技術智庫Technology think tank
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納濾膜分離技術及其應用
來源:葉振君    發布時間:2015-11-27

1、膜技術介紹


1.1 概述

膜分離是在20世紀初出現,20世紀60年代后迅速崛起的一門分離新技術。膜分離技術(Membrane Separation Technology)以選擇性透過膜為分離介質,當膜兩側存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差等)時,原料側組分選擇性地透過膜,以達到分離、提純的目的。膜分離技術以其低能耗、高效率被認為是理想的分離技術之一。由于其兼有分離、濃縮、純化和精制的功能,又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征,因此,目前已廣泛應用于食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域,產生了巨大的經濟效益和社會效益,已成為當今分離科學中最重要的手段之一。


膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統過濾的不同在于,膜可以在分子范圍內進行分離,并且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級,依據其孔徑的不同(或稱為截留分子量),可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜,根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜,無機膜主要還只有微濾級別的膜,主要是陶瓷膜和金屬膜。有機膜是由高分子材料做成的,如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。 


膜分離優點:

常溫下進行:有效成分損失極少,特別適用于熱敏性物質,如抗生素等醫藥、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮

無相態變化:保持原有的風味,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8

無化學變化:典型的物理分離過程,不用化學試劑和添加劑,產品不受污染

選擇性好:可在分子級內進行物質分離,具有普遍濾材無法取代的卓越性能

適應性強:處理規??纱罂尚?,可以連續也可以間隙進行,工藝簡單,操作方便,易于自動化


1.2 主要的膜技術分類

當前,國際上對膜分離技術的研究較多,這是因為其具有節能、高效、操作方便等特點,所以越來越受到科研工作者的重視。常用的膜分離過程除了反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(uF)、微濾(MF)這四種膜技術之外,另外還有滲析、控制釋放、膜傳感器、膜法氣體分離等。


微濾(MF)膜制品的產量近年來增長較快,但年總產值在億元以下。我國MF膜制品約為整個膜市場份額的1/6,其潛在市場相當大。鑒于微孔濾膜的分離特征,微孔濾膜的應用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其他污染物,以達到凈化、分離、濃縮的目的。 具體涉及領域主要有:醫藥工業、食品工業(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業廢水、飲用水、生物技術、生物發酵等。


超濾(uF)在我國為生產與應用最廣泛的膜品種,產值約占整個膜產業的25%以上,中空纖維式與板框式組件都已產業化,在電泳漆、酶制劑、飲料、食品、超純水、醫藥和廢液廢水回收再利用等領域都有廣泛的應用。早期的工業超濾應用于廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術的發展,如今超濾技術已經涉及食品加工、飲料工業、醫藥工業、生物制劑、中藥制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收、環境工程等眾多領域。  


納濾(NF)對特定的溶質具有很高的脫除率。在飲用水領域用于脫除三鹵甲烷中間體、異味、色度、農藥、合成洗滌劑、可溶性有機物、Ca和Mg、鉈等硬度成分及蒸發殘留物質。我國對納濾技術的開發和應用還處于初始階段。納濾的主要應用領域涉及:食品工業、植物深加工、飲料工業、農產品深加工、生物醫藥、生物發酵、精細化工、環保工業等領域。


反滲透(RO)的研究始于1965年,1986年前后醋酸纖維素非對稱RO膜投入生產,其脫鹽率90%~92%,最高達到95%。我國RO膜主要用干海水淡化、苦咸水脫鹽、鍋爐補給水的處理和飲用水制備,此外,在食品、醫藥和廢水處理方面也有廣泛應用。


由于反滲透分離技術的先進、高效和節能的特點,在國民經濟各個部門都得到了廣泛的應用,主要應用于水處理和熱敏感性物質的濃縮,主要應用領域包括以下:食品工業、牛奶工業、飲料工業、植物(農產品)深加工、生物醫藥、生物發酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦咸水淡化、電力、電子、半導體工業用水、醫藥行業工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業、化工及其它工業的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。

 

