⑴ GE納濾膜對礦物質飲用水處理有什麼作用能達到什麼樣的效果
ge納濾膜
而各種膜分離過程,首先是在水處理方面得到應用,而後推廣到冶金、石油、化工、儀器、醫葯、仿生等諸多領域。
微濾、超濾、納濾、反滲透、滲析、電滲析等技術己經廣泛在給水處理、純水制備、海水淡化、苦鹹水淡化等水處理領域中得到推廣和應,並在水處理的各個方面,ge濾芯安裝給傳統的水處理工藝以巨大的沖擊和挑戰。膜分離技術有著傳統的給水處理工藝不可比擬的優點:
首先,膜分離技術可適用於從無機物到有機物,從病毒、細菌到微粒甚至特殊溶液體系的廣泛分離,可充分確保水質,且處理效果不受原水水質、運行條件等因素的影響。
第二,膜分離過程為物理過程,不需加入化學葯劑,提高了人們對水處理過程的信賴程度,易於為群眾接受,屬為人們稱道的「綠色」技術。
第三,膜分離技術分離裝置簡單,佔地面積小,系統集成容易,便於運輸、拆卸、安裝,運行環境清潔、整齊,可稱之為真正意義上的「造水工廠」。
第四,膜分離過程系統簡單、操作容易,且易控制,便於維修,有利於生產自動化的推廣與普及。作為一種新興的水處理技術,膜分離以其無可非議的先進性得到了世界各國學者們的廣泛關注。
2納濾技術概述
膜分離技術被稱為「二十一世紀的水處理技術」,自70年代應用於水處理領域後,得到了廣泛的研究和空前的發展,受到世界各國水處理工作者的普遍關注,開展了不同水平。不同層次的理論研究和技術開發、應用。在給水處理領域應用最為廣泛的是一系列的低壓膜,如納濾膜、反滲透膜等。其中,納濾膜法水處理技術以其特殊的優勢,獲得了世界各國的水處理工作者的普遍關注,在水處理技術的研究和開發領域取得了可喜的成績。
納濾技術是從反滲透技術中分離出來的一種膜分離技術,是超低壓反滲透技術的延續和發展分支。一般認為,納濾膜存在著納米級的細孔,且截留率大於95%的最小分子約為1mm,所以近幾年來這種膜分離技術被命名為:Nanofiltration,簡稱:NF,中文譯為:納濾。在過去的很長一段時間里,納濾膜被稱為超低壓反滲透膜(LPRO:LowPressureReverseOsmosis),或稱選擇性反滲透膜或鬆散反滲透膜(LooseRO:LooseReverseOsmosis)。日本學者大谷敏郎曾對納濾膜的分離性能進行了具體的定義:操作壓力≤1.50mPa,截留分子量200~1000,NaCl的截留率≤90%的膜可以認為是納濾膜[1]。納濾技術已經從反滲透技術中分離出來,成為介於超濾和反滲透技術之間的獨立的分離技術,己經廣泛應用於海水淡化、超純水製造、食品工業、環境保護等諸多領域,成為膜分離技術中的一個重要的分支。
3納濾膜
納濾過程的關鍵是納濾膜。對膜材料的要求是:具有良好的成膜性、熱穩定性、化學穩定性、機械強度高、耐酸鹼及微生物侵蝕、耐氯和其它氧化性物質、有高水通量及高鹽截留率、抗膠體及懸浮物污染,由兩部分結構組成:一部分為起支撐作用的多孔膜,其機理為篩分作用;另一部分為起分離作用的一層較薄的緻密膜,其分離機理可用溶解擴散理論進行解釋。對於復合膜,可以對起分離作用的表皮層和支撐層分別進行材料和結構的優化,可獲得性能優良的復合膜。膜組件的形式有中空纖維、卷式、板框式和管式等。其中,中空纖維和卷式膜組件的填充密度高,造價低,組件內流體力學條件好;但是這兩種膜組件的製造技術要求高,密封困難,使用中抗污染能力差,對料液預處理要求高。而板框式和管式膜組件雖然清洗方便、耐污染,但膜的填充密度低、造價高。因此,在納濾系統中多使用中空纖維式或卷式膜組件。
