Page 119 - 环境工程技术的发展和应用

第二章 膜分离技术的发展与应用

膜两种，生产设备采用中空纤维式或卷式膜分离设备，在压力作用下利用半透膜
的选择性完成混合溶液中一种或几种物质的分离。反渗透技术同样是借助压力作
用完成混合溶液的物质分离，一般操作压力范围设定在 1.5 ～ 10.5MPa。通过反
渗透技术可以截留溶液中的各种无机离子、胶体物质以及小分子物质，用于水处
理中可以得到较为纯净的水。另外，使用反渗透技术可去除混合溶液中的悬浮物、

溶解物和胶体物质，经过半透膜的过滤效果实现分离、纯化的目的。
在应用过程中，将同体积的稀溶液与浓溶液分别放置在半透膜的两侧，正
常情况下稀溶液中的溶剂会自行流向浓溶液一侧，因此浓溶液一侧的液面会高出

一部分，最终两边会产生一个压力差，即渗透压。不同浓度、不同温度、不同种
类的溶液中渗透压是不相同的。此时，如果提高浓溶液一侧的压力值，当压力值
超过渗透压时浓溶液一侧中的溶剂会逆向流入稀溶液一侧，由于渗透方向与自然
状态下的渗透相反，因此称之为反渗透。
目前反渗透膜在我国已逐步得到推广与应用，在很多纯水制备场景、生活

用水处理方面都有其身影，超低压反渗透技术能够在 1MPa 压力以内完成浓盐溶
液的脱盐，在海水和苦咸水淡化、工业废水处理、重金属废水处理中效果显著，
还可用于食品、饮料行业中的果汁、糖、咖啡、奶制产品的浓缩。

（四）纳滤技术
纳滤 (Nano-filtration，NF) 是在压力差的作用下完成溶液中物质分离。与其
他利用压力差为作用力的膜分离技术相比，纳滤技术出现较晚，是在发展反渗
透技术的过程中为适应工业软化水和降低企业成本的需求下而出现的一种新型
膜过滤技术，过滤精度介于超滤与反渗透技术之间。纳滤技术具有两个显著的

特征：一是可以分离溶液中分子质量较小的有机物；二是脱盐过程中荷电膜易
产生道南效应。而纳滤膜多为荷电膜，离子价数与浓度会对纳滤膜的分离效应
产生较大影响。

纳滤膜与渗透膜都是无孔膜，众多学者认为其分离过程中传质机理是通过
溶解 - 扩散来完成的。但由于纳滤膜多为荷电膜，在用于无机盐分离时，除了化
学势梯度控制外，电势梯度也是主要的影响因素，由此可以确定纳滤膜分离效果
与荷电性能、溶质的荷电状态均有所关联。
现阶段纳滤技术常用于饮用水和工业用水的净化、工业废水的处理以及工业

领域物质的浓缩等，操作压力范围控制在 0.5 ～ 2.0MPa，分子量为 200 ～ 1000

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