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纳滤技术在大型水处理设备中的应用
来源:发布时间:2019年05月15日

  纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二介和多介离子及分子量在200~1000之间的有机物有较高的脱除性能,而对单价离子和小分子的脱除率则较低。

  而且,与反渗透过程相比,纳滤过程的操作压力更低(一般在1.0Mpa左右);同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低,过程渗透压较小,所以,在相同条件下,纳滤与反渗透相比可节能15%左右,因而在水处理中,纳滤被广泛应用于饮用水的浓度净化、水软化、有机物和生物活性物质的除盐和浓缩、水中三卤代物前躯物的去除、不同分子量有机物的分级和浓缩、废水脱色等领域。

  Sibille等研究了法国Auverw-sur-Oise市的地下水,对纳滤和生物处理饮用水(臭氧—生物活性炭过滤)进行了对比。

  结果表明,纳滤可以显著提高饮用水的水质,减少细菌数量和有机物的浓度,从而使后续消毒更有效,也减少了三氯甲烷的形成。但是,研究又指出,少量极易被细菌等吸收的可生物降解的有机物质(BOM:BiologicalOrganicMatter)、可同化有机碳(AOCAssimilableOrganicCarbon)也能透过纳滤膜。

  I.C.Escobar等的研究中,将石灰软化设备与纳滤进行比较。结果表明,纳滤系统可有效去除原水中除了AOC以外的几乎全部溶解性有机碳(DOC:DissolvedOrganicCarbon)含量。

  虽然,纳滤技术的工程应用在美国、日本等国家的给水行业中已经得到大规模的推广,但在我国,将纳滤技术广泛地应用于工程实践的条件还不成熟,尚处于尝试阶段、本要问题是国产纳滤膜的性能指标不够过关。但目前已有工程实例的报道,如国内首套工业化大规模膜软化系统——山东长岛南隍城纳滤示范工程,是纳滤技术在高硬度海岛苦咸水净化的实际应用。该工程由国家海洋局杭州水处理中心设计,于1997年4月正式投入生产淡水,系统连续正常运行27个月,淡化水符合国家生活饮用水卫生标准。

纳滤技术在大型水处理设备中的应用

  有关学者曾采用纳滤膜对某市自来水(以污染严重的淮河水为原水)进行深度处理试验,研究了纳滤循环制水试验工艺的效果。

  结果表明,循环试验工艺与单级纳滤工艺相比,在同样较低的压力下,出水率较高,并且能耗降低,减少了浓水排放。即使在回收率较高(80%)的情况下,膜出水中的总有机碳(TOC)仍比自来水低50%;对致会变物的去除十分显著,使Ames试验阳性的水转为阴性。

  纳滤膜应用中的问题

  纳滤膜有较高的膜通量,可以截留有机及无机污染物,而对人体必需的一些离子又有较大的透过率,因此,把纳滤膜应用于饮用水的深度净化较其它的膜分离技术有较大的优势。目前,把钢滤膜应用于给水处理领域的主要问题是:

  1)膜表面容易形成附着层,使膜的通量显著下降;

  2)操作结束后,膜的清洗较困难;

  3)膜的耐用性差。

  这三个问题是目前膜分离的基本问题,也是纳滤膜法水处理技术难以广泛应用的主要原因。目前世界各国的水处理工作者正在进行广泛的研究,寻求解决这些问题的途径。纳滤技术在给水处理领域的推广应用还依赖于这些问题的进一步解决。