在我國,對納濾過程的理論研究比較早,但對納濾膜的開發尚處於初步階段。在美國、日本等國家,納濾膜的開發已經取得了很大的進展,達到了商品化的程度,如美國Filmtec公司的NF系列納濾膜、日本日東電工的NTR-7400系列納濾膜及東麗公司的UTC系列納濾膜等都是在水處理領域中應用比較廣泛的商品化復合納濾膜。
對於一般的反滲透膜,脫鹽率是膜分離性能的重要指標,但對於納濾膜,僅用脫鹽率還不能說明其分離性能。有時,納濾膜對分子量較大的物質的截留率反而低於分子量較小的物質。納濾膜的過濾機理十分復雜。由於納德膜技術為新興技術,因此對納濾的機理研究還處於探索階段,有關文獻還很少。但鑒於納濾是反滲透的一個分支,因此很多現象可以用反滲透的機理模型進行解釋。關於反滲透的膜透過理論[2]有朗斯代爾、默頓等的溶解擴散理論;里德、布雷頓等的氫鍵理論;舍伍德的擴散細孔流動理論;洛布和索里拉金提出的選擇吸附細孔流動理論和格盧考夫的細孔理論等。
納濾膜的過濾性能還與膜的荷電性、膜製造的工藝過程等有關。不同的納濾膜對溶質有不同的選擇透過性,如一般的納濾膜對二價離子的截留率要比一價離子高,在多組分混合體系中,對一價離子的截留率還可能有所降低。納濾膜的實際分離性能還與納濾過程的操作壓力、溶液濃度、溫度等條件有關。如透過通量隨操作壓力的升高而增大,截留率隨溶液濃度的增大而降低等。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。
4納濾技術的工程應用
納濾膜的孔徑范圍介於反滲透膜和超濾膜之間,其對二價和多價離了及分子量在200~1000之間的有機物有較高的脫除性能,而對單價離子和小分子的脫除率則較低。而且,與反滲透過程相比,納濾過程的操作壓力更低(一般在1.0Mpa左右);同時由於納濾膜對單價離子和小分子的脫除率低,過程滲透壓較小,所以,在相同條件下,納濾與反滲透相比可節能15%左右[3]。因而在水處理中,納濾被廣泛應用於飲用水的濃度凈化、水軟化、有機物和生物活性物質的除鹽和濃縮、水中三鹵代物前軀物的去除、不同分子量有機物的分級和濃縮、廢水脫色等領域。
Sibille等研究了法國Auverw-sur-Oise市的地下水,對納濾和生物處理飲用水(臭氧—生物活性炭過濾)進行了對比。結果表明,納濾可以顯著提高飲用水的水質,減少細菌數量和有機物的濃度,從而使後續消毒更有效,也減少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量極易被細菌等吸收的可生物降解的有機物質(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有機碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透過納濾膜。
I.C.Escobar等的研究[4]中,將石灰軟化設備與納濾進行比較。結果表明,納濾系統可有效去除原水中除了AOC以外的幾乎全部溶解性有機碳(DOC:DissolvedOrganicCarbon)含量。
