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几中膜在水处理中的应用-纳滤膜(五)

发布时间:2019-05-08作者:洛阳水之源点击:338来源:www.zippysbbq.com字号:

纳滤(NF)原理

纳滤(NF)是一种新型分子级膜分离技术,是目前世界膜分离领域研究的热点之一。NF膜孔径在1nm以上,一般在1-2nm;对溶质的截留性能介于RO与UF膜之间;RO膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率,但NF膜只对特定的溶质具有高脱除率。NF膜能够去除二价、三价离子,Mn≥200的有机物,以及微生物、胶体、热源、病毒等。纳滤膜的一个很大特征是膜本体带有电荷,这是它在很低压力下(仅0.5MPa)仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因,也是NF运行成本较低的主要原因。NF适合各种含盐水源,水利用率一般为75%~85%,海水淡化时在30%~50%,没有酸碱废水排放。

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纳滤膜在水处理中的应用

1.纳滤膜在饮用水中的应用

纳滤操作压力小,是饮用水制备和深度净化的首选工艺。目前,大多数城市的给水水源均受到不同程度的污染,而自来水厂的常规处理工艺对水中有机物去除率不高,当采用氯杀菌消毒时,氯又会与水中的有机物会生成卤代副产物。Peltier等4年的跟踪研究表明:采用纳滤系统后水中的DOC降低到平均0。7mgC/L,出水余氯的含量由0。35mg/L降到0。1mg/L,最终网线中三卤甲烷(THMs)的形成比未采用纳滤系统时减少了50%。另外,由于生物降解型溶解有机碳(BCOD)的减少,改进了产水的生物稳定性。

纳滤技术能够去除绝大部分的Ca、Mg等离子,因此脱盐(desalination)是纳滤技术应用最多的领域。膜法水处理技术在投资、操作和维修及价格等方面与常规的石灰软化和离子交换过程相近,但具有无污泥、不需再生、完全除去悬浮物和有机物、操作简便和占地省等优点,应用实例较多。纳滤可以直接用于地下水、地表水和废水的软化,还可以作为反渗透(Reverseosmosis,RO)、太阳能光伏脱盐装置等的预处理。

2。纳滤膜在海水淡化中的应用

海水淡化是指将含盐量为35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的饮用水。

3. 纳滤膜在废水处理中的应用

(1)生活污水

生活污水一般用生物降解/化学氧化法结合处理,但氧化剂的用量太大,残留物多。薛罡等采用微絮凝纤维球过滤.超滤.纳滤组合工艺对宾馆洗浴废水进行了小试试验。超滤出水水质可达到回用至宾馆厕所冲洗、绿化等环节的用水要求,纳滤出水水质可达到生活饮用水卫生标准(GB5749.85),可以回用至宾馆洗衣、洗浴等用水要求更高的环节。

(2)纺织、印染废水

纺织废水中含有的染料很难用生物的方法去除,Hassani研究了酸性、活性、直接和分散染料水溶液的浓度、压力、总溶解性固体和无机盐含量等对纳滤膜截留性能的影响。

(3)制革废水

制革废水含有高浓度的有机物、硫酸盐和氯化物,酸洗工序的废液电导值达到75mS/cm。Bes-Pia采用NF技术回收了制革废水,所得到的高浓度硫酸盐浓水回到酸洗段,而氯化物的产水打回裂化反应鼓。

(4)电镀废水

电镀工厂往往产生大量废液,尽管采取酸化、化学无害化、沉降和分离污泥等复杂处理步骤,产水含盐量高,不能重新回用。

(5)造纸废水

在纸浆和造纸业中,匀浆、漂白和造纸等工序都需要大量的水。实现水系统的(半)密闭循环是纸浆厂、造纸厂节约水资源降低排放量的最佳途径。传统活性污泥法的产水中还含有部分有色化合物、微生物、抗体和少量的生物分解物,悬浮固体等,仅能被用于制造包装纸,不能用于更高级别纸的生产。另外,该法不能减少无机盐的含量。Koyuncu对比了水→纳滤以及造纸废水→活性污泥→纳滤两种处理工艺的实用性,实验表明:两种方法的出水质量相似,第二种方法的产水通量更好,出水可以用于高级别纸。但纳滤产水仍然含有一定量的一价盐,需要再增加低压反渗透装置脱除盐类才能保证循环水的质量。

(6)纳滤膜进行脱脂牛奶的处理。

该工艺可同时除去其中的食盐和对牛奶的浓缩,食盐截留率约为60%。研究了透过流速、压力、溶液温度、溶液浓度对浓缩的影响,比较了纳滤和反渗透的使用。用纳滤能有效地除去杂味和盐味,且不破坏牛奶的风味,营养评价高于其它处理方法。应用纳滤膜进行了脱脂牛奶的处理,并对使用纳滤膜和反渗透膜进行了比较:使用反渗透膜浓缩处理的乳,由于盐类和乳糖都被浓缩,咸昧和甜味都被增强,所以使乳的总体评价降低。而使用纳滤膜,选择适当的浓缩比进行处理,使得脱脂乳具有盐类平衡的良好风味。应用纳滤还能有效地除去脱脂乳在储藏过程中产生的各种不良气味物质,且不破坏牛奶风味,营养价值也高于其他处理方法。

(7)果汁的浓缩

传统上是用蒸馏法或冷冻法浓缩,不仅能耗大,且导致果汁风味和芳香成分的散失。反渗透膜和纳滤膜串联起来进行果汁浓缩,以获得更高浓度的浓缩果汁。应用这个技术进行各种果汁浓缩,可以保证果汁的色、香、味不变,也可节省大量能源,提高经济效益。将反渗透与纳滤连用,可得到40%的果汁浓缩液所需的能耗仅为通常蒸馏法的八分之一或冷冻法的五分之一。


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