2、納濾膜分離技術


2.1納濾膜的特點和種類

納濾膜的研究始于20世紀70年代,是由反滲透膜發展起來的,早期稱為“疏松的反滲透膜(Loose Reverse Osmosis Membrane)”,將介于反滲透和超濾之間的膜分離技術稱為“雜化過濾(Hybrid Filtration)”。直到20世紀90年代,才統一稱為納濾膜(Nanofiltration)。納濾膜作為一種新型的分離膜,具有以下的特點:

(1)具有納米級孔徑。納濾膜的相對截留分子量(Molecular Weight Cut-Off,MWCO)介于反滲透膜和超濾膜之間,約為200~2000;

(2)納濾膜對無機鹽有一定的脫除率,大多數納濾膜是復合膜,其表皮層由聚電解質構成,膜的分離性能與原料液的pH值之間有較強的依賴關系;對不同價態離子截留效果不同:對單價離子的截留率低,對二價和多價離子的截留率明顯高于單價離子。對陰離子的截留率按下列順序遞增:NO3-,Cl-,OH-,SO4-,CO3-對陽離子的截留率按下列順序遞增:H,Na,K,Mg,Ca,Cu對離子截留受共離子影響:在分離同種離子時,共離子價數相等,共離子半徑越小,膜對該離子的截留率越小,共離子價數越大,膜對該離子的截留率越高。

(3)對疏水型膠體、油、蛋白質和其它有機物有較強的抗污染性,相比于RO,NF具有操作壓力低、水通量大的特點,納濾膜的操作壓力一般低于1MPa,故有“低壓反滲透”之稱,操作壓力低使得分離過程動力消耗低,對于降低設備的投資費用和運行費用是有利的。相比于MF,NF截留分子量界限更低,對許多中等分子量的溶質,如消毒副產物的前驅物、農藥等微量有機物、致突變物等雜質能有效去除。


納濾膜技術的獨特性能使得它在許多領域具有其他膜技術無法替代的地位,它的出現不僅完善了膜分離過程,而且正在逐漸替代某些傳統的分離方法。


20世紀80年代以來,國際上先后開發了多種商品納濾膜,其中絕大多數是復合膜,且其表面大多帶負電荷。常見的納濾膜有:

(1) 芳香聚酰胺類復合納濾膜:該類納濾膜主要是美國Film Tec公司生產的NF-50和NF-70兩種納濾膜,純水通量為43L/(m2.h),工作壓力分別為0.4和0.6MPa。

(2) 聚哌嗪酰胺類復合納濾膜:該類納濾膜主要是美國Film Tec公司生產的NF-400。 


2.2納濾膜分離的機理

納濾膜分離機理的研究自納濾膜產生以來一直是熱點問題。盡管納濾膜的應用越來越廣泛,其遷移機理還沒能確切地弄清楚。傳統理論認為納濾膜傳質機理與反滲透膜相似,是通過溶解擴散傳遞。隨著對納濾膜應用和研究的深入,發現這種理論不能很好解釋納濾膜在分離中表現出來的特征。就目前提出的納濾膜機理來看,表述膜的結構與性能之間關系數學模型有電荷模型、道南-立體細孔模型、靜電位阻模型。


電荷模型根據對膜內電荷及電勢分布情形的不同假設,分為空問電荷模型(the Space Charge Model)和固定電荷模型(the Fixed-Charge Model)??臻g電荷模型最早由Osterle等提出,該模型的基本方程由Poisson-Boltzmann方程、Nernst-Planck方程和Navier-Stokes方程等來描述。運用空間電荷模型,不僅可以描述諸如膜的濃差電位、流動電位、表面Zeta電位和膜內離子電導率、電氣粘度等動電現象,還可以表示荷電膜內電解質離子的傳遞情形。固定電荷模型最早由Teorell、Meyer和Sievers提出,因而通常又被人們稱為Teorell-Meyer-Sievers(TMS)模型。固定電荷模型假設膜為一個凝膠相,其電荷分布均勻、貢獻相同;離子濃度和電位在傳遞方向具有一定梯度;主要描述膜濃差電位、溶劑和電解質在膜內滲透速率及其截留性。


道南-立體細孔模型(Donnan-steric Pore Model)建立在Nernst-planck擴展方程基礎上,用于表征兩組分及三組分的電解質溶液的傳遞現象,假定膜是由均相同質,電荷均布的細孔構成,分離離子時,離子與膜面電荷之間存在靜電作用,相同電荷排斥而相反電荷問相互吸引,當離子在極細微的膜孔隙中的擴散和對流傳遞過程中會受到立體阻礙作用的影響。