雖然,納濾技術的工程應用在美國、日本等國家的給水行業中已經得到大規模的推廣,但在我國,將納濾技術廣泛地應用於工程實踐的條件還不成熟,尚處於嘗試階段、本要問題是國產納濾膜的性能指標不夠過關。是納濾技術在高硬度海島苦鹹水凈化的實際應用。該工程由國家海洋局杭州水處理中心設計,於1997年4月正式投入生產淡水,系統連續正常運行27個月,淡化水符合國家生活飲用水衛生標准[5]。
有關學者曾採用納濾膜對某市自來水(以污染嚴重的淮河水為原水)進行深度處理試驗,研究了納濾循環制水試驗工藝的效果。結果表明,循環試驗工藝與單級納濾工藝相比,在同樣較低的壓力下,出水率較高,並且能耗降低,減少了濃水排放。即使在回收率較高(80%)的情況下,膜出水中的總有機碳(TOC)仍比自來水低50%;對致會變物的去除十分顯著,使Ames試驗陽性的水轉為陰性[6]。
5納濾膜應用中的問題
納濾膜有較高的膜通量,可以截留有機及無機污染物,而對人體必需的一些離子又有較大的透過率,因此,把納濾膜應用於飲用水的深度凈化較其它的膜分離技術有較大的優勢。把鋼濾膜應用於給水處理領域的主要問題是
a)膜表面容易形成附著層,使膜的通量顯著下降;
b)操作結束後,膜的清洗較困難;
c)膜的耐用性差。
世界各國的水處理工作者正在進行廣泛的研究,尋求解決這些問題的途徑。納濾技術在給水處理領域的推廣應用還依賴於這些問題的進一步解決。
⑵ 納濾後的濃水可以進反滲透嗎
最好不用,由於納濾後的濃水含鹽量要遠高於原水含鹽量,這樣的濃水作為RO的進水會增加RO膜的負擔,縮短RO膜的使用壽命。
⑶ 什麼是微濾、超濾、納濾和反滲透
微濾又稱為微孔過濾,它屬於精密過濾,其基本原理是篩分過程,在靜壓差作用下濾除0.1-10μm的微粒,操作壓力為0.7-7kPa,原料液在壓差作用下,其中水(溶劑)透過膜上的微孔流到膜的低壓側,為透過液,大於膜孔的微粒被截留,從而實現原料液中的微粒與溶劑的分離。微濾過程對微粒的截留機理是篩分作用,決定膜的分離效果是膜的物理結構,孔的形狀和大小。 超濾(簡稱UF)是以壓力為推動力,利用超濾膜不同孔徑對液體進行分離的物理篩分過程。超濾同反滲透技術類似,是以壓力為推動力的膜分離技術。在從反滲透到電微濾的分離范圍的譜圖中,居於納濾(NF)與微濾(MF)之間,截留分子量范圍為50-500000道爾頓,相應膜孔徑大小的近似值為501000A。 納濾膜的一個很大特性是膜本體帶有電荷,這是它在很低壓力下具有較高除鹽性能和截留相對分子質量為數百的物質,也可脫除無機鹽的重要原因 目前納濾膜多為薄層復合膜和不對稱合金膜,納濾膜有如下特點: 1、NF膜主要去除直徑為1nm左右的溶質粒子,故被命名為納濾膜,截留物相對分子質量為200-1000 2、NF膜對二價或高價離子,特別是陰離子的截留率比較高,可大於98%,而對一價離子的截留率一般低於90% 3、NF膜的操作壓力低,一般為0.7Mpa,最低為0.3Mpa 4、NF膜多數為荷電膜,因此,其截留特性不僅取決於膜孔大小,而且還有膜靜電作用
⑷ 納濾技術的特點
1、系統過濾精來度高,處理效果自穩定、維護簡單,設備外形美觀,製造精密;
2、系統參數控制精確,自控設計完善,可根據客戶要求做到完全自控;
3、系統設計經驗豐富,設計能力覆蓋從每小時幾十升的實驗室設備到每小時幾百噸的大型工業系統
4、系統工藝設計驗證嚴密,設計嚴謹規范。
⑸ 影響高壓納濾膜性能的因素有哪些
納濾膜性能受哪些因素影響?
