的礦物質和微量元素，產水安全衛生，有益人體健康。因此，納濾膜技術被認為是最有發展潛力的飲用水深度處理技術。

2納濾膜的特征及分離機理.

2.1納濾膜特征

(1)納米級孔徑。納濾膜孑L徑為納米級(10-9m)，適于截留粒徑1nlTl左右，分子量在200一l000的物質。

(2)離子選擇性。納濾膜上或膜中帶有負的帶電基團。由于靜電作用，納濾膜對二價和多價離子的截留率比一價離子高得多2。

(3)操作壓力低。納濾分離的操作壓力一般為0.5—2.0MPa，比達到相同滲透通量的反滲透分離所需壓差低0.5—3.0Mpa。

2.2納濾膜分離機理

納濾膜分離主要有篩分作用和電荷作用2個機制。篩分作用由納濾膜的孔徑和被截留粒子的粒徑決定，粒徑比膜孔徑大的溶質分子被截留下來，比膜孔徑小的可透過膜表面。電荷作用也稱Donnan效應，由膜表面所帶電荷和水中帶電粒子的靜電作用形成，膜表面所帶電荷越多對離子去除效果越好。表述納濾膜分離機理的模型主要有非平衡熱力學模型，道南一立體細孔模型，電荷模型，靜電排斥和立體位阻模型。

3納濾膜的水處理效果

3.1對無機物的去除效果

(1)硬度

水中含有的Ca2、M、s暖一和c一是形成水硬度的主要原因。納濾膜因其對離子的選擇透過性，對硬度有良好去除作用。魏宏斌J研究了納濾對不同進水濃度的硬度去除率，結果表明，納濾對硬度的去除率波動較大，從55％95％不等。張顯球l6J采用NF90和NF270兩種納濾膜軟化處理南京某自來水，結果表明，在0.41.2MPa壓力和15—30℃溫度范圍內，兩種膜的出水硬度分別在0.5mmol／L和0.01mmol／L以下。

(2)砷

納濾膜除砷的機理主要是Donnan效應。溶解態的As5帶有2個電荷，與膜表面層負電荷之間的Donnan排斥作用更強，因此，納濾膜對As5的截留率比高很多。同濟大學課題組研究了不同條件下納濾對砷的去除效能，結果表明，納濾膜對As5的去除率在9o％以上，明顯高于As3的去除率，隨pH值的升高納濾膜對砷的去除率升高。

(3)氟

納濾膜對氟的截留具有離子選擇性，A.LHAssANI等8研究了納濾膜對鹵離子的分離性能，結果表明，納濾膜對半徑較小的氟離子分離效果最好，去除率在67％73％之間。Diawara等用DESAL—SDL納濾膜分離溶液中的鹵離子，發現氟離子的去除率相對較高，可達83％，而氯離子的去除率較低，僅為63％。

(4)硝酸鹽

采用納濾膜去除硝酸鹽效果顯著。GaI1cia【10J考察了NF、NF90、OPMN.P和OPMN.K4種膜對水中硝酸鹽的去除效果，發現NF90膜最適合用于去除飲用水中的硝酸鹽，截留率約88％，基本不受水中硝酸鹽濃度的影響。

3.2對有機物的去除效果

(1)天然有機物(NOM)

水體中的天然有機物主要為腐植酸和富里酸，其分子量一般在500以上，用納濾可有效去除。PaulFu等考察了NFTO、PⅧl、1]F℃一S、M一745O、NIR一7410、IS80、1S6O等58種納濾膜對地下水中NOM的去除效果。

結果顯示，8種膜去除有機物的效果都很好，除了NTR一7410膜外，其他7種膜對有機物的截留率>90％，滲透液TOC<1mg／l。

(2)合成有機物

飲用水中含有的合成有機物主要是殺蟲劑、除草劑等農藥。農藥分子量一般在200左右，而納濾膜對低分子量溶質截留效果良好。張陽等過研究不同條件下納濾對三嗪類除草劑的分離性能，發現納濾膜對西瑪津的去除率達到70％以上，對阿特拉津的去除率在70％9o％。

(3)消毒副產物及其前體物

消毒副產物主要有三鹵甲烷(TrtlVls)、鹵乙酸(HAAs)和三氯乙醛氫氧化物(cH)。SiddiquiEJ的研究表明，納濾膜對這3種消毒副產物的平均去除率可達97％，94％，86％。日本在新“MAC21”項目中研究了膜法凈化飲用水工藝，結果表明，納濾工藝能有效去除水中的TOC和THMs，其中THMFP去除率高達99.2％，TOC去除率達98.8％。C.VisⅧ1at}IaJ1研究了納濾膜去除三氯甲烷前體物(THMPs)的效果，結果表明TaMPs的去除率可達9O％以上。

3.3對微生物的去除效果

水中微生物可分為藻類、細菌和病毒3類。藻類粒徑多在l以上，細菌粒徑在O.5以上，病毒粒徑也在納米級以上，通過納濾工藝均可被完全去除。納濾膜可將水和微生物徹底分離，使出水不含生物殘體，不會存在二次污染的風險。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

4納濾膜技術在飲用水深度處理中的應用

(I)法國Mery—sur—Oise水廠。采用納濾處理Oise河的水，生產能力為1.4×lo4m3／d。實踐證明，出水水質極好，對有機物和殺蟲劑的清除非常有效，溶解性有機碳去除率為6o％，農藥去除率高達90％以上，出水TDC<0.2—0.3mg／l，生物穩定性好，能有效防止細菌的再繁殖。

(2)山東長島南隍城納濾示范工程。山東長島南隍城納濾示范工程是將納濾新技術在高硬度海島苦咸水的實際應用。系統流程如圖1所示。



納濾裝置采用NFg0系列膜，產水量約144t／d，總脫鹽率80.6％，對Ca2、孵等硬度脫除率≥96％，保留了人體所需的Na、Ka等鹽分(脫除率<70％)，可以直接供給飲用。