① 透析,微滤,超滤,纳滤,反渗透,电渗析,渗透气化等膜分离技术各自的特点
1.透析(dialysis)是通过小分来子经过半源透膜扩散到水(或缓冲液)的原理;
2.微滤适用于细胞、细菌和微粒子的分离,在生物分离中,广泛用于菌体的分离和浓缩,目标物质的大小范围为0.01-10 μm,一般用于预处理;
3.超滤技术的优点是没有相的转变,无需添加任何强烈的化学物质,可以在低温下操作,过滤速度较快,便于无菌处理等,一般用于预处理;
4.纳滤 特点是能截留小分子的有机物并可同时透析出盐,集浓缩与透析于一体;
操作压力低,因为无机盐能通过纳米滤膜而透析,使得纳米过滤的渗透压远比反渗透为低,所以纳米过滤所需的外加压力比反渗透低得多;
5.反渗透法具有设备构型紧凑,占地面积小、单位体积产水量及能量消耗少等优点;
6.电渗析的特点时可以同时对电解质水溶液起淡化、浓缩、分离、提纯作用、可以用于蔗糖等非电解质的提纯,以除去其中的电解质、在原理上,电渗析器是一个带有隔膜的电解池,可以利用电极上的氧化还原效率高;
7.渗透气化对共沸物系和近沸物系等难分物系的分离, 显示特有的优越性。
② 实验室用纳滤膜分离可以吗
纳滤膜具有较好的分离过滤性能,其过滤精度相对较高,且适应性较强,因而在各个行业都已经得到了很好的应用。
③ 为什么现在市场上纳滤的价格高于RO
从膜的发展历史和现状就能知道为什么纳滤的价格高于RO
膜分离技术作为一种新型、高效的流体分离单元操作技术,近年来取得了令人瞩目的飞速发展,已广泛应用于国民经济各个部门。2009年包括膜制品、装置和相关工程的世界分离膜市场规模在450亿美元左右,其中膜制品约80亿美元。国内,2009年分离膜制品市场约为60亿元人民币,加上相关工程,市场规模达250亿元人民币。
目前,全国从事分离膜研究的院所、大学超过100家,膜制品生产企业300余家,工程公司近1,000家,在分离膜几乎所有的领域都开展了工作,产品生产规模化,涉及反渗透、纳滤、超滤、微滤、电渗析等单元操作或集成的膜法水处理系统,气体混合物的膜法分离,液体混合物分离的渗透汽化膜过程,以及医用血液透析膜等。
水处理方面的应用约占国内分离膜市场的85%份额,单项处理能力已达到5万~10万立方米/日,单项工程合同金额越过亿元人民币大关。就分离膜研究、生产和应用的总体规模而言,我国现已与北美、欧洲并驾齐驱,并很快将跃居世界首位。从事分离膜制作和工程应用的研究机构数量、研究人员总数而言,已位居世界第一位。
——反渗透(RO)
反渗透膜分为高压、中压、低压及超低压膜几类,近年又商品化了0.2MPa~0.3MPa下出水的极低压膜。当今流行的芳香聚酰胺复合膜,其功能性也在不断扩展,商品化了抗氧化、抗污染、高通量的膜。2005年世界RO膜产量4000万平方米,销售额近5亿美元,2010年世界产量约为5500万~6000万平方米。
主要用于脱盐和脱除水中有机物杂质的反渗透膜,2009年国内市场的规模约为20亿人民币。中、低压及超低压膜已实现国产化,性能优良;用于海水淡化的国产高压膜的性能已接近国际先进水平。国产反渗透膜的年生产能力约为400万平方米,市场占有率已由5年前的3%~5%提升到目前的10%左右,并有部分出口。目前国内已建成的日产淡水100立方米以上的RO海水淡化装置有近40套,总产水量为42.5万立方米/日,拟建和在建的RO法海水淡化设施的总产水能力超过90万立方米/日。RO法苦咸水淡化方面,2000年在黄骅建成了规模为1.8万立方米/日的亚海水RO淡化系统;2005年在东莞建成了10万立方米/日的亚海水淡化系统。
近年来,我国在工业废水、城市污水处理、再生水回收中广泛采用了RO为核心的集成膜过程,在电力、钢铁、石化废水及市政污水处理、再生水回用等方面都有1万立方米/日以上规模的示范工程完成,成为膜法水资源再利用的技术发展趋势。
——纳滤(NF)
纳滤膜最大的应用领域是饮用水软化和有机物的脱除,在工业下游产品脱盐与浓缩方面,它正取代传统的离心分离、真空蒸馏、加热蒸发等工艺;它也被用于废(污)水处理再生水回用。国内纳滤膜市场的规模大约是反渗透市场规模的1/10,内资企业只有2~3家能够生产纳滤膜,产量和产品性能都显不足,尚未批量生产,应用领域与规模也有待拓展。
RO膜是目前世界上用量最大的膜类型,生产工艺最为成熟,产量最大,产量大了之后生产成本自然就低了。纳滤膜的使用量远远低于反渗透膜,因此纳滤的价格目前还是高于RO膜。
④ GE纳滤膜对矿物质饮用水处理有什么作用能达到什么样的效果
ge纳滤膜
而各种膜分离过程,首先是在水处理方面得到应用,而后推广到冶金、石油、化工、仪器、医药、仿生等诸多领域。