1、操作壓力
納濾過程中存在阻力,當NF膜在相同的操作條件下,過濾不同料液時效果也不同。當施加在膜上的驅動力壓力增大時,膜會被壓實,且膜自身阻力將增加。隨著膜兩側壓力的增大,膜兩側溶液濃度會構成濃差極化現象,形成反向滲透壓。因此當操作壓力增大時,透過膜的通量不一定單調遞增。許多研究人員指出,在一定操作壓力范圍內,增加操作壓力可以提高納濾膜的產水通量,當升至一定壓力時便趨於穩定。
2、進水鹽濃度
當進水鹽濃度較低時,濃差極化作用和膜污染程度很小,溶劑易於透過納濾膜,而溶質則被截留,濃水濃度明顯高於進水鹽濃度,由此計算得到高截留率。而當進水鹽濃度提高,會加大膜兩側的濃差極化並會加快膜污染,導致膜分離性能明顯降低,膜孔被堵塞,溶劑透過膜阻力增大,產水量減少,濃水鹽濃度相對降低,截留率下降。同時,進水離子濃度增加,會影響膜表面荷電,影響膜對離子的排斥作用,也可導致截留率下降。
3、PH值
大部分的納濾膜表面都具有電荷,pH值會影響納濾膜表面的電荷,進而影響膜表面電荷與溶液離子間的靜電排斥作用,從而影響溶質是否可以通過膜孔,即改變膜對溶質的分離性能。
4、溫度
當溫度升高,會增大溶液中部分組分的溶解度,形成大顆粒,膜污染增加,導致膜通透量下降。若溫度過高,會使蛋白質變性並被破壞,從而加重膜污染,使得溶液通透量降低。
⑹ 納濾水處理設備的工藝流程
1. 原水罐 (可選)
儲存原水,用於沉澱水中的大泥沙顆粒及其它可沉澱物質。同時緩沖原水管中水壓不穩定對水處理系統造成的沖擊。(如水壓過低或過高引起的壓力感測的反應)。
2.增壓泵
恆定系統供水壓力,穩定供水量。
3.多介質過濾器
採用多次過濾層的過濾器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、鐵銹、膠體物質、懸浮物等顆粒在20um以上的物質,可選用手動閥門控制或者全自動控制器進行反沖洗、正沖洗等一系列操作。保證設備的產水質量,延長設備的使用壽命。同時,設備具有自我維護系統,運行費用很低。
4.活性炭過濾器
系統採用果殼活性炭過濾器,活性炭不但可吸附電解質離子,還可進行離子交換吸附。經活性炭吸附還可使高錳酸鉀耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由於吸附作用使表面被吸附復制的濃度增加,因而還起到催化作用、去除水中的色素、異味、大量生化有機物、降低水的余氯值及農葯污染物和除去水中的三鹵化物(THM)以及其它的污染物。
5.離子軟化系統/加葯系統
為防止濃水端特別是納濾裝置最後一根膜組件濃水側出現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4, SrSO4, SiSO4的濃度積大於其平衡溶解度常數而結晶析出,損壞膜原件的應有特性 ,在進入膜組件之前,應使用離子軟化裝置或投放適量的阻垢劑阻止碳酸鹽, SiO2,硫酸鹽的晶體析出.
6.精密過濾器
採用精密過濾器對進水中殘留的懸浮物、非曲直粒物及膠體等物質去除,使RO系統等後
續設備運行更安全、更可靠。濾芯為5um熔噴濾芯、目的防止上級過濾單元,漏掉的大於5um的雜質除去。防止進入反滲透裝置損壞膜的表面,從而損壞膜的脫鹽性能。
7.高壓泵
採用立式多級不銹鋼離心高壓泵,這是 主機的一個重要組件,它的作用是給納濾膜輸送一定數量一定壓力的水源。其品質的好壞對整機的影響很大。使用中應保證不得空轉,不得長期超負荷運行,經常按要求排除空氣,應保證電器部件的乾燥。
8.納濾主機
納濾主機運用泵的壓力使溶液中的溶劑通過納膜分離出來,將水中有害物質去除,也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除,同時保留部分微量元素。
9.儲水箱
儲存納濾主機制備的成品水。
10.臭氧殺菌器(可選)
殺滅由二次污染產生的細菌徹底保證成品水的衛生指標。
產品型號 型號 產水量
(m/H) 電機功率
(KW) 入口管徑
(inch) 外型凈尺寸
(mm) 主機運輸重量(Kg) YS-NF -0.5 0.5 1.50 3/4 500×664×1550 140 YS-NF -1 1 2.20 1 1600×700×1550 250 YS-NF -2 2 4.00 1 2500×700×1550 360 YS-NF -3 3 4.00 1.5 2500×900×1550 560 YS-NF -5 5 8.50 2 2500×664×1550 600 YS-NF -8 8 10.00 2 3600×800×1550 750 YS-NF -10 10 11.00 2 3600×800×1550 800 YS-NF -15 15 16.00 2.5 4600×800×1550 840 YS-NF -20 20 22.00 2.5 4600×1000×1550 1540 YS-NF -30 30 37.00 3 6600×1000×1600 2210 YS-NF -40 40 45.00 4 6600×1000×1600 2370 YS-NF -50 50 55.00 5 6600×1625×2000 3500 YS-NF -60 60 75.00 6 6600×1625×2000 3950 YS-NF -80 80 90.00 8 6600×1800×2000 4500 YS-NF -100 100 110.00 10 6600×2200×2000 5700
⑺ GE除鹽納濾膜產水的特性是什麼
GE除鹽納濾膜產水的特性是什麼?
