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面向软化水处理的纳滤膜分离技术(2)

来 源:中华水网   发布时间:2011-05-05 移动版

采用 NF90( 截留分子量 300) 和 NF270( 截留分子量 600) 膜软化以长江水 ( 低硬水 ) 为水源的自 来水的试验结果表明 , 在较宽的操作压力 (0.4 ~ 1.2MPa) 和温度 (15 ~ 30 ℃ ) 范围内 ,NF270 膜及 NF90 膜的产水的总 硬度分别 在 0.5 mmol/L 和 0.01mmol/L 以下 , 分别满足热水锅炉及中低压蒸汽锅炉所需补给水的水质要求 . 闫光明等 采用美国的 HL4040F 型纳滤膜 , 对市政自来水和两种中 、高硬度的配水进行的软化处理结果表明 , 一级处理可满足热水锅炉、二级处理可满足蒸汽锅炉的水质要求 .

4 . 3 海水淡化的预软化

采用纳滤对海水进行预软化 , 可以脱除大部分硬度和一部分盐分 , 从而可优化以反渗透为核心技术的海水淡化工艺 . 国外开发的“纳滤软化 →反渗透

(SWRO) →多级闪蒸 (MSF) ”海水淡化新工艺 , 由于纳滤可脱除 80 % 的硬度、 40 % 的 TDS 和所有的有机物 , 因此可提高 SWRO 的操作压力和产水率 , 并能保证反 渗透膜的 安 全、 长期 稳定 运行 . 此外 ,SWRO 过程浓缩的海水 , 由于其硬度低 , 不易结垢 , 可再经 MSF 处理以进一步获取淡水 , 从而能将整个淡化工艺的产水率提高到 90 % 左右 .

5 纳滤软水的经济性

5 . 1 与石灰软化的比较

Bergman 对采用纳滤软化与石灰软化的美国 Florida 软化水厂的经济性进行了分析比较 , 两种软化水厂的建设费用和运行费用见表 4.

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表 4   纳滤软化水厂与石灰软化水厂的费用比较

从表 4 可以看出 , 产水能力越大 , 两类水厂的建设费用和运行费用越低 . 当产水能力达到 57 000m 3 /d, 纳滤软化水厂的建设费用和运行费用分别可以达到仅比石灰软化高 10 % 和 15 % 的水平 . 若石灰软化后再增加其它处理单元如臭氧化以达到同纳滤软化相当的水质 , 或纳滤软化出水掺混部分旁路出水达到石灰软化相当的水质 , 纳滤软化水厂的建设费用和运行费用会比石灰软化低 . Gorenflo 在评价纳滤处理地下水的经济性时 , 将纳滤出水与传统水厂出水按满足一定的水质要求进行适量混合 , 则可显著降低产水成本 . 文献 [13] 报道了 ESNA - 1 纳滤膜对原深井水厂进行纳滤改造并生产出安全优质的饮用水的工程实例 , 估算每立方米水的成本为 0.07 美元 , 表明应用纳滤处理高硬度和高天然有机物 (NOM) 的地下水 , 技术上和经济上都是可行的 , 比石灰软化更有优势 .

5 . 2 与离子交换软化的比较

Canepa 等 以制水能力为 1 200 m 3 /d 为例 , 就离子交换软化和纳滤软化的运行费用进行了对比 . 离子交换软化采用弱酸树脂 - 钠离子交换组合工艺 , 弱酸交换柱和钠离子交换柱各 2 台 . 纳滤系统采用 6/3/1 锥形排列 , 使用 60 支 TFCS8921 型纳滤膜元件 , 系 统的 产 水率为 87 %, 操 作 压力 1.02MPa. 两种软化方法的运行费用见表 5.

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由表 5 可见 , 纳滤法的运行费用与离子交换法相当 , 但若加上离子交换产生的废水处理费用 , 纳滤法的运行费用可低于离子交换法 , 因此采用纳滤软表 5   离子交换软化和纳滤软化的运行费用比较化替代离子交换软化也是经济可行的 .

6 结语

纳滤软化作为一种新的软化技术 , 可广泛应用于软化饮用水、工业软化水 ( 如中低压锅炉用水 ) 的制取以及海水淡化的预软化 . 若根据原水成分特性和出水要求选择合适的纳滤膜进行优化配置 , 可充分发挥出纳滤软化高效低耗的优越性 , 可以替代传统的石灰软化和离子交换软化 . 从水的软化和膜技术的发展来看 , 在饮用软化水领域纳滤技术已趋于成熟 , 在工业软化水领域大量应用纳滤技术的时代即将到来 .

 

 

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