在沙特阿拉伯，沙特國家海水淡化公司(SWCC)公司成功地開發出了納濾作為海水淡化的預處理技術，用于脫除硬度和總溶解固體，降低了反滲透的操作壓力并提高了系統的回收率。我國首套工業化大規模膜軟化系統144 m3/d納濾膜淡化苦咸水制備飲用水示范工程，由國家海洋局杭州水處理中心設計，于1997年10月在山東長島南隍城建成投產。

2.2 污染物去除

目前，大多數城市的給水水源均受到不同程度的污染，而自來水廠的常規處理工藝對水中有機物去除率不高，當采用氯殺菌消毒時，余氯又會與水中的有機物會生成鹵代副產物。中試研究表明，NF膜可有效去除原水中的天然(NOM)或溶解性有機物(DOC)，當原水中的NOM含量由0.4 mg/L增加到3.6 mg/L時，NF對莠去津(atrazine)和西馬嗪(simazin)去除率由50%增加至90%~100%。

NF膜能較好的出去原水中的細菌、AOC、揮發性有機物(VOCs)、鄰苯二甲酸酯類(PAEs)、內分泌干擾物(EDCs)及其他痕量有機污染物等，并選擇性地保留有利于人體健康的物質，確保飲用水的生物穩定性和安全性。

近年來，自然水體中存在的合成藥物對人類的危害開始得到重視，NF對原水中頻繁報道的12種藥物，如二氫氯噻(hydrochlorothiazide)、酮洛芬(ketoprofen)、雙氯芬(diclofenac)、異丙安替比林(propyphenazone)、卡馬西平(carbamazapine)等的截留率均大于85%。而NF膜在低壓下相比RO膜具有較高的通量，對一、二價離子區分度較高，濃水中離子濃度相對較低，故實際能耗和運行成本比RO膜低。

2.3 人工補給地下水

地下水人工補給作為一項水資源管理策略被世界各國高度重視，其目的主要是為了防止和控制地面沉降、增加地下水資源量、防止海水入侵以及儲能等。近年來，由于用水量的增加以及由此引起的水資源短缺和生態環境惡化等問題的日益突出，世界各地的地下水人工補給工程的數量也在不斷增加。隨著人們對生態安全以及公眾健康問題的關注，人工補給對地下水環境以及人體健康的風險問題也受到人們的廣泛關注，其主要預防辦法就是嚴格控制人工補給水源的水質，使含水層接受人工補給水源后水質有所改善，至少不能引起含水層水質惡化。與RO膜相比，NF膜的一價鹽的截留率較低，對溶解性有機物的截留率>90%(能夠完全去除大腸桿菌等有機物)，操作壓力(成本)降低2~3倍，且納濾產水低鹽度濃水將比RO產生的高鹽度濃水更易于處理，納濾技術已用于制造地下水補給水。針對中國水資源短缺問題，開發了一種新型耦合的雙膜法污水處理工藝，納濾膜分離技術已引入污水生物處理系統。首個示范工程翠湖新水廠采用“MBR+DF”雙膜法處理工藝，其中7 000 m3/d水量采用超低壓選擇性納濾(DF)膜工藝，出水達到“新水”(處理后的污水不僅可以達到國家級濕地公園水質要求，還可成為集中式生活用水的補充水源)標準，優于《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)中III類水質標準。翠湖新水廠每年從污水中獲得的新生水資源量超過255萬m3，出水可作為翠湖濕地補水，促進翠湖濕地水體盡快達到國家級濕地公園水質標準要求;也可滿足集中式生活飲用水地表水源地的補充水質要求和回灌地下涵養地下水源。

2.4 飲用水深度處理

生活污水、工業廢水的排放加上農田徑流、大氣沉落等非點源污染，直接或間接地造成了飲用水水源的污染，其中以有機污染最為嚴重，污染有機物的種類急劇增加。常規的絮凝沉淀、過濾、消毒凈化工藝已不能有效去除水中的病原菌、病毒等，不能保障飲用水的衛生與安全。因此，以去除飲用水中有機污染及有毒有害物質為目標的飲用水深度凈化技術日益得到重視。NF主要脫除飲用水中的低分子有機物(尤其環境激素)、三氯甲烷前體、農藥殘留、洗滌劑殘留、微生物、色度、異味、碳酸鹽、硫酸鹽、氟化物、砷、細菌、重金屬污染物(鎘、六價鉻、銅、鉛、錳、汞、鎳)等有害物質。分別對南方某微污染水源自來水廠采用一級四段NF組合工藝對出水水質的提升，結果顯示：NF對常規水質指標與微量有機物有較好的去除效果，對混凝沉淀池出水中TOC和UV254的去除率均>95%。NF對有機氯農藥、鹵乙酸、三鹵甲烷前體物和多環芳烴的截留率分別為62% 、85%、50% 和95%左右，采用UMU/SOS測試(利用UMU菌進行的基因突變試驗)的出水遺傳毒性低于檢出限，不同段納濾膜對相對分子質量較大的消毒副產物前體物與有機氯農藥均有理想的去除效果。此外，納濾膜組合工藝對飲用水中可同化有機碳(AOC)的去除率可達80%，致突變物的去除率≥90%，使Ames實驗(AMES教授創立的利用鼠傷寒沙門氏菌進行的基因突變試驗)結果由陽性轉為陰性，確保兩地不同原水生產的優質飲用水的生物穩定性。

作為被重點關注的凈水技術之一，近年來NF被應用于飲用水的深度處理工藝中。飲用水深度處理中，NF不僅可以去除水中殘留的微量有機物質(如農藥、殺蟲劑等)和消毒副產物(三鹵甲烷、鹵乙酸等)，截留水中藻類、細菌、致突變物及病原微生物以保證生物安全性，去除重金屬等有害多價離子，保留水中部分對人體有益的礦物質，還能夠在水源水質波動和應急性條件下保證最終供水水質的穩定，滿足不同水源條件下的用水需求。對于水源水質復雜且用水要求較高的經濟發達地區，作為一種新型的分離膜，NF具有優異的分離性能，且操作壓力小，選用NF膜技術作為飲用水水質的深度處理工藝可能是最為合適的選擇。

NF系統飲用水深度處理原理如圖2所示。NF深度處理系統工藝的主要特點體現在：⑴系統過濾處理效果穩定，技術成熟，對水中雜質離子處理率高;⑵與投藥處理法相比，不引入其他離子，且系統參數控制精確，自控設計完善，可根據客戶要求做到完全自控;⑶NF膜法飲用水處理技術在投資、操作和維修及價格等方面與常規的石灰軟化和離子交換過程相近，但具有無污泥、不需再生、完全除去懸浮物和有機物、操作簡便和占地省等優點。目前NF膜在飲用水深度處理工藝中已有較大規模的應用實例，采用納濾膜制取飲用水在國外已很普遍，且保持著快速、強勁的增長勢頭。

圖2 系統飲用水深度處理流程圖

編輯：李丹