首先,Ge納濾膜元件分離技術可適用范圍比較廣內,不論是無機物容還是有機物,不論是從病毒還是細菌都能進行分離,而且還能保證出水水質,而且不會受到太多水質的影響等。
第二點,Ge納濾膜元件分離過程大體上屬於物理過程,不需任何化學葯劑的介入,大大將水處理程度得到了提高,被大家稱為 「綠色」技術。
第三,膜分離技術設備較簡單,相對於安裝與拆卸都是較簡單,有很好的意義。
第四,膜分離過程系統較容易操控,一旦出現任何問題還容易進行維修,自動化程度以及得到普及,這種新興工藝的道路全球研究人員的廣泛關注。
⑻ 為什麼納濾膜會有廢水
作為工業廢水處理中的重要技術方法之一,納濾技術的優勢特點不言版而喻。膜過濾技術是一種權高效、低能耗和易操作的液體分離技術,同傳統的水處理方法相比具有處理效果好、可實現廢水的循環利用和對有用物質回收等優點。
⑼ 海德能工業納濾膜的污染如何控制和防止
海德能工業納濾膜污染的控制和預防需要注意以下兩個方面:
一、完善預處理
我們都知道供水水質是保證海德能納濾膜裝置脫鹽率、透水量和使用壽命的前提,因此進入膜裝置的原水必須有良好的預處理,合理的預處理對海德能納濾膜裝置長期安全運行是十分重要的。有了滿足進水水質要求的預處理可以做到:
1.防止膜表面上污染,即防止懸浮雜質、微生物、膠體物質等附著在膜表面上或污堵膜元件水流通道。
2.防止膜表面上結垢。裝置運行中,由於水的濃縮,有一些難溶鹽沉積在膜表面上,因此要防止這些難溶鹽的生成。
3.確保膜免受機械和化學損傷,以使膜有良好的性能和足夠長的使用時間。
二、對海德能納濾膜進行清洗
盡管料液經過各種預處理措施,長期使用後膜表面還可能產生沉積和結垢,使膜孔堵塞,產水量下降,因此對污染膜進行定期的清洗工作。了解當地水質特徵,對污染物進行化學分析,通過結果分析,來選擇清洗劑和清洗方法。
目前控制海德能工業納濾膜過程污染的方法大體可分為以下四種:
1.清洗:清洗方法的選擇主要取決於海德能納濾膜的構型、 膜種類和耐化學試劑能力以及污染物的種類,常用的方法有物理方法和化學方法兩類。
2.改變物料的性質:在膜過濾之前,對料液進行預處理如熱處理、 加配合劑(EDTA等) 、 活性炭吸附、 預微濾和預超濾等,以去除一些較大的粒子;也可調節 pH 遠離蛋白質等電點從而減輕吸附作用造成的膜污染。
3.改變操作方式:改變操作方式實際上是改善膜面流動方式,其主要方法有:一是在膜過程中採取一定的操作策略;另外則是優化和改進膜組件及膜系統結構設計。用這兩種方法可讓流體在膜組件中的流動呈現出減輕膜污染和濃差極化的理想狀態。
盡管在海德能納濾膜的應用過程中,產生膜污染是在所難免的,但是可以通過對不同的膜污染採取相應的措施來減少膜污染程度。更多海德能技術咨詢了解可咨詢水天藍環保。
⑽ 納濾的應用
納濾分離作為一項新型的膜分離技術,技術原理近似機械篩分。但是納濾膜本體帶有電荷性。這是它在很低壓力下仍具有較高脫鹽性能和截留分子量為數百的膜也可脫除無機鹽的重要原因。
納濾分離愈來愈廣泛地應用於電子、食品和醫葯等行業,諸如超純水制備、果汁高度濃縮、多肽和氨基酸分離、抗生素濃縮與純化、乳清蛋白濃縮、納濾膜-生化反應器耦合等實際分離過程中。與超濾或反滲透相比,納濾過程對單價離子和分子量低於200的有機物截留較差,而對二價或多價離子及分子量介於200~500之間的有機物有較高脫除率,基於這一特性,納濾過程主要應用於水的軟化、凈化以及相對分子質量在百級的物質的分離、分級和濃縮(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程產物的分級和濃縮)、脫色和去異味等。主要用於飲用水中脫除Ca、Mg離子等硬度成分、三鹵甲烷中間體、異味、色度、農葯、合成洗滌劑,可溶性有機物,及蒸發殘留物質。
