纳滤设备广泛应用于电子、食品、等行业,如**纯水的制备、高浓度果汁、肽和氨基酸的分离、抗生素的浓缩纯化、乳清蛋白的浓缩、纳滤膜与生化反应器的耦合等。与超滤装置或反渗透装置相比,纳滤工艺对单价离子和分子量在200以下的**物的截留率较差,但对二价或多价离子和分子量在200 ~ 500之间的**物的去除率较高。基于这一特性,纳滤工艺主要用于水的软化和净化,以及相对分子质量数百的物质(如染料、抗生素、多肽、多糖等化工和生物工程产品)的分离、分级和浓缩,纳滤设备主要用于去除饮用水中的钙、镁离子、三卤甲烷中间体、异味、颜色、农药、合成洗涤剂、可溶性**物和蒸发残渣等硬度成分。
纳滤膜具有优异的热稳定性、耐酸性、耐碱性和耐溶剂性。它对废水中有价物质的回收起着不可估量的作用,广泛应用于各种**废水的回收和处理。如农药废液处理、乳清和抗生素脱盐、电镀废液金属回收、各种石化废水处理等。在给水处理中,纳滤膜主要用于制备软化水和饮用纯净水,能有效去除水中的色度、硬度和异味。
纳滤可以替代传统的薄膜蒸发、真空浓缩和冷冻干燥等方法,提高产品浓度,浓缩倍数可达2 ~ 10倍,并保证产品回收率95% ~ 98%。纳滤分离过程无化学反应,不加热,不相变,不破坏生物活性。适用于分子量1 000以下的物质。大多数药物的分子量这个范围内。纳滤技术节能环保,越来越多地应用于行业的各种分离、精制和浓缩过程。将纳滤技术推向市场可以形成水处理技术的一个新分支。
和超滤和反渗透等膜分离过程一样,纳滤也是以压力差异为原动力的膜分离过程,是不可逆的过程。分离机制可以使用电荷模型(空间电荷模型和固定电荷模型)、微孔模型、近年来提出的静电排除和立体障碍模型等来解释。与其他膜分离过程相比,纳滤的优点之一是可以透析通过超滤膜的小分子量的**物,半透膜留下的部分无机盐3354可以将“浓缩”与脱盐同时进行。
国内研究的纳滤膜材料和溶液理化条件相对简单。目前,国内在氨基酸和多肽分离用纳滤膜材料的设计、膜与溶质的物理化学条件和分离行为的关系、氨基酸和多肽的纳滤分离机理等方面的研究仍属空白。纳滤作为一种新型的膜分离技术,将越来越多地应用于氨基酸、多肽等生物制品的分离纯化。水软化是水处理的一个重要方面。目前常规的软化方法主要有石灰软化法和离子交换法。
但与此同时,纳滤膜在工业应用中也受到了一些缺点和不足的限制,包括膜污染、浓水处理、分离效果不完全等。主要可以从以下两个方面解决:根据应用所需的分离效果或污染物去除要求,设计合理的工艺或选择合适的膜类型;从长期运行的角度来看,需要加强过程控制,建立适合传质过程的传质模型,然后利用模型建立模拟手段,优化膜性能和处理效果。随着研究者对纳滤膜传质机理的深入研究、新型膜材料的研发、膜组件设计配置的优化以及过滤过程的模拟控制,新的发现和成果将有力推动纳滤膜在更多行业和领域的突破和进步。