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纳滤水处理的发展现状和应用前景

来 源:中华水网   发布时间:2011-05-05 移动版

1 引言

    纳滤(Nanofiltration,缩写为NF)技术是是从反渗透技术中分离出来的一种膜分离技术,是介于反渗透(RO)和超滤(UF)技术之间的一种压力驱动膜分离技术,是近年来国际上发展较快的膜分离技术之一[1]。纳滤膜截留分子质量介于超滤与反渗透之间,同时还存在Donnan效应,因此对低分子质量有机物和盐的分离有很好的效果[2],它弥补了反渗透和超滤之间的空白。纳滤分离是不可逆过程,大多数纳滤膜为荷电型。其确切的传质机理至今尚无定论,通常认为是处于孔流机理和溶解-扩散之间的过渡态[3]。纳滤分离技术具有无化学反应,无需加热,无相转变,不改变味道,能够保留对人体有益的离子等优点,它已经替代或部分替代传统的沉淀、pH调节等水处理工艺广泛地应用于[4]溶液脱色和去除有机物(TOC)、饮用水中加氯前三卤代烷(THM)前驱物(腐植酸和灰黄霉酸)、海水中的硫酸盐、水的硬度以及地下水中的硝酸盐、放射物质和硒,降低溶液中TDS含量,和食品、医药行业中物质的浓缩和脱盐,废水(液)处理等。本文介绍了当前纳滤水处理的应用领域、国内外纳滤水处理工程应用的概况及纳滤水处理研究中有待解决的问题,同时通过介绍当前国内外所进行的纳滤水处理相关的试验探索,展望了纳滤水处理的应用前景。

2 纳滤水处理的应用领域

2.1 纳滤膜技术在城镇供水中的应用

    纳滤膜对Mg2+、Ca2+、SO42+等离子有较高脱除率,而对NaCl脱除率相对较低,很适合于生活给水处理[5]。家用型纳滤膜水处理机对自来水进行终端净化,有效地脱除病毒、细菌、低分子有机物等有害物质,保留部份对人体健康有宜的矿物质,实现健康饮水。在别墅、生活小区、住宅区采用纳滤膜组件或大型设备对自来水进行深度处理,可供应直接饮用净水。在市政供水中对高氟、高硬度、金属离子含量高的水源,建立中型或者大型的纳滤膜水处理厂,对用水进行深度处理,能有效地改善用水水质。在乡镇改水中,对近年来村镇化与工业的发展中由生活污水、工业废水造成水体污染,而又要作为饮用水的水源,采用大中型的纳滤水处理设备可以很好的改水目标。

2.2化工废水处理

    用纳滤膜处理化工废水的应用研究表明,纳滤膜耐酸碱,有优良的截留率,对重金属有很好的去除率,不存在膜污染问题。相对于常用的浓缩后焚烧或曝气工艺,纳滤水处理工艺能够去除废水中的盐分,降低废水对装置的腐蚀。另外,纳滤膜可以去除废水含有的许多生物不能降解的大分子有机物(Mw>100)。纳滤膜在浓缩化工废水中有机成分的同时,让盐分透过,能够达到分级分别处理的目的。经纳滤处理的废水(已脱盐)通过曝气之后再经生化处理可以处理成无害的排放液。纳滤膜的运行费用低于反渗透技术,可处理大部分化工废水。

2.3石油工业废水处理

    石油工业废水主要包括石油开采和炼制过程中产生的含无机盐和各种酚类和取代酚的有机物废水,其成分复杂,处理难度大。采用膜法特别是纳滤法与其他方法相给合,既可有效处理废水还可以回收有用物质。例如,先用纳滤膜将原油废水分离成富油水相和无油的盐水相,然后把富油相加入到新鲜的供水中再进入洗油工序,这样既回收了原油又节约了用水。以前多采用反渗透和相分离结合的方法处理石油工业废水,但存在着膜污染严重的问题。如果在反渗透前加纳滤膜,就可以解决膜污染的问题。石油工业的含酚废水中主要含有苯酚、甲基酚、硝基酚以及各类取代酚,此类物质的毒性很大,必须脱除后才能排放。若采用纳滤技术,不仅酚的脱除率可达95%以上,而且在较低压力下就能高效地将废水中的镉、镍、汞、钛等重金属高价离子脱除,其费用比反渗透等方法低得多。  

 

2.4杀虫剂废水处理

    一般的水处理方法不能除去污染水中的低分子有机农药。通过研究纳滤膜对不含酚杀虫剂的截留性能,发现除了二氯化物以外,其他杀虫剂的截留率均高于96.7%,所有杀虫剂在纳滤膜上的吸附能力均受其疏水性的影响。采用纳滤处理含有酚类杀虫剂的废水也十分有效。

2.5化纤、印染工业废水处理[6,7,8]

    纳滤可以用于印染过程排水中染料及助剂的脱除和回用。处理染料聚合浆料时,由于大多数染料的分子量在几百到几千,纳滤膜可以让一些无机盐或小分子通过,而对较大的染料分子进行截取,粗染料浆液经纳滤系统后,染料可以富集,而无机盐的浓度下降,脱盐率大于98%,染料损失率小于0.1%,而且可以在高温下运行。此外,纳滤还可以用于纤维加工过程中的含油废水的处理及回收再利用。

2.6生活污水处理

    采用常用的生物降解和化学氧化相结合的方法处理生活污水时,氧化剂的消耗很大,残留物多。如果增设纳滤系统,让能被微生物降解的小分子(分子量小于100)通过,不能生物降解的有机大分子(分子量大于100)被截留下来经化学氧化后再生物降解,这样就可以充分发挥生物降解的作用,节省氧化剂或活性炭的用量,降低最终残留物的含量。

2.7热电厂二次废水的治理及回收利用

    热电厂的二次废水主要来自冲灰、除尘及冷却系统,此类废水中含有大量的悬浮固体、灰份及高含量的盐份和部分有机物。利用纳滤可以把这一类废水处理成工业回用水。首先用微滤除去水中的全部悬浮颗粒,质量分数为99%的BOD、98%的COD、73%的总氮和 转载请注明出处: http://www.chndk.com/view-10871-1.html

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