隨著對環境保護和資源綜合利用認識的不斷提高,人們希望在治理廢水的同時實現有價物質的回收,比如:大豆乳清廢液中含有1%左右的低聚糖和少量的鹽,亞硫酸鹽法制備化纖漿和造紙漿過程出現的亞硫酸鈣廢液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,製糖工業中出現的廢糖蜜中含有少量的鹽等等。
NF分離是一種綠色水處理技術,在某些方面可以替代傳統費用高,工藝繁瑣的污水處理方 法.其技術特點是:能截留分子量大於100的有機物以及多價離子,允許小分子有機物和單 價離子透過;可在高溫,酸,鹼等苛刻條件下運行,耐污染;運行壓力低,膜通量高,裝置 運行費用低;可以和其他污水處理過程相結合以進一步降低費用和提高處理效果.在水處理 中,NF膜主要用於含溶劑廢水的處理,能有效地去除水中的色度,硬度和異味.NF膜以其特殊的分離性能已成功地應用於製糖,制漿造紙,電鍍,機械加工以及化工反應催化劑的回收等行業的廢水處理.
納濾是一種綠色水處理技術,是國際上膜分離技術的最新發展,在某些方面可以替代傳統費用高、工藝繁瑣的污水處理方法。納米級孔徑且帶有電荷的特殊過濾性能特點是:能截留分子量大於200的有機物以及多價離子,允許小分子有機物和單價離子透過;可在高溫、酸、鹼等苛刻條件下運行,膜耐受的條件范圍寬,濃縮倍數高,耐污染;運行壓力低,膜通量高,裝置運行費用低,能耗極低(唯一驅動力是壓力)。
由於納濾膜特殊的孔徑范圍和制備時的特殊處理(如復合化、荷電化),使得納濾膜具有較特殊的分離性能,其在降低廢水COD、水源水的色度、硬度和去除飲用水中的有機物(TOC)、三鹵代烷(THMs)前驅物等方面的應用近年來受到廣泛重視,已成功地應用於製糖行業、造紙行業、電鍍行業、機械加工行業及化工反應催化劑的回收行業等的廢水處理中。納濾膜的應用研究主要集中在幾個方面:根據中性溶質的分子量大小而進行分離;截留有機物分子而讓單價電解質透過膜層;根據離子價態而實現離子問的分離。根據納濾膜分離的特點,其應用范圍主要適用於下述情況的物質分離:①對單價鹽分離的截留率要求不高;②要求進行不同價態離子的分離,如軟化處理;③需要對高分子量有機物與低分子量有機物進行分離,如葡萄酒脫醇;④鹽和對應的酸的分離;⑤有機物和無機物的分離,如染料脫鹽、乳清濃縮脫鹽和飲用水凈化。
納濾膜具有熱穩定性、耐酸、耐鹼和耐溶劑等優良性質,在廢水的有價物質回收中起到不可估量的作用,廣泛地應用於各種有機廢水的回收處理。比如農葯廢液處理、乳清和抗菌素脫鹽、電鍍廢液中金屬回收、各種石化廢水處理等。在給水處理中,納濾膜主要用於制備軟化水、飲用純凈水,能有效地去除水中的色度、硬度和異味 。
試驗研究及應用
(1)日用化工廢水處理.用NF膜處理日用化工廢水的應用研究表明NF膜耐酸鹼,有優良的截留率,對重金屬有很好的去除率,不存在膜污染問題.據估計,由於NF膜的運行費用低於反滲透技術,對有機小分子有良好的脫除率,可能會覆蓋90%以上的日用化工廢水處理.