近來,Wang等建立了靜電排斥和立體阻礙模型(the Electrostatic and Steric-hindrance Model)又可簡稱為靜電位阻模型。靜電位阻模型假定膜分離層由孔徑均一、表面電荷分布均勻的微孔構成,其結構參數包括孔徑rp、開孔率Ak、孔道長度即膜分離層厚度Δx。電荷特性參數則表示為膜的體積電荷密度X(或膜的孔壁表面電荷密度為q)。根據上述膜的結構參數和電荷特性參數,對于已知的分離體系,就可以運用靜電位阻模型預測各種溶質(中性分子、離子)通過膜的傳遞分離特性(如膜的特征參數)。


2.3納濾膜制備

納濾膜的制備方法有L-S相轉化法,共混法,荷電化法和復合法等,目前使用最多最有效的方法是復合法,也是生產商品化納濾膜品種最多產量最大的方法,該方法是在微孔基膜上復合一層具有納米級孔徑的超薄表層。復合膜包括基膜的制備,超薄表層的制備及復合。


復合法是目前使用最多,而且較有效的制備納濾膜的方法,也是生產商品化納濾膜品種最多、產量最大的方法。包括微孔基膜的制備及超薄表層的制備及復合。

1)基膜的制備:一般用液-固相轉化法。由單一高聚物形成,如聚砜超濾膜;也可由兩種或兩種以上的高聚物經液相共混形成合金基膜。

2)超薄表層的制備及復合:目前,超薄表層的制備方法主要有涂敷法、浸漬法、界面聚合法、化學蒸汽沉積法、動力形成法、等離子體聚合法、水力鑄膜法、旋轉法等。


其中主要的方法:

(1)涂敷法。涂敷法就是將多孔基膜的上表面浸入到聚合物的稀溶液中,然后將基膜從溶液中取陰干或將鑄膜液直接刮涂到基膜上,再借外力將鑄膜液輕輕壓入基膜的微孔中,然后用相轉化法成膜,該方法的關鍵是選擇和基膜相匹配的復合液,并調節工藝條件以形成納米級孔徑。俞三傳等采用涂敷法制備了SPES復合納濾膜,并研究了其性能;


(2)界面縮聚和界面縮合法。界面聚合法是目前世界上最有效的制備納濾膜的方法.也是工業化納濾膜品種最多、產量最大的方法。該方法利用P.W.Morgan的相界面聚合原理為基礎.使反應物在互不相溶的兩相界面處發生聚合成膜。一般的方法是用微孔基膜吸取溶有一類單體的水相,排除過量的單體溶液,再浸入某種疏水單體的有機溶液中進行液一液界面縮聚反應,為了提高膜性能一般還需水解荷電化、離子輻射或熱處理等后處理過程以形成致密的超薄層,該法的關鍵是基膜的選取和制備及調控兩類反應物在兩相中的分配系數和擴散速率以使膜表面的疏松程度合理化并盡量薄。瞿曉東等利用界面縮聚制備了聚酰胺復合納濾膜。


3、納濾膜分離技術的應用進展

納濾膜作為新型的分離膜,以其優異的分離性能得到了廣泛的應用,在降低能耗、環境保護、優化工藝和經濟發展中必將發揮推動作用。


3.1 飲用水處理

納濾膜分離可應用于水質的軟化、降低TDS濃度、去除色度和有機物。一般來說[9],不同NF膜對有機物去除率相差不太大,但是它們對于無機物的去除率卻有顯著差異。從無機物的去除率來看,NF膜基本上可以分為兩大類:一種是傳統脫鹽軟化NF膜,這種傳統NF膜主要是通過較小的孔徑來截留和篩分雜質,其脫鹽率往往較高;另外一種就是以去除水中有機物為主要目的的新型NF膜,即荷電NF膜(往往帶負電),此種NF膜的截留機理不同于傳統軟化型NF膜的機械篩分機理,最重要的是它考慮了膜與有機物間的電性作用,甚至以電性作用作為除去有機物的主要機理,因此既保留了傳統NF膜對有機污染物去除較好的特點,同時允許較多的無機鹽透過,特別適合于飲用水的處理。新型NF膜可以通過改變膜孔徑和表面電荷的大小來改變其脫鹽率。


