我國是世界最大的染料生產國和消費國，1989 年染料生產量為20萬t左右，到200年，各種染料 生產總量已達50萬t。在一些固體染料的生產過 程中，合成染料從水溶液中的分離通常是經過鹽析 和壓濾實現的(圖1)。該工藝過程存在如下弊 端〔2-3]:①由于染料合成反應生成的鹽以及鹽析過程 帶人的鹽分降低了染料的純度，影響到染料在染色 過程的溶解性能，影響著色，同時耗費大量的鹽； ②壓濾過程造成主體染料的流失多，損失率大于 5%;③產生大量高鹽度、高色度、高COD濃度的廢 水，嚴重污染環境;④鹽析和壓濾操作為間歇式，勞 動強度高，耗時多。一種有效解決辦法是采用納濾 膜分離技術。納濾技術應用于染料清潔生產和染料 廢水處理主要有兩方面:代替傳統鹽析壓濾工序對 含鹽粗制染料進行脫鹽和濃縮(圖2);對含鹽染料 廢水的處理與資源化。
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| 圖 1傳統鹽析壓濾工藝 |
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| 圖2 納濾脫鹽濃縮工藝 |
1 納濾膜對含鹽染料溶液的分離原理
納濾是介于反滲透和超濾之間的一種壓力驅動 膜過程。商品化的納濾膜一般具有荷電的納米微孔 結構，溶質在帶電微孔內進行擴散和對流傳遞過程 時受到立體阻礙和靜電排斥兩方面的作用閉。因 此，納濾膜通常對分子量在20一1o0之間的低分 子有機物和多價鹽截留較高，而對單價鹽和小分子 物質的截留率較低[’]。對于水溶性染料(酸性染料、 堿性染料、直接染料和活性染料等)，分子帶有親水 性基團如一so3Na 、一coONa等，且相對分子質量落 在納濾膜的高截留范圍內，納濾膜對這些染料有很 高的截留率。因此利用納濾膜對染料的高截留和 對NaCI的低截留特性，可以實現對含鹽染料初品或 合成染料水溶液的脫鹽濃縮以及對含鹽染料廢水的 處理與資源化。
2 納濾膜的選用
染料品種繁多
| 表 1 部分納濾膜及其性能 |
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3 納濾脫鹽和濃縮
采用納濾代替傳統鹽析和壓濾工藝對含鹽粗制 染料進行脫鹽和濃縮，通常包括恒容脫鹽和濃縮兩個過程。在恒容脫鹽過程中，向染料粗制品中不 斷加水保持料液體積不變，料液經過納濾膜時，染料 溶液中的無機鹽、低分子有機物等將透過納濾膜，而 染料則被截留并循環回到濃縮槽中，直到含鹽量低 至符合要求，脫鹽過程結束。接下來可對染料溶液 進行濃縮.由于水不斷透過納濾膜，染料的濃度將不 斷提高，直到能滿足噴霧干燥要求，濃縮結束。納濾 對染料的脫鹽和濃縮工藝流程見圖3，兩個過程在 同一套設備中完成。
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| 圖 3 納濾濃縮脫鹽工藝流程 |
在納濾脫鹽和濃縮過程中，NCaI濃度越高，透過率越高，當高于5%時，NaCI幾乎10%透過，亦即 在高濃度下操作脫鹽量最多[8l。因此，在實際應用 過程中，可采取邊濃縮邊洗滌，維持較高NaCI濃度， 能用較少的洗滌水，較快的脫除染料中的鹽。
鑒于納濾在染料清潔生產中的應用前景，染料脫鹽濃縮一直是納濾應用研究的熱點之一。
采用 SNF-150 膜(截留分子量為350）對活性紅 3BS(ME型，分子量約1000)進行脫鹽濃縮
對于苯胺藍染料(分子量737.72)水溶液的脫鹽 濃縮，國家海洋局杭州水處理中心生產的CA納濾膜 對染料截留率大于9.9%，總脫鹽率為51%，染料濃 度提高了2.76倍，回收率約為97%。此外，CA50 納濾膜應用于水溶性黃染料工業生產的結果表明，納 濾技術能將主體染料的純度提高幻%，染料工業的經 濟、環境和社會效益都得到了提高。
采用 4O40型卷式CA納濾膜對熒光增白染料 NT的工業合成液進行問歇恒容滲濾操作，結果NaCI 濃度由1.05 11101/L降到0.O23 mol/L，NT濃度由 。.14mol/L提高到。.25moFL以上。NT產品穩定性 和白度提高，NT成分平均截留率達到99.8%。對質量分數為8%的增白劑合成液〔含鹽質量分數 為2%)進行納濾脫鹽和濃縮，增白劑被濃縮1倍以 上，可除去90%以上的鹽，噴霧干燥后的產品純度 和質量明顯提高。
采用DK納濾膜對活性黑染料(分子量711）進行間歇恒容滲濾，在25℃和1.OMPa 條件下，經過 7次近80h的滲濾，染料純度從76%提高到97%以 上，提高了活性黑染料的產品質量，同時降低了后續 噴霧干燥的能耗。
國家海洋局杭州水處理技術中心同上海染化八廠合作，將納濾脫鹽和濃縮技術作為染料清潔生產 工藝并應用到實際生產中取得成功。濃縮液中染料 質量分數大于25%，鹽質量分數低于1%，納濾膜使 用壽命超過3年。
4 染料廢水處理與資源化
染料生產廢水具有高鹽度(質量分數大于5 %)、高色度（數萬至十幾萬)、高COD的特點，為難生物降解廢水，用常規方法很難處理。采用納濾技 術處理染
正是由于納濾處理染料廢水的潛在優勢，以致引起諸多學者廣泛研究納濾處理染料廢水的興趣。 Jirarananon等應用荷負電的ES20和LES90。納濾 膜對活性染料廢水進行截留試驗研究，結果表明ES20和LES90納濾膜對染料的截留率都達到95% 以上，透過液可以回用。
Van der Bruggen B等采用UTC一60、NF70和NTR7450膜對兩種活性染料(活性藍2和活性橙16) 的染色廢水進行了試驗。結果表明直接應用納濾工 藝處理染液時膜通量會急劇下降;若是進一步處理 活性污泥法的出水，膜通量保持較高(接近純水通量)，處理水水質好，可以回用。
劉梅紅等采用納濾膜(膜對質量濃度為2000mg/L的NaCl脫鹽率為81%)處理某藍色染料廢水，實驗表明，隨著納濾對廢水濃縮的進行廢水中 染料和有機物的含量將不斷增加，膜的通量下降，而 膜對染料的截留率和色度的去除率仍保持在10% 左右，即使過程回收率達到80%，膜對廢水的C0Dcr 的脫除率仍高達99%以上，表明納濾處理染料廢水 具有很高的實際應有價值。
蔡惠如等采用CA納濾膜分別對配制染料廢水(活性染料和酸性染料)和實際染料廢水的染料截 留和脫色效果進行的實
5 納濾工藝的經濟性
賀高紅等川以每年生產1000t的染料廠為例， 比較了傳統的鹽析壓濾工藝和納濾工藝的經濟性。 納濾法每年可節省工業氯化鈉2000t，按500元/t 計，就可節省100萬元。壓濾過程染料的損失率為 5%.納濾過程的損失率為1%，納濾法每年可多得 染料40Dt，按5萬元/t計，每年可增加200萬元的效益。而膜折舊費用為60萬元/a。因此，采用納濾工 藝代替傳統的鹽析壓濾工藝每年可產生經濟效益 240萬元。
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