膜分离工程第七章纳滤资料.pptVIP

典型工艺 在饮用水中的应用 脱盐 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(Reverse osmosis，RO)、太阳能光伏脱盐装置(Photovoltaic—powered desalination system)等的预处理. 纳滤膜在优质饮用水生产中的应用 研究目的 以上海等多个城市的自来水或地下水为对象，根据纳滤膜在优质饮用水生产现场的运行数据，研究了纳滤膜对水中矿物质和溶解性有机污染物的总体去除效果以及对总硬度及Ca2+、Mg2+、NH4+等阳离子和HCO3-、CO32-、Cl-、F-、SO42-等阴离子的去除效果和规律。 工艺流程与材料 研究采取的水处理工艺流程如下：　　原水→预处理系统→精滤(1 μm或5 μm)→纳滤膜组件→杀菌系统→优质饮用水　　预处理系统通过活性炭过滤器等装置，主要去除原水中的有机污染物、余氯、铁、锰、浊度等。1 μm或5 μm的精滤可有效降低膜前水的浊度，去除细小颗粒或悬浮物。　　纳滤膜采用美国HYDRANAUTICS海德能公司ESNA1—4040膜或DESAL HL4040F膜，材质均为聚酰铵，设计膜组件的水回收率为50%。由于各地原水水质的差异，纳滤膜实际运行压力在0.5～0.9 MPa之间不等。 2　结果和讨论 饮用水中的矿物质是人体健康所必需的，但要适量。饮用水中过高的矿物质亦会产生副作用，如长期饮用高硬度的水易得结石病。同时，矿物质含量过高，喝起来会感到腻，过少则清淡无味。日本饮用水标准提出的舒适水质项目中TDS为30～200 mg/L。。 实践表明，纳滤膜对不同地区水中矿物质总量均有相当的去除作用，但去除率(用电导率和总溶解性固体表示)波动较大，绝大多数情况下的去除率集中在50%～70%之间，如表1所示。研究中也发现少数情况下的去除率高达90%左右，这反映出影响纳滤膜去除无机离子的因素较多，如离子在水溶液中的有效半径、水中一价及多价离子的浓度比例、相互影响、当时采用的纳滤膜元件本身参数(孔径大小、膜表面荷电性及进水压力)等均可能对离子的去除率产生影响。 表1　纳滤膜对水中矿物质的去除效果 优质水产量(t/h) 电导率(μs/cm) 总溶解性固体(mg/L) 原水 优质水 去除率(%) 原水 优质水 去除率(%) 1 249 100.4 59.6 125 50.2 59.8 1 680 370 45.6 338 185 45.3 1 692 361 48.0 346 180 47.9 1 683 362 46.9 342 181 47.0 1 536 306 42.9 268 153 42.9 0.5 684 336 50.8 335 168 49.8 1 1002 572 42.9 500 286 42.8 1 820 402 50.9 410 201 51.0 1 116 41.2 64.5 58 20.6 64.5 1.5 286 101 64.6 143 50 65.0 1 348 1.4 70.1 174 52 70.1 1 415 134 67.7 208 67.0 67.8 纳滤膜对总硬度的去除率比其对阳离子的去除率波动更大，从54%～95%不等。 对同一组水样，纳滤膜对总硬度、钙离子、镁离子的去除率基本相同， 且明显大于其对铵离子的去除率。研究还发现，同样条件下，纳滤膜对总硬度的去除率 大于其对阳离子的去除率，这可能源于纳滤膜对二价离子(Ca2+、Mg2+)的去除率大于 对一价离子(如铵离子)的去除率。 表2　纳滤膜对水中总硬度及钙、镁、铵离子的去除效果 优质水产量(t/h) 总硬度(CaCO3 mg/L) 钙离子(mg/L) 镁离子(mg/L) 铵离子(以氮计，mg/L) 原水 去除率(%) 原水 去除率(%) 原水 去除率(%) 预处理出水 去除率(%) 1.5 69.6 71.4 19.5 69.0 5.0 77.8 0.42 26.2 0.5 190.2 63.5 43.9 64.9 19.6 61.7 0.82 51.2 1 217.4 61.2 59.3 60.7 15.0 57.5 0.44 70.9 1 148.0 94.9 41.3 95.4 10.9 93.8 0.26 80.7 1 208.0 54.0 54.8 49.3 17.3 63.0 0.60 26.6 1 172.4 81.6 54.0 81.9 9.1 80.2 0