什么是纳滤膜？纳滤(Nanofiltration, NF)膜是20 世纪80 年代末期问世的一种新型分离膜，它一问世就受到了极大关注，并得到了广泛应用。其膜材料可采用多种材料,如醋酸纤维素、醋酸- 三醋酸纤维素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、芳香聚酰胺复合材料和无机材料等, 孔径约在1nm 左右,有一些芳香聚酰胺复合膜孔径小到0.5nm[1]。由于其特殊的孔径范围和制备的特殊处理化（如复合化、荷电化)使得纳滤膜具有较特殊的分离性能，对二价和多价离子及分子量在200 ~ 1000 之间的有机物有较高的截留率，而对单价离子和小分子的截留率则相对较低。

纳滤膜对中性分子的截留特性主要取决于膜孔尺寸，是以筛分机理为基础的，但多数NF 膜为荷电膜，所以对于荷电离子，还存在与膜之间的静电作用。海水中二价离子的分离或去除基于电荷排斥机理，所用的膜为压力驱动的荷电纳滤膜，是介于反渗透和超滤之间的一种新型膜分离过程，利用荷电纳滤膜特殊离子的分离性能可以实现二价离子和一价离子的相对分离。对于非荷电分子，筛滤或粒径排斥是分离的主要原因，如糖类一般有90 % ～98 % 的截留率；对于离子，筛滤和静电排斥均是分离的原因。在所有的应用中，膜面和孔电荷性在水和溶质分子穿过膜的过程中起了相当重要的作用。而且，胶体和荷电大分子与膜的相互作用也依赖于表面和孔电荷性。膜本体带有电荷,这也使它在很低操作压力（仅为0.5 MPa）下仍具有较高的脱盐率。另外,NF 膜还对无机离子进行选择性分离,使得它特别适合于海水的脱盐处理。有研究表明,NF 膜对细菌和病毒等也具有很好的去除性能,且不需添加剂,对色度的去除也非常有效。

纳滤的过滤机理：

a) 孔径过滤。利用中性不带电的电荷粒子通过孔径来过滤，其相对应膜的孔径尺寸达到1 nm，故其得名为纳滤膜；

b) 电荷排斥。(1)都带正电。正电荷周围的电场线是发散的，正电荷受力和电场线一致，所以排斥；(2)都带负电。负电荷周围的电场线是汇聚的，负电荷受力和电场线相反，所以排斥，过滤重金属就是利用这个原理。

纳滤膜的一个重要的特性便是荷电性，膜上粒子的电荷性间接影响形成道南效应，即电荷可以影响滤膜筛选粒子，膜表面带电性越强，对粒子的去除效果越好，而中性不带电的粒子则起的是过滤作用。筛选粒子离不开纳滤膜的筛分作用，而这个作用与膜本身的孔径大小有关。粒径小于孔径的粒子可以通过，否则会被截留下来，纳滤膜孔径直径大概在1 nm左右，其截留效果大大高于传统反渗透膜。而就一般来说，膜孔径大小与不带电的小分子有机物有关，越小的孔径对小分子有机物的截留效果越好。含重金属等污水经过纳滤膜处理后，可以分离回收有用物质，实现经济效益、环保效益双达标。在处理过程中，不添加任何化学试剂，仅依靠物理作用（电荷互斥和孔径过滤），节省处理费用，便于推行。纳滤技术在一定程度截留了可以重复利用的大分子，而对一些需要处理的如Cl-等进行回收处理，减少随处排放未处理过的污水所造成的土壤、海洋等二次污染。中国水资源分布不均匀，利用纳滤膜技术可以节省更多水，从这个方面来说，纳滤膜技术值得推行。

