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揭示纳滤的由来GWI资深技术顾问回顾纳滤膜的发展历史
GWI上海办公室 / 时间:2018-10-11 06:55:41

  据GWI研究微信公众平台2018年10月9日讯 如今,纳滤膜作为前沿的处理技术受到越来越多的市场关注,然而谁又曾想到纳滤膜在最初竟是作为没有直接市场的产品开发的。今天,GWI资深工业及脱盐技术顾问汤姆·潘克拉兹(Tom Pankratz)先生将为您描绘这一技术的发展历史,一起来看纳滤膜是如何成为水处理领域一个引人注目的选择的。
  硫酸盐去除、膜软化、低压反渗透(RO)和纳滤(NF)技术在本质上其实非常相似。尽管NF膜通常被认为是被拒绝的或“非特异性”RO膜,但事实并非如此。它采用创造性的化学和多年的研究来生产半透膜,允许某些离子通过,同时几乎完全拒绝其他离子的通过。
  与通过渗透压驱动的溶液扩散过程实现分离的RO不同,NF采用溶液扩散,尺寸排阻和静电吸引/排斥来实现排斥。因此,其性能(并且仍然)比RO更难以预测和建模。这一复杂因素导致一些膜制造商专注于更大的海水和苦咸水RO市场,因为可以通过计算机模型更准确地预测膜性能。
  第一张NF膜起源于20世纪70年代后期的North Star Research Institute(北极星研究院),当时研究人员约翰·卡多特(John Cadotte)正致力于开发低压,高通量苦咸水RO膜。由此产生的NF配方最终被搁置为“没有市场的产品”。然而,在1984年,FilmTec(现为陶氏水处理解决方案公司)的彼得·埃里克森(Peter Eriksson,正是他创造了“纳米过滤”一词)向他的同事杰克·洛斯(Jack Loos)提出了NF膜,当时他正试图解决海上油田水处理的挑战。
  1986年在加利福尼亚州南部海岸的Marathon石油平台上进行的一项测试表明,该膜可以选择性地从海水中去除硫酸盐,以消除井下硫酸钡的膨胀——这一问题一直困扰着海上油田项目。
  第二年,更大的中试证明新的硫酸盐去除工艺(SRP)正是Marathon海上石油平台需要的技术。它为该工艺申请了专利,FilmTec授权北极星的新东家使用该膜。Marathon和Dow一起开始在世界各地的平台上安装SRP系统,现在大约有70个这样的案例。
  在被NF膜用于海上石油平台的同时,NF膜由于其低压、高通量、合理的截盐率等特性,也被用于加利福尼亚州圣华金河谷San Joaquin Valley的中水回用项目中,处理后的污水用于该地区的农业用水。
  法国是继上述两个应用之后下一个创新使用NF膜的沃土,为了满足严格的欧洲饮用水质量标准,特别是农药(包括阿特拉津)和消毒副产品。1993年,当时的CompagnieGeneraledesEaux(现为威立雅水务)在巴黎北部郊区的Auvers-sur-Oise建造了Mery-sur-Oise NF示范工厂。
  NF在Mery-sur-Oise的作用是在相当复杂的水处理过程之后取代臭氧和颗粒活性炭过滤工艺作为抛光步骤。该研究的成功也使得1998年决定将工厂的规模翻番至14万立方米/天,并在更多的自来水厂安装NF膜。
  自20世纪90年代后期以来,人们越来越关注NF在美国软化应用中的应用,最终在佛罗里达州博卡拉顿建造了一座15.1万立方米/天的应用膜软化设备的Glades Road水处理厂,其平均跨膜压力为4.8bar。
  饮用水再利用是另一个预计会增加其对NF膜使用依赖性的领域,因为它们能够在低压和高回收率下操作,并且具有最小的后处理要求。
  膜世界的发展可能已经到了收益递减点,因为工业应用中可能不再需要具有更高脱盐率的膜。相反,开发更适合特定应用和任务的新膜,可能更好,也许会是更多NF膜?
  (本文选自GWI最新9月刊杂志)