(2)石油工業廢水處理.
石油工業廢水主要包括石油開采和煉制過程中產生的含各種無機鹽和有機物的廢水,其成分 非常復雜,處理難度大.採用膜法特別是NF法與其他方法相給合,既可有效處理廢水還可以 回收有用物質.例如,先用NF膜將原油廢水分離成富油的水相和無油的鹽水相,然後把富油 相加入到新鮮的供水中再進入洗油工序,這樣既回收了原油又節約了用水.以前多採用反滲 透 和相分離結合的方法處理石油工業廢水,但存在著膜污染嚴重的問題,如果在反滲透前加一NF膜,就可以解決膜污染的問題.石油工業的含酚廢水中主要含有苯酚,甲基酚,硝基酚以 及各類取代酚,此類物質的毒性很大,必須脫除後才能排放,若採用NF技術,不僅酚的脫除 率可達95%以上,而且在較低壓力下就能高效地將廢水中的鎘,鎳,汞,鈦等重金屬高價離子脫除,其費用比反滲透等方法低得多.
(3)殺蟲劑廢水處理.一般的水處理方法不能除去污染水中的低分子有機農葯.通過研究NF膜對不含酚殺蟲劑的截留性能發現除了二氯化物以外,其他殺蟲劑的截留 率均高於96.7%,所有殺蟲劑在NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影響.採用NF處理含有酚 類殺蟲劑的廢水也十分有效.
(4)化纖,印染工業廢水處理.NF可以用於印染過程排水中染料及助劑的脫除和回用.處 理染料聚合漿料時,由於大多數染料的分子量在幾百到幾千,NF膜可以讓一些無機鹽或小分 子通過,而對較大的染料分子進行截取,粗染料漿液經NF系統後,染料可以富集,而無機鹽 的濃度下降,脫鹽率大於98%,染料損失率小於0.1%,而且可以在高溫下運行.此外,NF還 可以用於纖維加工過程中的含油廢水的處理及回收再利用.
(5)生活污水處理.採用常用的生物降解和化學氧化相結合的方法處理生活污水時,氧化 劑的消耗很大,殘留物多.如果在它們之間增加一個NF系統,讓能被微生物降解的小分子( 分子量小於100)通過,不能生物降解的有機大分子(分子量大於100)被截留下來經化學氧化 後再生物降解,這樣就可以充分發揮生物降解的作用,節省氧化劑或活性炭的用量,降低最 終殘留物的含量.
(6)熱電廠二次廢水的治理及回收利用.熱電廠的二次廢水主要來自沖灰,除塵及冷卻系統,此類廢水中含有大量的懸浮固體,灰份 及高含量的鹽份和部分有機物.利用NF可以把這一類廢水處理成工業回用水.首先用微濾除 去水中的全部懸浮顆粒,質量分數為99%的BOD,98%的COD,73%的總氮和17%的總磷,同時將水中的菌落總數降到3~4個/L,然後加酸降低pH以除去CO2,最後再經NF脫鹽,達到鍋爐用水的質量.澳大利亞太平洋熱電廠的Eraring發電站已用NF對此類廢水進行處理,每天處理1 000~15 000 m3廢水,既減輕了市政供水系統的負荷,每年又可為熱電廠節約 操作費用80萬美元.該熱電廠准備擴大發電規模,用水量也相應增大,估計到2010年,處理 此類廢水量將達5 000 m3/d,效益極其可觀.