膜法工艺中的纳滤膜

纳滤膜的应用：

1、重金属废水处理：重金属污染指水中所含的Mn、Cr等重金属元素远高于日常用水量，导致水污染的一种现象。许多行业排放的污水都有可以造成重金属污染，如合金生产、金属加工、电镀等行业。重金属污染水资源一是对水资源的浪费与破坏，被污染的水资源需要长达几十年甚至百年的时间来复原；二是浪费金钱与精力。而纳滤技术可以对重金属污染进行处理，保护环境的同时回收重金属，也节约了人力与物力。

有关学者的研究表明，利用纳滤膜的孔径大小将大分子金属截留，在含Ni的污染溶液中，Ni可以达到93%的去除率。而纳滤膜对电镀含Ni废水的处理过程中，去除率达到97%。

2、造纸废水处理：造纸厂所产生的废水是目前来说产生量较大、处理难度也较大的废水之一。部分造纸厂靠近河海，未经处理的污水直接排放，污染生活用水。更有甚者，直接将含有对人体有害的污水未经处理直接排放，给后期处理带来极大困难，如在江苏启东等地，造纸厂对人们的生活造成极大的威胁。这就需要政府部门制定相关条文，加大管理力度；企业需要采用更先进的处理方法，如纳滤处理技术，减轻污染。纳滤膜的孔径和膜的电荷是影响污水处理结果的一个方面，另一个方面则与污水溶液的酸碱值、膜的稳定性、流速、压强等因素都有关系。与反渗透膜相比，纳滤膜的处理结果还是稳定上升中，在其他更有效技术的辅助上，纳滤膜会更大地发挥作用。

3、在食品工业中，已经可以利用纳滤技术较成功地处理乳清。在乳清浓缩脱盐过程中，大分子有机物乳清被截留返回，继续稀释、脱盐、浓缩，直到大部分溶液都可以通过纳滤膜，此时溶液再进行二次处理，而稀释后的乳清中的含盐量被降到极低。鱼肉加工厂的污水处理相比要更麻烦一些，利用微滤膜和纳滤膜处理排放后的水，浓缩脱盐。可以通过纳滤膜的溶液进行二次处理后用来加工鱼肉，二次利用；不可以通过的污水在高压情况下不断稀释，降低含盐量。这种处理方式不仅保护环境，而且可以二次利用，减少资金的投入。用超滤膜和纳滤膜结合，处理橘子汁的酸性浸液，浓缩脱盐后，脱盐率达到54.5%，自身浓缩到10倍以上，有机酸去除率达到80%以上，结合数据分析来看，纳滤膜在食品行业的脱盐率达到很高的水准。

4、在染料工业中的应用：染料行业的废水不仅污染物含量多、含盐率高、色度高等，而且极难处理，其处理过程相当量的反应物和副产品需要二次处理，因此，需将溶液进行精制处理。首先要稀释溶液，将溶液盐分降低之后利用纳滤膜进行过滤，截留其中的大分子有机物，进行不断的稀释处理，直到处理后的溶液可通过纳滤膜。在此过程中，无机盐、水等小分子物质由于孔径等问题极易被除去，截留剩下的大分子物质在纯化和浓缩之后，方可以排放[2]。纳滤技术不仅提高了染料的强度，而且提高染料的色光，使其更加光彩夺目。国内外进行多次尝试后证明，用纳滤膜处理染料污水是可行的，其前景十分光明，在经济效益和环保因素等多原因叠加之后，可以在染料废水处理方面推行纳滤膜。

垃圾渗滤液处理一直是世界性难题，目前，主要采用为厌氧好氧等生物处理法，但中后期渗滤液中含有很高浓度的溶解有机质，导致生化法出水难以达标排放。与生化法相比，膜分离技术受原水水质的变化影响小，在难降解废水的处理中具有明显优势。纳滤系统经过2 a的稳定运行表明，垃圾渗沥液经过生化处理后，再经过纳滤处理，85％～90％的透过液达标排放，仅10％～15％的浓缩污液和泥浆返回垃圾池，这项工艺较好地解决了垃圾填埋场渗沥液的二次污染问题。