理想NF膜的條件應該是能完全除去有害有機物,同時適度除去多余的無機物(理想的產品水TDS為300mg/L,最大不超過500mg/L)[9]。納濾膜對一價離子的截留率可低至40%,對二價離子的截留率可高至90%以上,且截留分子量約為200~1000Da的中性溶質。因此,納濾在水的軟化、低分子有機物的分級、除鹽等方面具有獨特的優勢。水的總硬度為水中Ca2+、Mg2+的總含量。對于飲用水的軟化,先經過二步NF分離過程(用Film-tech公司的NF-70膜,操作壓力為0.5-0.7Mpa,脫除85%-95%的硬度以及70%的一價離子),水質硬度降低了10-20倍。然后進行氯處理,就可制成標準飲用水。


納濾膜在飲用水領域主要脫除三氯甲烷中間體、低分子有機物(特別是環境荷爾蒙物質舊)、農藥、合成洗滌劑、微生物、異味、色度、硫酸鹽、碳酸鹽、氟化物、砷、細菌、重金屬污染物(大多來源于工業廢棄物泄露和工業廢水排放等)鎘、鉻(六價)、銅、鉛、錳、汞、鎳等有害物質。


3.2 廢水和污水處理中的應用

由于納濾膜的截留特性可以使得有機溶質得到同步濃縮和脫鹽,同時又具有熱穩定性、耐酸、耐堿和耐溶劑等優良性質,堪稱先進的工業分離膜,在工業廢水的有價物質回收中起到不可估量的作用,廣泛地應用于各種有機廢水的回收處理。比如農藥廢液處理、乳清和抗菌素脫鹽、染料廢液處理、電鍍廢液中金屬回收、各種石化廢水處理等。


造紙廢水處理造紙廢水是造成環境污染的重要因素,納濾膜可以代替吸收和電化學方法除去深色木質素和木漿漂白過程中產生的氯化木質素,因為污染物中有許多有色的有機物都帶有負電荷,容易被荷負電的納濾膜截留,并且對膜不產生污染。M等采用納濾方法對紙廠的廢水進行處理,得到的滲透水無色透明,不含陰離子廢物,且滲透水的COD、總碳含量和無機物含量的去除率均可以達到80%以上。

制糖工業廢水處理在制糖工業中,含有高濃度NaCl和有色物質的離子交換樹脂再生廢液的排放是個難題,將納濾技術用于處理樹脂再生液,可以去除有機物質和80%以上的鹽,而且可以使90%的水重新循環使用,從而大大降低生產成本和減少排放量。


石油工業廢水主要包括石油開采和煉制過程中產生的含各種無機鹽和有機物的廢水,其成分非常復雜,處理難度大。采用納濾膜法與其他方法相結合,既可有效處理廢水還可回收有用物質。Ohya等成功地制備出一種聚酰亞胺納濾膜,該納濾膜具有高通量并耐高壓、高溫及耐有機溶劑的特點。納濾膜的截留相對分子質量為170-400。其中截留相對分子質量為170的納濾膜能有效地分離汽油和煤油,分離系數為19.5。


生活污水處理生活污水一般用生物降解結合化學氧化法處理,氧化劑消耗大,殘留物多,可以使用納濾技術,使能被微生物降解的小分子(MW小于100)滲透,而把不能降解的大分子(MW大于l00)截留,截留液再送去化學氧化,可以節約氧化劑的用量。


3.3 制藥工業的應用

在生化工程中納濾技術正用于將低相對分子質量的物質(如類固醇、維生素、抗生素和氨基酸等)從其他反應物中分離出來,進行澄清和精制,并且成功的應用于VB12的回收和濃縮,以及紅霉素、金霉素等多種抗生素的濃縮和純化過程。在醫藥工業,肽和多肽可通過色譜柱進行純化.但蒸發時間過長.就可能破壞被提純的產品,同時消耗大量的有機/水淋洗液。采用納濾膜進行多肽的濃縮純化,不但克服了以上不足,而且可以將小的有機物和鹽分除去。近年來,納濾技術只是試驗性用于制藥工業中,隨著膜污染、穩定性等技術問題的解決,納濾將成為醫藥生產中一種高效的分離技術。


