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纳滤膜在水处理中的应用

2017-10-27 02:51:21本网

  水出1前言膜分离技术是一项新兴的高效分离技术,它具有分离处理中物质不发生相变,分离系数大,在常温下进行,适用范围广等特点,在水处理界越来越受到广泛的应用。近些年出现的一种新型膜分离技术一纳滤(nanofiltration),又为利用膜法进行水处理提供了一种新的选择。

  2纳滤膜的特点300膜的研究,膜组件于80年代中期形成产品,当时主要用于反渗透设备。NF膜以醋酸纤维素-三醋酸纤维素(CA-CTA)膜芳香族聚酰胺复合膜和磺化聚酚膜为主。

  NF膜早期称为低压,疏松型反渗透(RO)膜是80年代作为反渗透复合膜的替代产品出现的。其准确的定义到目前为止,学术界还没有一个统一的解释,这里暂表达如下:孔径范围介于1 ~5nm,通常其操作压力小于1.5MPa截流分子量界限200~1000Dalton.对二价及多价离子有很高的去除率,达90%以上,对单价离子的截留率小于80%.纳滤膜的一个很大特征是膜上或者膜中存在带电基团,它们通过静电相互作用,阻碍多价离子的渗透,这是纳滤膜在很低压力下仍具有较高脱盐性能的重要原因。

  纳滤膜的特点主要体现在以下几方面:对不同价态离子截留效果不同,对单价离子的截留率低,对二价和高价离子的截留率明显高于单价离子。

  对离子截留受离子半径影响,在分离同种离子时,离子价数相等,离子半径越小,膜对该离子的截留率越小,离子价数越大,膜对该离子的截留率越高。

  对疏水型胶体油、蛋白质和其它有机物有较强的抗污染性,与RO膜相比较,NF膜具有操作压力低,水通量大的特点;与微滤(MF)处理相比较,NF又具有截留低分子量物质能力强,对许多中等分子量的溶质,如消毒副产物的前驱物,农药等微量有机物,致突变物等杂质能有效去除,从而确定NF在水处理中的地位。

  目前,应用最广泛的是芳香族聚酰胺复合材料。

  商用的纳滤组件多为卷式,它具有结构比较紧凑,膜的填充密度大,占地面积较少,原水在膜表面上的流态好的特点。另外还有管式膜和中空纤维式膜等组件形式。

  3纳滤膜在水处理中的应用NF膜的独特性能决定了其特有的广阔应用范围,可主要归纳为以下几个方面。

  3.1软化水处理由于能有效的截留二价离子,具有较低的操作压力和较大的水通量,对苦咸水进行软化和脱盐成为纳滤应用的最大市场。其主要优点是无污泥,无需再生,完全去除悬浮物和有机物,操作简单占地少等。

  而在投资、操作和价格等方面与常规方法相近,因此在这个领域具有较强竞争力,工艺流程见。

  器1对阳离子的截留率按下列顺序递增:orNblishingH 32饮用水净化随着水污染加剧,使人们对饮用水水质越来越关心。试验表明,NF膜可以去除消毒过程产生的微毒副产物,痕量的除草剂,杀虫剂,重金属,天然有机物及硬度,硫酸盐及硝酸盐等。同时具有处理水质好且稳定,化学药剂用量少,占地少,节能,易于管理和维护,基本上可以达到零排放等优点。所以NF膜有可能成为21世纪饮用水净化的首选技术。其工艺流程见法国MerySurQise水厂纳滤膜处理效果见附表。

  予处理(絮凝,过滤等)微滤NF出水膜~ NF对饮用水净化的工艺流程附表法国Mery SurQise水厂纳滤膜处理效果水质指标进水纳滤膜出水去除率浊度/度0.5〈0.1>80pH7.565TOC/mg.L纳滤膜的透过液含有较高含量的硝酸盐,经过离子交换柱后,硝酸根离子就被氯离子交换,此时水中的硝酸盐含量符合饮用水的要求。这种方法的好处在于:可选择性的去除硝酸盐,水的回收率较高。这项技术在德国已经广泛应用。