微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析、电渗析等技术己经广泛在给水处理、纯水制备、海水淡化、苦咸水淡化等水处理领域中得到推广和应,并在水处理的各个方面,ge滤芯安装给传统的水处理工艺以巨大的冲击和挑战。膜分离技术有着传统的给水处理工艺不可比拟的优点:
首先,膜分离技术可适用于从无机物到有机物,从病毒、细菌到微粒甚至特殊溶液体系的广泛分离,可充分确保水质,且处理效果不受原水水质、运行条件等因素的影响。
第二,膜分离过程为物理过程,不需加入化学药剂,提高了人们对水处理过程的信赖程度,易于为群众接受,属为人们称道的“绿色”技术。
第三,膜分离技术分离装置简单,占地面积小,系统集成容易,便于运输、拆卸、安装,运行环境清洁、整齐,可称之为真正意义上的“造水工厂”。
第四,膜分离过程系统简单、操作容易,且易控制,便于维修,有利于生产自动化的推广与普及。作为一种新兴的水处理技术,膜分离以其无可非议的先进性得到了世界各国学者们的广泛关注。
2纳滤技术概述
膜分离技术被称为“二十一世纪的水处理技术”,自70年代应用于水处理领域后,得到了广泛的研究和空前的发展,受到世界各国水处理工作者的普遍关注,开展了不同水平。不同层次的理论研究和技术开发、应用。在给水处理领域应用最为广泛的是一系列的低压膜,如纳滤膜、反渗透膜等。其中,纳滤膜法水处理技术以其特殊的优势,获得了世界各国的水处理工作者的普遍关注,在水处理技术的研究和开发领域取得了可喜的成绩。
纳滤技术是从反渗透技术中分离出来的一种膜分离技术,是超低压反渗透技术的延续和发展分支。一般认为,纳滤膜存在着纳米级的细孔,且截留率大于95%的最小分子约为1mm,所以近几年来这种膜分离技术被命名为:Nanofiltration,简称:NF,中文译为:纳滤。在过去的很长一段时间里,纳滤膜被称为超低压反渗透膜(LPRO:LowPressureReverseOsmosis),或称选择性反渗透膜或松散反渗透膜(LooseRO:LooseReverseOsmosis)。日本学者大谷敏郎曾对纳滤膜的分离性能进行了具体的定义:操作压力≤1.50mPa,截留分子量200~1000,NaCl的截留率≤90%的膜可以认为是纳滤膜[1]。纳滤技术已经从反渗透技术中分离出来,成为介于超滤和反渗透技术之间的独立的分离技术,己经广泛应用于海水淡化、超纯水制造、食品工业、环境保护等诸多领域,成为膜分离技术中的一个重要的分支。
3纳滤膜
纳滤过程的关键是纳滤膜。对膜材料的要求是:具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、机械强度高、耐酸碱及微生物侵蚀、耐氯和其它氧化性物质、有高水通量及高盐截留率、抗胶体及悬浮物污染,由两部分结构组成:一部分为起支撑作用的多孔膜,其机理为筛分作用;另一部分为起分离作用的一层较薄的致密膜,其分离机理可用溶解扩散理论进行解释。对于复合膜,可以对起分离作用的表皮层和支撑层分别进行材料和结构的优化,可获得性能优良的复合膜。膜组件的形式有中空纤维、卷式、板框式和管式等。其中,中空纤维和卷式膜组件的填充密度高,造价低,组件内流体力学条件好;但是这两种膜组件的制造技术要求高,密封困难,使用中抗污染能力差,对料液预处理要求高。而板框式和管式膜组件虽然清洗方便、耐污染,但膜的填充密度低、造价高。因此,在纳滤系统中多使用中空纤维式或卷式膜组件。
在我国,对纳滤过程的理论研究比较早,但对纳滤膜的开发尚处于初步阶段。在美国、日本等国家,纳滤膜的开发已经取得了很大的进展,达到了商品化的程度,如美国Filmtec公司的NF系列纳滤膜、日本日东电工的NTR-7400系列纳滤膜及东丽公司的UTC系列纳滤膜等都是在水处理领域中应用比较广泛的商品化复合纳滤膜。
对于一般的反渗透膜,脱盐率是膜分离性能的重要指标,但对于纳滤膜,仅用脱盐率还不能说明其分离性能。有时,纳滤膜对分子量较大的物质的截留率反而低于分子量较小的物质。纳滤膜的过滤机理十分复杂。由于纳德膜技术为新兴技术,因此对纳滤的机理研究还处于探索阶段,有关文献还很少。但鉴于纳滤是反渗透的一个分支,因此很多现象可以用反渗透的机理模型进行解释。关于反渗透的膜透过理论[2]有朗斯代尔、默顿等的溶解扩散理论;里德、布雷顿等的氢键理论;舍伍德的扩散细孔流动理论;洛布和索里拉金提出的选择吸附细孔流动理论和格卢考夫的细孔理论等。