納濾技術已經成功地應用于紅霉素、金霉素等多種抗生素的分離純化。例如,發酵法生產6-APA,可以采用MPS-44的納濾膜,可以將發酵液中的6-APA由0.4%濃縮到5%,操作參數為:流量13L/(m2.h) ,截留率95%,回收率90%,濃縮倍數l5。維生素Bl2的回收發酵液中的VBl2可以采用管式納濾膜MPT-10進行濃縮,濃縮倍數達到35。


3.4 食品工業的應用

納濾膜在食品工業、飲料行業中應用較多。主要用來對加工過程中的料液進行濃縮、脫鹽、調味、脫色和去除雜質。用納濾膜能有效除去雜味和鹽味而不破壞牛奶的風味、營養價值。


久米仁司等進行了脫脂牛奶的處理。該工藝可同時除去其中的食鹽和對牛奶的濃縮,食鹽截留率約為60%。研究了透過流速、壓力、溶液溫度、溶液濃度對濃縮的影響,比較了納濾和反滲透的使用。結果表明,用納濾能有效地除去雜味和鹽味,且不破壞牛奶的風味,營養評價高于其它處理方法。Kubei等應用納濾膜進行了脫脂牛奶的處理,并對使用納濾膜和反滲透膜進行了比較:使用反滲透膜濃縮處理的乳,由于鹽類和乳糖都被濃縮,咸昧和甜味都被增強,所以使乳的總體評價降低。而使用納濾膜,選擇適當的濃縮比進行處理,使得脫脂乳具有鹽類平衡的良好風味。研究結果表明,應用納濾還能有效地除去脫脂乳在儲藏過程中產生的各種不良氣味物質,且不破壞牛奶風味,營養價值也高于其他處理方法。


果汁的濃縮傳統上是用蒸餾法或冷凍法濃縮,不僅能耗大,且導致果汁風味和芳香成分的散失。Nabetani用反滲透膜和納濾膜串聯起來進行果汁濃縮,以獲得更高濃度的濃縮果汁。應用這個技術進行各種果汁濃縮,可以保證果汁的色、香、味不變,也可節省大量能源,提高經濟效益。將反滲透與納濾連用,可得到40%的果汁濃縮液所需的能耗僅為通常蒸餾法的八分之一或冷凍法的五分之一。


3.5 膜生物反應器的開發

近年來,水處理專家將膜分離技術引入廢水生物處理系統,開發了一種新型的水處理系統,即膜生物反應器(MBR),它是膜單元與生物反應器相結合的一個生化反應體系。


Jeantet等,叫將納濾膜與CSTR(連續攪拌反應器)耦合組成納濾膜生物反應器(NFMBR)用于乳酸的半連續生產,利用膜截留底物和菌體細胞而乳酸被不斷移去,得到較高的產率約為7.1g/(l?h),乳酸濃度為55g/l。膜反應器是一項急待開發的新型技術,目前工業進展較慢,但由于它的卓越性能,必將得到廣泛的應用。


4、膜污染問題

膜經過一段時間的運行會發生堵塞,從而引起水通量和產水品質的下降,達不到預設值,此時需要對膜進行清洗。引起上述變化的主要原因為濃差極化和膜污染,二者在膜的運行過程中是交替出現的。


濃差極化是指在膜分離過程中,料液中溶劑在壓力驅動下透過膜,大分子溶質被截留,于是在膜表面和臨近膜面區域濃度越來越高,在濃度梯度作用下,大分子溶質由膜面向主體溶液擴散。上述質量遷移的結果,使鄰近膜表面溶液的濃度高于主體進料液中的濃度,這種現象稱為濃差極化。


濃差極化的結果增加了進料液的滲透壓,從而降低了滲透的有效壓力,同時增加了產水濃度,其結果會降低水通量和脫鹽率。另外,濃差極化也往往會引起一些難溶鹽如CaSO4等在膜上沉淀,由此而使壓力損失增加和產生沉淀物對膜的化學作用,加速水通量和脫鹽率的下降,可見濃差極化嚴重影響膜的性能,縮短膜組件的壽命,降低經濟效益。作為用戶來說,通過采用改善進水水質條件,對于濃差極化對膜性能的影響會有一定的作用。


