1.国内印染废水的处理现状

我国染料年产量居世界第一，主要原因在于国内外印刷、涂料、塑料、纤维等相关行业快速发展，需求不断扩大。以染料为例，”十一五”期间，我国染料年产量保持在18~22 万吨，占世界总产量的40%左右。但由于高性能染料所占比例偏低，造成产品价格竞争激烈、利润低，企业多以贴牌出口，发展水平不高。同时，染料行业也属高能耗、高污染行业。据测算，我国每生产1吨染料，大约排放废水744msup3;。染料生产的基本原料为苯系、萘系、蒽醌、苯胺及联苯胺类化合物，且在生产过程中多与金属、盐类等物质螯合，造成染料废水含盐、含氯化物或溴化物、微酸或微碱、含金属离子、含硫，化学需氧量(Chemicaloxygen demand，COD ) 高、色度高。[1]

2.膜分离技术

利用膜分离技术处理染料废水，主要是利用膜的选择性分离的功能，对染料废水进行预处理，实现染料废水中染料分子与水分子的分离，达到染料分子和盐的回收，以及提高废水的可生化性。该过程仅是物理过程，并未破坏染料的分子结构。由于印料废水的水质复杂，含盐量高，处理印染废水的过程由膜污染导致的膜通量的快速衰减制约了膜分离技术的应用。故研究者多采用纳滤-超滤结合的方法处理印染废水。丛纬[2]等采用超滤/纳滤双膜集成工艺对印染废水二级生物法的处理出水进行深度处理，比较了3种不同材料和截留分子质量的超滤膜作为纳滤预处理手段的效果。选用2种工业化应用的纳滤膜，研究压力、运行时间对分离效果的影响，并分析处理前后不同材料膜结构的变化情况，结果表明：超滤膜作为纳滤预处理的有效手段，能去除90% 的浊度和部分COD ；纳滤处理可以有效去除废水中的各种盐类，促使染料类物质回收。反渗透是一种借助选择透过(半透过)性膜的功能，以压力为推动力的膜分离技术，当系统中所加的压力＞进水溶液渗透压时，水分子不断地透过膜，经过产水通道流入中心管，在一端流出水中的杂质如离子、有机物、细菌、病毒等，被截留在膜的进水侧，然后在浓水出水端流出，从而达到分离净化目的。反渗透膜的性能下降主要原因是膜表面受到了污染，如表面结垢、膜面堵塞；或是膜本身的物质化学变化。如何消除膜污染是目前的研究热点。范莉莉[2]等采用一体式反渗透装置对富阳染色厂提供的染料废水进行研究，处理效果以COD去除率、电导率、色度作为评价指标。结果表明：运用反渗透膜处理染料废水，在1.5 MPa 的操作压力下，出水电导率为23μS/cm，COD 去除率达99.5%，色度由原水的4 500倍降至7倍。

3.纳滤发展概况

纳滤(Nanofiltration ,简称NF) [3]的研究始于上世纪70年代末.J.E Cadotte的NS-30 膜的研究,纳滤的出现是为了弥补反渗透与超滤之间的空白。纳滤膜组件于在80年代中期实现工业化,并在许多领域得到了应用。早期具有纳滤性质的膜的名称并不统一,70年代,以色列脱盐公司将介于反渗透与超滤之间的膜分离称为”杂化过滤”( HybridFiltration )。”杂化过滤”名称本身并不能准确反映出这种新膜分离过程的特点, 并且还容易使人产生误解。后来美国的Film-Tech公司根据膜的截留相对分子质量和膜孔径尺寸大约1nm 的特征,把这种膜技术称为纳滤, 一直沿用至今。

4. NF膜的特点

4.1截留分子质量(MWCO)

纳滤膜的截留分子量在200-1000之间, 适宜于分离相对分子质量在200以上, 分子大小约为1nm的溶解组分。[3]RO脱除所有的盐和有机物,UF对盐和低分子有机物没有截留效果, 而纳滤膜能截留了低分子有机物和多价盐。操作压力低。NF比RO所要求的操作压力要低,通常NF分离需要的跨膜压差一般为0. 5-2.0MPa, 比用RO达到同样的渗透通量所必需施加的压差低于0.5-3.0MPa ,因而也被称为”低压反渗透”(lowpressure RO)。[3]

4.2离子选择性

由于在膜上或膜中常带有荷电基团, 通过静电相互作用, 产生Donnan效应, 对含有不同价态离子的多元体系溶液, 可实现不同价态离子的分离, 故有时也称”选择性反渗透”(Selective RO)。一般来说, 纳滤膜对单价盐的截留率仅为10%一80% ,具有相当大的渗透性, 而二价及多价盐的截留率均在90% 以上。[3]