納濾芯

納濾(Nanofiltration)是由先進的納米技術與傳統的過濾技術交叉滲透而創新發明的介於超濾與反滲透之間的一個新品類。它的分離性能依賴於其活性分離層中的納米級微孔結構，其分離機理遵循吸附-溶解-擴散-透濾模型。它在截留那些能透過超濾的有機物及重金屬的同時又能透過部分被反滲透截留的礦物質，使濃縮與透鹽的過程同步進行，從而達到特定的分離純化要求。

基本介紹

• 中文名：納濾芯
• 外文名：Nanofiltration 

納濾芯簡介

首先被研究和套用的納濾膜是有機納濾膜，商品化的納濾膜大多是聚合材料。在飲用水淨化處理中，根據原水水質及淨水要求的不同，有多種不同性能的納濾膜可供選擇。遺憾的是，納濾膜雖然在截留有機物與重金屬方面性能卓越，但在透過二價的鈣、鎂礦物質方面有缺陷。它們通常僅能透過一價離子，而人體必須的一些礦物質如二價的鈣、鎂等則會被截留，而且納濾膜與反滲透一樣需耗電、浪費水，因此其套用和反滲透沒有本質的差別。後來，科學家們發現相比於有機材料，無機材料在穩定性和化學穩定性方面更具優勢。無機材料中活性炭是一種高效的吸附劑對水中的化學污染物有很好的清除作用，但普通的活性炭濾芯存在強度低，吸附容量有限以及細菌滋生和活性炭粉脫落造成的二次污染問題。經研究發現，活性炭和其他材料如硅藻土等無氧高溫燒結，可以製備一體化的高效活性炭複合濾芯，從而達到活性炭吸附與過濾二合一的複合濾芯，既充分提升了活性炭的比表面，同事也具有過濾功能，大大提高了對多種污染物的清除效率。

無機材料中活性炭是一種高效的吸附劑對水中的化學污染物有很好的清除作用，但普通的活性炭濾芯存在強度低，吸附容量有限以及細菌滋生和活性炭粉脫落造成的二次污染問題。經研究發現，活性炭和其他材料如硅藻土等無氧高溫燒結，可以製備一體化的高效活性炭複合濾芯，從而達到活性炭吸附與過濾二合一的複合濾芯，既充分提升了活性炭的比表面，同事也具有過濾功能，大大提高了對多種污染物的清除效率。

但這種複合濾芯仍存在強度不夠易斷裂以及高溫燒結導致的含碳量下降的問題，而納濾芯是創新性的採用塗層的方法製備的複合陶瓷濾芯，有三層結構(3D)，使吸附與過濾的過程同步進行，從而提升分離的效率，是許多2D的有機納濾膜無法做到的事在3D無機納濾芯上都可以實現。 此外也解決了複合陶瓷濾芯強度和含碳量的問題 。因此，創新淨水技術即第五代無機納濾5.0(納濾芯)淨水技術的面世，顛覆了傳統的淨水技術與觀念，可以在保留礦物質的同時去除微污染，在飲用水淨化方面的優勢突出，因而受到了廣泛的關注與重視。

功能及原理

納濾芯採用純天然材料硅藻土和特製的納米化活性炭，通過獨特的陶瓷燒結工藝製備而成。因硅藻土本身含有微米級的蜂窩狀多孔結構，通過特殊的工藝技術，把特製的含大量納米微孔的活性炭鑲嵌其中，顛覆傳統陶瓷膜僅靠表面作為活性層的思路，創新性地把三維立體結構的中間層作為活性吸附與過濾層，而內外兩層極薄的膜層作為保護層，再通過傳統的無機陶瓷膜製備工藝，在保護核心的納米微孔活性炭不遭任何破壞的前提下燒結成形。故而納濾芯的獨特結構使得進水的過濾路徑延長，達到一種類似於迷宮的過濾路徑，從而增加水與活性炭的接觸時間和接觸面積，最大限度的去除水中的化學微污染。因此納濾芯可真正達到選擇分離即“納留礦物質，濾除微污染”的效果[5]。 而且，淨水過程不用電，沒有廢水排放，符合低碳節能的環保理念。普通自來水經過納濾芯的超強吸附、迷宮過濾與選擇分離，水質媲美未受到任何污染的天然礦泉水，晶瑩潔淨，口味甘甜。

納濾芯

作用及優點

去除水中有機物

通過點加標實驗對納濾芯功能進行檢測，納濾芯對去除色度、天然有機物與合成有機物(如農藥等)、三致物質、消毒副產物(三鹵甲烷和鹵乙酸)及其前體和揮發性有機物的效率可達99.9%，保證飲用水的生物穩定性。

消毒副產物去除

毒副產物主要包括三鹵甲烷(THMs)、鹵乙酸(HAAs)和可能的三氯乙醛氫氧化物(CH)。通過點加標實驗對納濾芯功能進行檢測，納濾芯對於消毒副產物的去除率為99.9%。

重金屬去除

通過點加標實驗對納濾芯功能進行檢測，納濾芯對於重金屬的去除率為99%。

其它優點

納濾芯採用天然無機材料，更加環保，不會造成二次污染問題；

淨水過程採用自來水水壓即可完成，不需要用電;

通過過濾和吸附相結合的方法去除污染物，無廢水產生;

過濾過程中能有效保留保留水中有益礦物質、同時高效去除化學微污染;

使用壽命長久、過濾效果卓越、淨化水質甘甜;

不怕堵塞，能夠適應水質非常惡劣的情況;

濾芯可反覆清洗，並容易更換。

套用

納濾芯主要套用在家庭淨水、民用及商用淨水器。包含2000多萬年前的深海海底硅藻化石，醫藥級活性炭和納米銀。通過獨特的工藝在上千度的高溫下燒結而成，形成迷宮過濾、吸附過濾、抗菌抑菌“三效合一”的過濾方式。可去除水中的色素、有機物和重金屬離子，同時發揮其超強的吸附和抗菌功能，去除水中余氯和抑制細菌的滋生。簡單地說，就是讓“膜”技術由工業套用進入家庭，從而改變日常生活的飲用水水質。在這個領域最出眾的目前是新加坡三達suntar的納濾芯。其相關製備技術曾獲得國家科技進步獎。