  造纸厂冲洗废水中含有大量污染物,NF膜可以替代吸收和电化学方法除去深色木质素和来自木浆漂白过程中产生的氯化木质素,因为污染物中的许多有机物都是带负电性的,它们很容易被带正电性的纳滤膜截留,并且对膜不产生大的污染。例如用纳滤膜对木材制浆碱萃取阶段所形成废液进行脱色,废液中的带色物质,木质素和氯化木质素可被截留,其中不需截留的一价钠离子可透过膜而重新用于萃取,膜的脱色率达98%. 3.5二级污水的深度处理用膜法处理废水也是污水资源化的一种重要手段,主要流程包括前段的常规处理,如絮凝沉淀,过滤,消毒等,以及后段的膜法。处理后的水可用于工业用水,地下水回灌及冲厕用水,其工艺流程见。

  酸,阻垢剂废水沙滤:膜再回用3.3地下水中硝酸盐的去除在许多以农业为主的地区,地下水中硝酸盐的浓度很高,远远超过饮用水水质指标,采用反渗透设备可以除去地下水中部分硝酸盐及其他物质。但是由于这种方法水回收率较低,同时,浓缩液的处理又是一个难题,一般需要采用离子交换法处理浓缩液,而离子交换树脂优先交换二价及高价离子,如果浓缩液这些离子含量较高,树脂就需频繁的再生,处理费用将大大增加。如果将硝酸盐浓度高的水先用纳滤膜处理,再进行离子交换处理,处理周期可以延长2 ~3倍,其工艺流程见。

  NF膜在二级污水深度处理工艺流程3.6含重金属废水的处理在电镀加工和合金生产过程中,经常需要大量水冲洗,在这些清洗水中,含有浓度相当高的重金属如镍、铁、铜和锌等。为了使这些含重金属的废水符合排放要求,一般的措施是将重金属处理成氢氧化物沉淀除去,如果采用NF膜技术不仅可以回收90%以上的废水,使之纯化,而且同时使重金属量浓缩10倍,浓缩后的重金属具有回收利用价值。

  如果控制适当条件,NF膜还可以将溶液中的不同金属实现分离,如Cd和Ni的分离,先将他们转化成CdCl2和NiCb加入NaCl,分别形成荷电络合物和非荷电络合物。NaCl浓度为0.5mol/L时,在溶液中镉的主要存在形式是CdCh,但是镍并不以络合形式存在,而以镍离子方式存在,用带正电的NF膜处理,截留镍离子,而让镉自由通过,即可实现金属间的分离Use.两段活性污泥法处理味精废水的中试研究白晓慧(浙江大学环境工程系,杭州310029)1前言味精是利用产谷氨酸钠菌发酵生产谷氨酸后合成的。提取谷氨酸钠后的废水中含有残糖、有机酸、氨基酸、线嘌呤、尿嘧啶及无机盐等营养成分,不仅CODc.浓度高,NH3-N、Sr、Cl―等含量也很高,属难处理高浓度有机废水。

  杭州味精厂是全国味精行业四个大中型企业之一,年产味精2万t.该厂味精以大米为原料,经过制糖-发酵-等电-离交-精制等工艺制成,生产废水污染物浓度高,水量大,因种种原因至今其废水仍超标排放至钱塘江。本试验是根据杭州味精厂废水处理三期工程项目(设计规模4 000t/d)在其现场进行的中试试验。

  2试验21废水水质杭州味精厂所排污水主要有4种废水,其中谷氨酸提取后的高浓度离交废水排放量800t/d,CODc.30及其制品,CODc.去除率62% -65%,SOf去除率30%.混合废水水质见表1.由于杭州味精厂废水处理后将通过市政排水管网进入杭州四堡污水处理厂再进行二级处理,其出水排放标准根据当地环保局要求执行污水综合排放标三级标准。即CODc.1 4结语综上所述,膜分离技术作为“二十一世纪的水处理技术”具有广阔的发展前景,纳滤作为一种新型的膜分离技术因为存在着价格较高,性能稳定性较差,预处理要求比较严格,常规方法对膜的清洗效果欠佳等缺点,所以目前在国内外还没有被广泛应用。当前关于纳滤膜的传质机理和膜污染的数学模型建立成为纳滤膜理论的研究重点,相信随着理论研究的深入,膜产品性能的稳定提高,纳滤膜在水处理行业中将得到广泛的应用。

  4松本丰。日本NF低压,超低压RO膜及应用技术发展。膜科学与技米第一作者吕男1952年7月出生1976年12月毕业于北京工业大学土木系给水排水工程专业现任北京工业大学建筑工程学院教师、副教授;从事多年给水排水工程教学、科研工作,作为外籍社员在日本大成建设(株)工作两年。

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