纳滤膜的过滤性能还与膜的荷电性、膜制造的工艺过程等有关。不同的纳滤膜对溶质有不同的选择透过性,如一般的纳滤膜对二价离子的截留率要比一价离子高,在多组分混合体系中,对一价离子的截留率还可能有所降低。纳滤膜的实际分离性能还与纳滤过程的操作压力、溶液浓度、温度等条件有关。如透过通量随操作压力的升高而增大,截留率随溶液浓度的增大而降低等。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
4纳滤技术的工程应用
纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二价和多价离了及分子量在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[3]。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(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透过纳滤膜。
I.C.Escobar等的研究[4]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。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[5]。
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[6]。
5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。把钢滤膜应用于给水处理领域的主要问题是
a)膜表面容易形成附着层,使膜的通量显著下降;
b)操作结束后,膜的清洗较困难;
c)膜的耐用性差。
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。
⑤ 纳滤设备的工作原理
纳滤工作原理
膜分离是利用膜对混合物中各组分的选择渗透作用性能的差异,专以外界能量或化学属位差为推动力对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法。膜孔径处于纳米级,适宜于分离分子量在100~1000,分子尺寸约为1 nm的溶解组分的膜工艺被称为纳滤(NF)。NF膜分离需要的跨膜压差一般为0.5~2.0 MPa,比用反渗透膜达到同样的渗透能量所必需施加的压差低0.5~3 MPa。根据操作压力和分离界限,可以定性地将NF排在反渗透和超滤之间,有时也把NF称为"低压反渗透"或"疏松反渗透"。20世纪70年代J. E. Cadotte 研究NS-300膜,即为研究NF膜的开始。当时,以色列脱盐公司用" 混合过滤"来表示介于反渗透与超滤之间的膜分离过程,后来美国的公司把这种膜技术称为纳滤,一直沿用至今。之后,NF发展得很快,膜组件于80 年代中期商品化。目前,NF已成为世界膜分离领域研究的热点之一。
⑥ 垃圾渗滤液处理设备超滤 纳滤 反渗透设备所需药剂有哪些
渗透液处理设备技来术的主源要特点:
1、可移动性强、灵活方便
该车机动性强,随开随停,可在今后新建的各乡镇生活垃圾填埋场之间来回移动并处理渗滤液。
2、占地面积小、建设周期短
两级反渗透工艺的核心设备为集成式安装,附属构筑物及设施只有一个硫酸罐地坑,占地面积很小;
3、自动化程度高、操作维护方便
该车控制系统采用PLC智能控制,操作简单,作业人员只需经过简短的培训即可操作。系统具有完善的检测调节功能,所有的故障都大屏幕上显示出来,能迅速采取措施。同时系统还具有多重自我保护功能,避免了特殊情况下的设备损坏。
4、一车多用、具有应急保障功能
该处理车在发生重大自然灾害和环境污染事故时,可应急用于水源净化及饮用水保障。
5、建设投资
通过系统优化和集成设计,渗透液处理设备技术比传统工艺综合造价低。
⑦ 海德能工业纳滤膜的污染如何控制和防止
海德能工业纳滤膜污染的控制和预防需要注意以下两个方面:
一、完善预处理
我们都知道供水水质是保证海德能纳滤膜装置脱盐率、透水量和使用寿命的前提,因此进入膜装置的原水必须有良好的预处理,合理的预处理对海德能纳滤膜装置长期安全运行是十分重要的。有了满足进水水质要求的预处理可以做到:
1.防止膜表面上污染,即防止悬浮杂质、微生物、胶体物质等附着在膜表面上或污堵膜元件水流通道。
2.防止膜表面上结垢。装置运行中,由于水的浓缩,有一些难溶盐沉积在膜表面上,因此要防止这些难溶盐的生成。
3.确保膜免受机械和化学损伤,以使膜有良好的性能和足够长的使用时间。
二、对海德能纳滤膜进行清洗
尽管料液经过各种预处理措施,长期使用后膜表面还可能产生沉积和结垢,使膜孔堵塞,产水量下降,因此对污染膜进行定期的清洗工作。了解当地水质特征,对污染物进行化学分析,通过结果分析,来选择清洗剂和清洗方法。
