膜技术在水处理领域中已受到高度重视。纳滤作为膜技术的后起之秀，其分离性能填补了反渗透膜和超滤膜之间的空白，具有独特的分离性能和节能等优点，应用领域不断扩大。纳滤膜孔处于分子水平并且荷电，其传质过程复杂，已建立的理论模型之间存在差异以及模型求解复杂、模型参数获取不易等不足之处，限制了其在实际应用中的指导作用。纳滤作为一项水处理技术是较新的，研究比较有限，整体上处于初级阶段。 本文对纳滤理论模型进行了深入分析和优化，并选择染料废水、农药废水、重金属废水等难处理废水和锅炉给水软化等纳滤应用前景广泛的水处理领域展开了系统研究。主要研究内容和研究结果如下： 1.对卷式纳滤膜元件的浓差极化进行实验研究，获得了真实截留率计算公式，同时考察了渗透流率和平均循环流速对浓差极化程度的影响。结果表明平均循环流速0.2m/s时浓差极化程度已降到很小。 2.基于膜截留分子量概念和细孔模型，提出了纳滤膜截留分子量所对应的分子 Stokes半径与膜的等效细孔半径相等的假设，并建立了中性溶质分子Stokes半径与分子量、膜细孔半径与截留分子量之间的关系方程，实验结果表明这种方法是可信的，为纳滤膜细孔半径和膜截留分子量的获取提供了一种快速方便的新方法。 3.基于纳滤膜中同离子和反离子分布特性简化了Donnan-steric pore model(DSPM)模型，并建立了纳滤膜体积荷电密度的计算方程，该方程求解容易，同时考虑了膜孔结构参数，符合实际情况，可作为获取纳滤膜荷电特性参数的快捷方法。 4.通过对细孔模型、静电位阻模型和DSPM模型比较，结合纳滤膜细孔半径计算方程与纳滤膜体积荷电密度的计算方程对DSPM模型进行优化和简化，使该模型应用于中性溶质体系时能与细孔模型完全一致，统一了细孔模型和.DSPM模型，提高了模型的可靠性；应用于对称电解质体系求解简洁。分别选择合适的中性溶质和电解质溶质进行纳滤实验，结合优化模型对纳滤膜进行表征，求得纳滤膜细孔结构和荷电特性参数，同时采用优化的模型对纳滤实验过程进行模拟，结果表明模拟结果与实验结果相一致，验证了模型优化的可靠性，可为解析纳滤膜的分离机理、预测膜的分离性能以及纳滤膜的实际应用提供理论依据。 5.对纳滤软化锅炉给水开展系统研究，考察了纳滤软化的原理、软化效果及影响因素。研究表明采用合适纳滤膜(如NF90膜)进行水的软化处理可达到中低压蒸汽锅炉给水水质标准；纳滤软化的原理主要在于膜对阴离子的静电排斥作用，同时离子扩散能力也产生影响，相对单价阳离子(K<+>、Na<+>)而言，硬度离子(Ca<2+>、Mg<2+>)扩散系数小，膜对它们的截留率较高；纳滤软化是以离子化合物的形式除去硬度离子的，与离子交换软化不同，纳滤软化兼有一定程度的除盐功能，可改善锅炉进水水质，可代替离子交换法在实际工程中应用推广。 6.对重金属离子废水的纳滤处理展开研究，结果表明合适纳滤膜(NF90)对常见的重金属离子Cr(Ⅵ)、Ni<2+>、Cu<2+>、Zn<2+>的截留率高于98％且基本不受进水浓度的影响；膜对重金属离子的截留也主要由于静电效应，当重金属离子形态可随pH变化时，其截留效果受pH的影响显著；在控制好进水浓度以及pH等操作条件时，产水中的重金属离子浓度可达到排放标准，出水可回用于镀件的漂洗。 7.通过纳滤膜对染料废水的处理研究表明，膜对染料COD的截留率可达99％以上，染料浓度和盐浓度对染料截留率影响甚小；膜对盐截留率随料液中盐浓度的增加快速下降，对于NF270膜，当盐浓度达到3.5％时，NaCl的截留率低于25％，由于盐分大量透过，膜两侧的渗透压差小使得渗透通量能保持较高，适合处理含盐染料废水和从含盐染料废水中分离回收染料；若进水COD浓度很高，采用二级纳滤可使COD出水达到排放标准；通过投资、运行成本和回收染料效益分析，采用纳滤处理染料废水具有较好的经济性。 8.采用纳滤膜(NF90膜)处理分子量较小的农药(吡虫啉)生产废水，可达到较好的预处理效果：COD的去除率在85％以上，盐去除率在90％，由于除去了大部分COD浓度和盐，采用低成本的生化法作为后续处理易于达标。合适的纳滤膜可有效去除微污染水中农药残留去除，获取安全的饮用水。