膜污染是指處理物料中的微粒,膠體離子或溶質大分子由于與膜存在物理化學相互作用或機械作用而引起的在膜表面或膜孔內吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞,使膜產生透過流量與分離特性的不可逆變化現象。它與濃差極化有內在聯系,盡管很難區別,但是概念上截然不同。應當說,一旦料液與膜接觸,膜污染即開始,由于溶質與膜之間相互作用產生吸附,開始改變膜性能。由于水中含有難溶鹽、膠體、微生物、有機物、金屬氧化物及其它各種雜質,所以造成膜污染的因素也是這幾種。膜工藝中預處理的設置,就是為了減少膜污染的發生。在膜分離過程中,由于純水不斷透過膜并被引出,使膜表面溶質濃度逐漸高于主體溶液中的濃度,當某些鹽的濃度達到飽和溶解度時,或者說當某兩種離子濃度達到或超過其溶度積時,該種鹽類便以固體形式析出。在很多地區的地下水和地表水中,主要成分是Ca2+和HCO3-,而CaCO3又是幾種難溶鹽中溶解度較小的一種,因此,在膜分離過程中首先要考慮到是否會產生CaCO3沉淀。在以苦咸水為水源時,Ca2+和S04-濃度過大時,也會產生硫酸鈣沉淀。防止產生碳酸鈣和硫酸鈣沉淀的主要方法是:

(1)降低回收率,即降低濃縮倍率,避免達到超過難溶鹽的溶度積。

(2)加酸調整PH值,使LangLier飽和指數小于幾或者加酸脫氣,降低HCO3-濃度,也可以防止CaCO3沉淀。


總之,膜污染的機理是非常復雜的,關系到膜表面化學和水中溶質一溶質、溶質一膜的相互作用機理。目前還沒有一個可用于估算膜污染性質和程度的通用規則。膜污染物的特性是與水中污染物間的物理因素、化學因素、微生物因素三者的相互作用密切相關的。它們是相互關聯的,并非單一存在,也就是說當其中某一污染趨勢形成,必將加速另兩種污染的形成,造成膜污染加劇。另外,只有合理設計預處理,才能減小這些污染勢的形成。實際運行中一旦發現其中某類膜污染的跡象,應及時解決,以避免產生連鎖反應,造成更大的污染。


5、總結

納濾膜由于截留分子質量介于超濾與反滲透之間,同時還存在Donnan效應,因此對低分子質量有機物和鹽的分離有很好的效果,并具有不影響分離物質生物活性、節能、無公害等特點,在食品工業、發酵工業、制藥工業、乳品工業等行業得到越來越廣泛的運用。但納濾膜的應用同時也存在一些問題,如膜污染等,并且食品與醫藥行業對衛生要求極嚴,膜需要經常的殺菌、清洗等處理,使得該技術的廣泛使用受到一定的影響,因此如何推廣及膜清洗等大量問題尚待研究。


總體看來,目前國際上對于納濾膜的研究多集中在應用方面,而有關與納濾膜的制備、性能表征、傳質機理等的研究還不夠系統、全面、深入?,F在的應用過程的選膜多是以實驗為依托的,缺少更系統的理論依據。在今后的研究中,希望對于所制備的高性能膜,能夠以定量的方法對膜性能進行預測,并面向應用過程的膜產品系列化,這不僅可以拓寬膜的應用范圍,而且能夠減少實驗的工作。同理,膜過程設計也應該進行標準化,將現存操作模型的特點對于不同適用范圍關聯,進行設備優化。


納濾膜作為膜科學中的一種新型分離膜,問世10多年來以其顯著的分離特性在諸多領域得以越來越廣泛的應用,而且也越來越受人們的關注和重視。而許多新的低分子質量中性及電解質溶質分離體系的出現,如水資源的凈化、生化工程,下游產品的分離精制等,對納濾膜及其分離過程而言也是一個契機。納濾膜分離技術存在著眾多的優越性,是一個新興的值得矚目的領域,必將會有廣闊的發展前景。