目前控制海德能工业纳滤膜过程污染的方法大体可分为以下四种:
1.清洗:清洗方法的选择主要取决于海德能纳滤膜的构型、 膜种类和耐化学试剂能力以及污染物的种类,常用的方法有物理方法和化学方法两类。
2.改变物料的性质:在膜过滤之前,对料液进行预处理如热处理、 加配合剂(EDTA等) 、 活性炭吸附、 预微滤和预超滤等,以去除一些较大的粒子;也可调节 pH 远离蛋白质等电点从而减轻吸附作用造成的膜污染。
3.改变操作方式:改变操作方式实际上是改善膜面流动方式,其主要方法有:一是在膜过程中采取一定的操作策略;另外则是优化和改进膜组件及膜系统结构设计。用这两种方法可让流体在膜组件中的流动呈现出减轻膜污染和浓差极化的理想状态。
尽管在海德能纳滤膜的应用过程中,产生膜污染是在所难免的,但是可以通过对不同的膜污染采取相应的措施来减少膜污染程度。更多海德能技术咨询了解可咨询水天蓝环保。
⑧ MBR+纳滤+反渗透处理垃圾渗滤液好吗
可以的,因为有不少这样的案例。
我国利用MBR技术处理垃圾渗滤液已处于工程应用阶段,青岛小涧西垃圾填埋场、北京北神树垃圾填埋场、北京阿苏卫垃圾填埋场、佛山高明白石坳填埋场、哈尔滨西南垃圾填埋场、峨眉山市垃圾填埋场等多家垃圾处理场均采用MBR技术处理垃圾渗滤液,并取得了良好的处理效果。
北京阿苏卫垃圾填埋场在2007年改建垃圾渗滤液处理工程,使用MBR技术处理垃圾渗滤液。MBR采用分体式生化反应器,包括生化反应器和超滤两个单元。超滤采用直径为0.1m的有机管式超滤膜,经MBR处理后,通过超滤膜分离净化水和菌体,污泥回流可使生化反应器中的污泥浓度达到10~15g/L,经过不断驯化形成的微生物菌群,对渗滤液中难生物降解的有机物也能逐步降解。整个MBR处理工艺出水,SS去除率达到100%,COD以及NH3-N去除率分别达到87%、75%,减少了后续深度处理中膜污染的程度。
峨眉山市垃圾填埋场垃圾处理规模为200t/d,垃圾渗滤液处理规模设计为80t/d,选用“厌氧+膜-生物反应器+纳滤”的组合工艺处理。MBR反应器采用一体式,膜组件采用微滤膜。MBR出水水质COD、BOD、NH3-N、SS的去除率分别达到了很高,运行阶段出水水质优于《生活垃圾填埋场污染控制标准》。多项成功的工程证明,MBR处理垃圾渗滤液技术已拥有成熟的工艺设计经验。
⑨ 纳滤的应用
纳滤分离作为一项新型的膜分离技术,技术原理近似机械筛分。但是纳滤膜本体带有电荷性。这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。
纳滤分离愈来愈广泛地应用于电子、食品和医药等行业,诸如超纯水制备、果汁高度浓缩、多肽和氨基酸分离、抗生素浓缩与纯化、乳清蛋白浓缩、纳滤膜-生化反应器耦合等实际分离过程中。与超滤或反渗透相比,纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差,而对二价或多价离子及分子量介于200~500之间的有机物有较高脱除率,基于这一特性,纳滤过程主要应用于水的软化、净化以及相对分子质量在百级的物质的分离、分级和浓缩(如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程产物的分级和浓缩)、脱色和去异味等。主要用于饮用水中脱除Ca、Mg离子等硬度成分、三卤甲烷中间体、异味、色度、农药、合成洗涤剂,可溶性有机物,及蒸发残留物质。
随着对环境保护和资源综合利用认识的不断提高,人们希望在治理废水的同时实现有价物质的回收,比如:大豆乳清废液中含有1%左右的低聚糖和少量的盐,亚硫酸盐法制备化纤浆和造纸浆过程出现的亚硫酸钙废液中含有2%~2.5%的六碳糖和五碳糖,制糖工业中出现的废糖蜜中含有少量的盐等等。
NF分离是一种绿色水处理技术,在某些方面可以替代传统费用高,工艺繁琐的污水处理方 法.其技术特点是:能截留分子量大于100的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单 价离子透过;可在高温,酸,碱等苛刻条件下运行,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置 运行费用低;可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果.在水处理 中,NF膜主要用于含溶剂废水的处理,能有效地去除水中的色度,硬度和异味.NF膜以其特殊的分离性能已成功地应用于制糖,制浆造纸,电镀,机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的废水处理.
