膜界“异类”　让净水技术更“净”一步

纳滤是由先进的纳米技术与传统的过滤技术交叉渗透而创新发明的介于超滤与反渗透之间的一个新品类。它的分离性能依赖于其活性分离层中的纳米级微孔结构，其分离机理遵循吸附－溶解－扩散－透滤模型。它在截留那些能透过超滤的有机物及重金属的同时又能透过部分被反渗透截留的矿物质，使浓缩与透盐的过程同步进行，从而达到特定的分离纯化要求。

市场上各种“概念水”大行其道，我们到底要喝什么样的水？

近日，在厦门大学举办的首届饮用水与健康学术交流会上，众多国内外顶级专家纵论水话题，饮水问题再次引发外界关注。交流会上，专家们对当前国内净水技术进行了讨论，其中，将工业领域的膜技术应用于民用净水领域，创造性地融入纳米材料，既剔除了水中各种微污染，又保留了有益矿物质的3D无机纳滤芯技术得到了专家们的一致推崇。

去除污染留下矿物成净水难题

厦门大学水科技与政策研究中心首席科学家、新加坡三达国际集团董事长蓝伟光告诉科技日报记者，自来水不能直接喝，这是众所周知的常识。通常我们会将自来水烧开了喝，但自来水烧开仅仅能杀死水中的细菌、病毒等微生物，却无法剔除化学微污染。这就需要进行水质的进一步净化。

净水靠滤芯，滤芯大多数都是用膜做的，但市场上流行的净水膜技术，面对水中天然存在的矿物质与化学微污染，总是顾此失彼，想保留矿物质，微污染就无法去除。去除微污染，水中的矿物质就会一同被剔除，从而变成了纯净水。而且几乎所有的纯净水都是采用反渗透膜过滤技术制备的，其工艺特点决定了制水过程要用电、浪费大量的自来水，不符合节能减排与节水优先的原则。

纳滤是由先进的纳米技术与传统的过滤技术交叉渗透而创新发明的介于超滤与反渗透之间的一个新品类。它的分离性能依赖于其活性分离层中的纳米级微孔结构，其分离机理遵循吸附－溶解－扩散－透滤模型。它在截留那些能透过超滤的有机物及重金属的同时又能透过部分被反渗透截留的矿物质，使浓缩与透盐的过程同步进行，从而达到特定的分离纯化要求。

市场上各种“概念水”大行其道，我们到底要喝什么样的水？

近日，在厦门大学举办的首届饮用水与健康学术交流会上，众多国内外顶级专家纵论水话题，饮水问题再次引发外界关注。交流会上，专家们对当前国内净水技术进行了讨论，其中，将工业领域的膜技术应用于民用净水领域，创造性地融入纳米材料，既剔除了水中各种微污染，又保留了有益矿物质的3D无机纳滤芯技术得到了专家们的一致推崇。

去除污染留下矿物成净水难题

厦门大学水科技与政策研究中心首席科学家、新加坡三达国际集团董事长蓝伟光告诉科技日报记者，自来水不能直接喝，这是众所周知的常识。通常我们会将自来水烧开了喝，但自来水烧开仅仅能杀死水中的细菌、病毒等微生物，却无法剔除化学微污染。这就需要进行水质的进一步净化。

净水靠滤芯，滤芯大多数都是用膜做的，但市场上流行的净水膜技术，面对水中天然存在的矿物质与化学微污染，总是顾此失彼，想保留矿物质，微污染就无法去除。去除微污染，水中的矿物质就会一同被剔除，从而变成了纯净水。而且几乎所有的纯净水都是采用反渗透膜过滤技术制备的，其工艺特点决定了制水过程要用电、浪费大量的自来水，不符合节能减排与节水优先的原则。

“应该通过科技手段让喝水返璞归真。既去除微污染，又保留矿物质，同时让水质呈弱碱性。”蓝伟光说。

把活性炭微孔缩小800倍

“如果从有机到无机，从2D到3D，为膜过滤增加一个维度，让过滤与吸附相结合，制备独特的无机复合陶瓷膜滤芯，很有可能会解决困扰业界多年的难题——在净水的过程中，既保留天然有益矿物质，又能去除外源的化学微污染，以实现真正净水的目标。”蓝伟光说，于是他

想到将陶瓷滤芯与活性炭相结合。

陶瓷滤芯与活性炭如果要整合，传统的做法是两支滤芯逐级安装、物理组合，但这样做存在弊端——一般的活性炭滤芯处理容量太小，很快达到吸附饱和，而且极易滋生细菌等病原微生物。

蓝伟光表示：“刚开始我们把目光聚焦在陶瓷滤芯的三维立体空间内，希望把天然多孔的硅藻土与活性炭及其他功能添加剂整合在一起。然而，如何在有限的空间内增加活性炭的容量与比表面积，成为开发过程中必须解决的主要难题。”

为解决这个困难，三达集团与科研院所紧密合作，专门开发了比传统活性炭微孔小800倍的特殊活性炭，以几何级数的规模增加单位重量活性炭的比表面积。就这样，陶瓷滤芯与活性炭达成了强强结合的条件，蓝伟光也看到了3D无机纳滤芯技术成功研发的曙光。这一创新的纳米微孔活性炭制备技术，可以有效吸附水中的农药、重金属等污染物，并获得了中国国家科技进步二等奖。

天然硅藻土＋活性炭滤出好水

由于天然硅藻土本身含有微米级的蜂窝状多孔结构，只要通过特殊的工艺技术，把三达集团特制的纳米微孔活性炭镶嵌其中，颠覆传统陶瓷膜仅靠表面作为活性层的思路，创新性地把三维立体结构的中间层作为活性吸附与过滤层，内外复合两层极薄的高精陶瓷膜作为保护层，然后，再通过传统的无机陶瓷膜制备工艺，在保护核心的纳米微孔活性炭不遭任何破坏的前提下烧结成形，3D无机纳滤芯技术就这样问世了。

这个膜界“异类”，通过无机纳米材料制备技术改变了传统的有机膜分离过程，它可以制成3D材料，使吸附与过滤的过程同步进行，从而提升膜分离的效率，弥补了2D有机膜的不足。

不完全净水最典型的代表莫过于自来水，目前中国97％左右的自来水厂依然采用传统的四步法，这样做仅能澄清水质与杀灭病菌，对农药、抗生素、环境激素和石油污染物根本无能为力，虽然3％左右的自来水厂采用了先进的超滤膜工艺，但也仅仅是能提升自来水厂除菌除浊的水平，如果水源遭遇化学微污染的话，超滤膜也起不了作用，而3D无机纳滤芯技术完美解决了这个问题，“只吸附和过滤去除水中的污染物，不会去除水中对人体有益的微量元素和钙镁等矿物质元素，水质呈弱碱性。而且，净水过程不用电、不产生废水，既节能减排，又节水降耗。”蓝伟光说。