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中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会论文集 纳滤去除水中的有害离子 韭显韭！。 张林生１吕锡武。 （１，东南大学环境工程系。南京．２１００９６； ２，南京师范大学， 南京，２１００４２）摘要： 纳滤膜具有荷电的纳米级微孔结构．对溶解无机盐具有一定的截留能力．本文综述了纳滤去除饮用水和重金属废水中的有毒有害离子的效果与应用，阐述了纳滤膜对无机盐的裁留效果主要取决于膜对离子的电荷效应或Ｄｏｎｎａｎ道南效应的强弱．衰现在对多价离子的截留率高于单价离子。利用纳滤膜这种分离性能，可以去除部分饮用水中微量的有害单价离子（如Ｎ０２”、ＮＯ，．，Ｆ等）和大部分的有毒二价离子（如ＨＡｓ０４２和重金属离子）．获取优质安全的饮用水：也可以用于处理重金属废水。能有效去除废水中的重金属离子。与反渗透相比，纳滤具有操作压力低、出水效率高，浓缩水排放少等优点。若将纳滤和反渗透集成用于重金属废水处理，可以做到对有毒重金属离子的回收利用和出水回用．实现清洁生产，既具经济效益，又具环境效益，在工程实际中极具推广应用价值。关键词：纳滤饮用水重金属离子 纳滤膜是２０世纪９０年代问世的新型分离膜，早期被称为“疏松型”反渗透膜或“致密型”超滤膜．具有荷电的纳米级微孔结构，这使得纳滤膜不仅可以截留低分子量（２００－２０００）物质，而且对溶解无机盐也具有一定的截留能力。纳滤膜对无机盐的截留效果主要取决于膜对离子的电荷效应或Ｄｏｎｎａｎ道南效应的强弱”１。由于大多数商品化的纳滤膜荷负电，当截留阴离子时，由于多价阴离子与膜电荷之间的静电排斥作用强，所以膜对多价阴离子的截留率比单价阴离子要高；当截流阳离子时．由于多价阳离子与单价阳离子相比较，单位离子所带的电荷较多，相应地富集于纳滤膜膜孔中起中和、平衡膜体负电荷作用的离子数量较少，所以多价阳离子与单价阳离子相比较，截留率也较高”ｊ。 虽然纳滤去除离子的能力不及反渗透，但与反渗透相比，纳滤具有操作压力低、出水效率高、浓缩水排放少等优点０１．在去除饮用水和废水中的有害离子时若合理应用纳滤技术，则可取得较好的经济效益和环境效益。 １ 去除饮用水中的有害离子¨１１．１去除水中的亚硝酸盐和硝酸盐 目前许多市政自来水厂面临水资源中硝酸盐和亚硝酸盐浓度增加的问题，饮用水中硝酸盐超过５０ ｍｇ／Ｌ时会导致６个月以下婴儿患缺铁血红蛋白症．亚硝酸盐则是公认的致癌物。采用纳滤膜可以部分去除硝酸盐．比如美国陶氏公司的Ｎ’Ｆ２７０膜对硝酸盐有７６％的截留率．致密型纳滤膜对硝酸盐截留率较大．而疏松型纳滤膜则对硝酸盐截留率较小”１。 李灵芝等〔６１采用ＴＲＩＳＥＰ公司生产的ＴＳ８０卷式纳滤膜深度净化自来水。对Ｎ昕的去除率达１００％，纳滤膜出水未检出；对Ｎ０３。去除率达到８４．３％，同时还能有效去除自来水中的ＮＨｒＮ、ＴＯＣ及致突变物质。表明纳滤技术是制取安全饮用水的有效手段。１．２ 去除水中的砷 饮用水中砷过量会导致皮肤癌．美国环境保护中心所进行的研究表明．如果将饮用水中砷含量从以前的０．０５ｍｇ／Ｌ减４，Ｎ０．００２ｍｇ／Ｉ。，可以使癌症发病率由１．３４％降低到０．０１％以下”１．砷在水中以两种价态存在。３价砷以中性分子ｔｈＡｓＯ，的形式存在，而５价砷在高ｐＨ值下则以＝价阴离子ｈＡｌＯ？’的形式存在．采用ＮＦ４５纳滤膜去除水中３价和５价砷的实验结果“’”表明，通常情 中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会论文集况下纳滤膜对５价砷的截留率与水溶液的ｐＨ值和砷浓度有关，当ｐＨ值保持在８．１左右时．纳滤膜对５价砷的截留率随砷浓度的增加而在６０％～９０％问变化．但是任何操作条件下对３价砷的截留效果都不明显．这是由于纳滤膜对中性分子形式存在的３价砷的空间位阻作用不大，而对离子形式存在的５价砷不仅有空间位阻作用还有静电排斥作用．１．３降低水中的氟化物 饮用水中氟化物量如果高于２ ｍｅ，／Ｌ会导致牙齿和骨骼氟中毒．采用ＮＦ７０纳滤膜去除饮用水中氟化物的研究结果””表明．纳滤膜对氟离子有很好的截留率．对卤素离子的截留顺序是Ｆ’，ＣＩ。＞Ｉ‘．这是由于这些离子的水合作用活化能不同所致．Ｆ。比ｃＩ。和Ｉ。更容易发生水合作用．１．４其它有害离子 饮用水水质标准中的其它有害离子主要包括镉、铬（六价）、铜、铅、锰、汞、镍等．它们大多来源于工业废弃物泄漏和工业废水捧放等．采用纳滤膜可有效去除上述重金属污染物。林耀军等””采用活性炭与纳溏组合工艺去除自来水中有害离子的效果见表ｌ· 表１纳滤去除自来水中有害离子的效果 在饮用水制备过程中．采用纳滤膜在去除无机有害离子的同时也可有效去除有机微污染物因而更加经济可行…’”１。 ２处理重金属离子废水２．１处理含镍废水 电镀镍会捧放大量的含镍废水。由于镍是贵重金属，其化合物有毒。若不处理会引起环境污染和有价值的镍和水流失。 Ｋｙｎ．Ｈｏｎ