纳滤是一种绿色水处理技术,是国际上膜分离技术的最新发展,在某些方面可以替代传统费用高、工艺繁琐的污水处理方法。纳米级孔径且带有电荷的特殊过滤性能特点是:能截留分子量大于200的有机物以及多价离子,允许小分子有机物和单价离子透过;可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行,膜耐受的条件范围宽,浓缩倍数高,耐污染;运行压力低,膜通量高,装置运行费用低,能耗极低(唯一驱动力是压力)。
由于纳滤膜特殊的孔径范围和制备时的特殊处理(如复合化、荷电化),使得纳滤膜具有较特殊的分离性能,其在降低废水COD、水源水的色度、硬度和去除饮用水中的有机物(TOC)、三卤代烷(THMs)前驱物等方面的应用近年来受到广泛重视,已成功地应用于制糖行业、造纸行业、电镀行业、机械加工行业及化工反应催化剂的回收行业等的废水处理中。纳滤膜的应用研究主要集中在几个方面:根据中性溶质的分子量大小而进行分离;截留有机物分子而让单价电解质透过膜层;根据离子价态而实现离子问的分离。根据纳滤膜分离的特点,其应用范围主要适用于下述情况的物质分离:①对单价盐分离的截留率要求不高;②要求进行不同价态离子的分离,如软化处理;③需要对高分子量有机物与低分子量有机物进行分离,如葡萄酒脱醇;④盐和对应的酸的分离;⑤有机物和无机物的分离,如染料脱盐、乳清浓缩脱盐和饮用水净化。
纳滤膜具有热稳定性、耐酸、耐碱和耐溶剂等优良性质,在废水的有价物质回收中起到不可估量的作用,广泛地应用于各种有机废水的回收处理。比如农药废液处理、乳清和抗菌素脱盐、电镀废液中金属回收、各种石化废水处理等。在给水处理中,纳滤膜主要用于制备软化水、饮用纯净水,能有效地去除水中的色度、硬度和异味 。
试验研究及应用
(1)日用化工废水处理.用NF膜处理日用化工废水的应用研究表明NF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.据估计,由于NF膜的运行费用低于反渗透技术,对有机小分子有良好的脱除率,可能会覆盖90%以上的日用化工废水处理.
(2)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各种无机盐和有机物的废水,其成分 非常复杂,处理难度大.采用膜法特别是NF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NF膜将原油废水分离成富油的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,如果在反渗透前加一NF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NF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.
(3)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NF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NF膜上的吸附能力均受其疏水性的影响.采用NF处理含有酚 类杀虫剂的废水也十分有效.
(4)化纤,印染工业废水处理.NF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,NF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NF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,NF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.
(5)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.如果在它们之间增加一个NF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.
(6)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NF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17%的总磷,同时将水中的菌落总数降到3~4个/L,然后加酸降低pH以除去CO2,最后再经NF脱盐,达到锅炉用水的质量.澳大利亚太平洋热电厂的Eraring发电站已用NF对此类废水进行处理,每天处理1 000~15 000 m3废水,既减轻了市政供水系统的负荷,每年又可为热电厂节约 操作费用80万美元.该热电厂准备扩大发电规模,用水量也相应增大,估计到2010年,处理 此类废水量将达5 000 m3/d,效益极其可观.