(7)酸洗廢液處理.鋼廠的酸洗工序是將鋼材浸入質量分數為20%左右的硫酸酸洗槽中進行 酸洗.隨著酸洗的進行,硫酸濃度逐漸降低,硫酸亞鐵濃度不斷增高,當溶液中硫酸的質量 分數降至6%~8%,生成的硫酸亞鐵濃度超過200~250 g/L時,酸洗速率下降,必須更 換酸洗液,排放酸洗廢液.酸洗好的鋼材必須用清水進行沖洗以除去表面的酸性物質,又造 成了廢酸水的外排.為了保護環境,節約資源,可採用NF工藝處理酸洗廢液.利用NF膜對硫 酸和硫酸亞鐵截留率的不同,先將硫酸亞鐵截留在濃縮液中,然後將濃縮液送入冷卻結晶罐,冷卻結晶出FeSO4·7H2O;透過液再經能截留硫酸的另一NF膜組件,截留後濃縮為20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透過液則排至廢酸水站,進一步處理排放或回收.這一工藝回收 了硫酸和硫酸亞鐵,同時實現了酸洗廢液的回收綜合利用和廢酸水達標排放的目的.
(8)造紙廢水處理.採用NF膜技術替代傳統的化學處理 法能更為有效地除去深色木質素.木漿漂白過程產生的氯化木質素 是帶負電的,容易被帶負電性的NF膜截留,並且對膜不會產生污染.另外,因為整個處理過程中對陽離子(Na+)的脫除率並沒有嚴格要求,採用反滲透技術就顯得沒有必要 .採用超濾/納濾處理牛皮紙製造廢水有很好的效果。
工程應用
納濾膜的孔徑范圍介於反滲透膜和超濾膜之間,其對二價和多價離了及分子量在200~1000之間的有機物有較高的脫除性能,而對單價離子和小分子的脫除率則較低。而且,與反滲透過程相比,納濾過程的操作壓力更低(一般在1.0Mpa左右);同時由於納濾膜對單價離子和小分子的脫除率低,過程滲透壓較小,所以,在相同條件下,納濾與反滲透相比可節能15%左右[3]。因而在水處理中,納濾被廣泛應用於飲用水的濃度凈化、水軟化、有機物和生物活性物質的除鹽和濃縮、水中三鹵代物前軀物的去除、不同分子量有機物的分級和濃縮、廢水脫色等領域。
Sibille等研究了法國Auverw-sur-Oise市的地下水,對納濾和生物處理飲用水(臭氧—生物活性炭過濾)進行了對比。結果表明,納濾可以顯著提高飲用水的水質,減少細菌數量和有機物的濃度,從而使後續消毒更有效,也減少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量極易被細菌等吸收的可生物降解的有機物質(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有機碳(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透過納濾膜。
雖然,納濾技術的工程應用在美國、日本等國家的給水行業中已經得到大規模的推廣,但在我國,將納濾技術廣泛地應用於工程實踐的條件還不成熟,尚處於嘗試階段、本要問題是國產納濾膜的性能指標不夠過關。已有工程實例的報道,如國內首套工業化大規模膜軟化系統——山東長島南隍城納濾示範工程,是納濾技術在高硬度海島苦鹹水凈化的實際應用。該工程由國家海洋局杭州水處理中心設計,於1997年4月正式投入生產淡水,系統連續正常運行27個月,淡化水符合國家生活飲用水衛生標准。
有關學者曾採用納濾膜對某市自來水(以污染嚴重的淮河水為原水)進行深度處理試驗,研究了納濾循環制水試驗工藝的效果。結果表明,循環試驗工藝與單級納濾工藝相比,在同樣較低的壓力下,出水率較高,並且能耗降低,減少了濃水排放。即使在回收率較高(80%)的情況下,膜出水中的總有機碳(TOC)仍比自來水低50%;對致會變物的去除十分顯著,使Ames試驗陽性的水轉為陰性。
納濾膜應用問題
納濾膜有較高的膜通量,可以截留有機及無機污染物,而對人體必需的一些離子又有較大的透過率,因此,把納濾膜應用於飲用水的深度凈化較其它的膜分離技術有較大的優勢。把鋼濾膜應用於給水處理領域的主要問題是:
這三個問題是膜分離的基本問題,也是納濾膜法水處理技術難以廣泛應用的主要原因。世界各國的水處理工作者正在進行廣泛的研究,尋求解決這些問題的途徑。納濾技術在給水處理領域的推廣應用還依賴於這些問題的進一步解決。