(7)酸洗废液处理.钢厂的酸洗工序是将钢材浸入质量分数为20%左右的硫酸酸洗槽中进行 酸洗.随着酸洗的进行,硫酸浓度逐渐降低,硫酸亚铁浓度不断增高,当溶液中硫酸的质量 分数降至6%~8%,生成的硫酸亚铁浓度超过200~250 g/L时,酸洗速率下降,必须更 换酸洗液,排放酸洗废液.酸洗好的钢材必须用清水进行冲洗以除去表面的酸性物质,又造 成了废酸水的外排.为了保护环境,节约资源,可采用NF工艺处理酸洗废液.利用NF膜对硫 酸和硫酸亚铁截留率的不同,先将硫酸亚铁截留在浓缩液中,然后将浓缩液送入冷却结晶罐,冷却结晶出FeSO4·7H2O;透过液再经能截留硫酸的另一NF膜组件,截留后浓缩为20%的 硫酸,再生酸液回收利用,透过液则排至废酸水站,进一步处理排放或回收.这一工艺回收 了硫酸和硫酸亚铁,同时实现了酸洗废液的回收综合利用和废酸水达标排放的目的.
(8)造纸废水处理.采用NF膜技术替代传统的化学处理 法能更为有效地除去深色木质素.木浆漂白过程产生的氯化木质素 是带负电的,容易被带负电性的NF膜截留,并且对膜不会产生污染.另外,因为整个处理过程中对阳离子(Na+)的脱除率并没有严格要求,采用反渗透技术就显得没有必要 .采用超滤/纳滤处理牛皮纸制造废水有很好的效果。
工程应用
纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二价和多价离了及分子量在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[3]。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(AOC:AssimilableOrganicCarbon)也能透过纳滤膜。
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。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。
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。把钢滤膜应用于给水处理领域的主要问题是:
这三个问题是膜分离的基本问题,也是纳滤膜法水处理技术难以广泛应用的主要原因。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。
⑩ 纳滤水处理设备的工艺流程
1. 原水罐 (可选)
储存原水,用于沉淀水中的大泥沙颗粒及其它可沉淀物质。同时缓冲原水管中水压不稳定对水处理系统造成的冲击。(如水压过低或过高引起的压力传感的反应)。
2.增压泵
恒定系统供水压力,稳定供水量。
3.多介质过滤器
采用多次过滤层的过滤器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质,可选用手动阀门控制或者全自动控制器进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。保证设备的产水质量,延长设备的使用寿命。同时,设备具有自我维护系统,运行费用很低。
4.活性炭过滤器
系统采用果壳活性炭过滤器,活性炭不但可吸附电解质离子,还可进行离子交换吸附。经活性炭吸附还可使高锰酸钾耗氧量(COD)由15mg/L(O2)降至2~7mg/L(O2),此外,由于吸附作用使表面被吸附复制的浓度增加,因而还起到催化作用、去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余氯值及农药污染物和除去水中的三卤化物(THM)以及其它的污染物。
5.离子软化系统/加药系统
为防止浓水端特别是纳滤装置最后一根膜组件浓水侧出现CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4, SrSO4, SiSO4的浓度积大于其平衡溶解度常数而结晶析出,损坏膜原件的应有特性 ,在进入膜组件之前,应使用离子软化装置或投放适量的阻垢剂阻止碳酸盐, SiO2,硫酸盐的晶体析出.
6.精密过滤器
采用精密过滤器对进水中残留的悬浮物、非曲直粒物及胶体等物质去除,使RO系统等后
续设备运行更安全、更可靠。滤芯为5um熔喷滤芯、目的防止上级过滤单元,漏掉的大于5um的杂质除去。防止进入反渗透装置损坏膜的表面,从而损坏膜的脱盐性能。
7.高压泵
采用立式多级不锈钢离心高压泵,这是 主机的一个重要组件,它的作用是给纳滤膜输送一定数量一定压力的水源。其品质的好坏对整机的影响很大。使用中应保证不得空转,不得长期超负荷运行,经常按要求排除空气,应保证电器部件的干燥。
8.纳滤主机
纳滤主机运用泵的压力使溶液中的溶剂通过纳膜分离出来,将水中有害物质去除,也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除,同时保留部分微量元素。
9.储水箱
储存纳滤主机制备的成品水。
10.臭氧杀菌器(可选)
杀灭由二次污染产生的细菌彻底保证成品水的卫生指标。
产品型号 型号 产水量
(m/H) 电机功率
(KW) 入口管径
(inch) 外型净尺寸
(mm) 主机运输重量(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