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        納濾水處理技術(shù)的應(yīng)用

        2018-05-14 17:05:47王幸
        關(guān)鍵詞:納濾淡化濾膜

        王幸

        [摘 要]納濾(nanofiltration,NF)是一種介于超濾和反滲透之間的膜分離技術(shù),在過(guò)濾過(guò)程中同時(shí)兼具物理孔隙產(chǎn)生的篩分效應(yīng)和膜面電荷產(chǎn)生的道南效應(yīng)作用。對(duì)水中大多數(shù)有機(jī)物和多價(jià)鹽離子有高截留率,對(duì)單價(jià)離子截留率較低,因而可以很好地將單價(jià)多價(jià)鹽選擇分離。相比較傳統(tǒng)的反滲透技術(shù)來(lái)說(shuō),它不僅可以截留對(duì)人體有益的元素,而且允許小分子通過(guò),在保留對(duì)人體有益的微量元素的同時(shí),也除去了消毒后水中的副產(chǎn)品或殘留物質(zhì)等。因此在水處理中,納濾膜法具有不可比擬的優(yōu)越性。尤其是近年來(lái)在飲用水軟化與凈化、污水深度處理與再生水生產(chǎn)、工業(yè)過(guò)程濃縮分離、海水淡化等方面得到了較為廣泛的應(yīng)用。

        [關(guān)鍵詞]納濾;水;應(yīng)用

        [中圖分類(lèi)號(hào)]X52 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

        飲用水的安全問(wèn)題是民生之根本,尤其是在人口眾多的國(guó)家,保障水質(zhì)安全,維護(hù)公眾健康,是國(guó)家發(fā)展的必要前提。近年來(lái),隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步,眾多科研成果的相繼問(wèn)世,公眾對(duì)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求不斷提高。納濾膜可高效用于去除水中的雜質(zhì)和色度、降低TDS濃度。所以,納濾膜在小分子有機(jī)物分離、水質(zhì)軟化、脫鹽等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

        1 應(yīng)用方向和現(xiàn)狀

        1.1 方向

        由于納濾技術(shù)能選擇性分離單價(jià)多價(jià)鹽以及對(duì)小分子有高截留率等特點(diǎn),使得納濾能夠滿(mǎn)足一些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)且高效的分離目的?;谶@些特點(diǎn),納濾在飲用水的深度處理、海水淡化、食品工業(yè)、染料工業(yè)、醫(yī)用廢水、垃圾滲濾液等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

        1.2 現(xiàn)狀

        1.2.1 飲用水的深度處理

        飲用水深度處理中,納濾膜不僅可以去除水中殘留農(nóng)藥、殺蟲(chóng)劑等和消毒副產(chǎn)物,截留水中的病原微生物和重金屬等有害離子,而且能夠在突發(fā)條件下保證最終供水水質(zhì)的安全性和穩(wěn)定性,滿(mǎn)足不同地區(qū)和人群的用水需求。尤其是對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)且水環(huán)境復(fù)雜的地區(qū),選用納濾膜技術(shù)對(duì)飲用水進(jìn)行深度處理可能是最為合適的選擇。

        1.2.2 海水淡化

        早在1988年P(guān)lummer就采用4英寸納濾膜NF-40開(kāi)展了海水軟化的研究,SO42-去除率達(dá)98%,Ca2+去除率達(dá)70%左右(Plummer,1988)。納濾膜軟化能有效降低海水的硬度、總?cè)芙夤腆w(TDS)和有機(jī)物的含量,大大降低了CaSO4結(jié)垢的可能性,在海水淡化領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的的應(yīng)用潛力。海水淡化技術(shù)為解決水資源短缺問(wèn)題提供了有效的途徑,因而納濾膜技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為關(guān)鍵。

        1.2.3 食品工業(yè)

        食品工業(yè)廢水屬于高濃度重污染的工業(yè)廢水,它對(duì)環(huán)境的危害程度可見(jiàn)一斑。在食品工業(yè)中,已經(jīng)可以較成功地處理乳清。在整個(gè)過(guò)程中,大分子有機(jī)物乳清被截留返回,繼續(xù)稀釋、脫鹽、濃縮,直到大部分溶液都可以通過(guò)納濾膜,此時(shí)溶液再進(jìn)行二次處理,而稀釋后的乳清中的含鹽量被降到極低。

        1.2.4 染料工業(yè)

        紡織印染廢水中含有大量有毒性的染料類(lèi)物質(zhì)和重金屬物,而且一般的傳統(tǒng)處理工藝難以去除廢水中的色度物質(zhì)。紡織印染行業(yè)中大量使用的染料物質(zhì)分子量通常分布在700~1000Da范圍內(nèi),非常適于選用納濾膜技術(shù)處理。采用納濾技術(shù)對(duì)工業(yè)中的廢水進(jìn)行處理,不僅提高了染料的強(qiáng)度,而且增強(qiáng)了染料的色度,使其更加光彩奪目。

        1.2.5 醫(yī)用廢水

        近年來(lái) ,自然水體中存在的合成藥物對(duì)人類(lèi)的危害愈來(lái)愈受到人們的重視 , 部分藥物中抗生素的濃度極高,若將這些廢水排放至自然水體中,將極大地威脅人類(lèi)及水生生物的健康,其產(chǎn)生的后果無(wú)法估量。目前來(lái)看已經(jīng)取得了一些進(jìn)展。程愛(ài)華等用芳香聚酰胺復(fù)合納濾膜來(lái)去除水中類(lèi)固醇類(lèi)雌激素,試驗(yàn)結(jié)果表明,納濾技術(shù)能有效去除水中微量類(lèi)固醇類(lèi)雌激素,平均截留率達(dá)90%以上。王健行等對(duì)納濾膜在制藥廢水深度處理與回用中的適用性做了實(shí)驗(yàn)室小試膜材料篩選、操作參數(shù)優(yōu)化以及中試試驗(yàn)研究,結(jié)果表明運(yùn)用MBR-NF雙膜法系統(tǒng)處理制藥廢水二級(jí)生化出水可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水中殘留抗生素的高效截留(>95%)。

        1.2.6 垃圾滲濾液

        垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度極高的廢水, 若不加以處理而直接排入環(huán)境,會(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重的污染。目前,國(guó)外一般多采用一級(jí)超濾及二級(jí)反滲透的聯(lián)合處理方法深度處理垃圾滲濾液,但是反滲透方法存在著一些弊端,其動(dòng)力消耗大,運(yùn)行成本高。納濾出水水質(zhì)雖然不及反滲透,但相比而言,納濾的能耗低,而且水的回收率較高,因?yàn)榭勺鳛橐环N主體的處理工藝而具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

        2 展望

        隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,納濾膜技術(shù)在水處理中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用 。但與此同時(shí),納濾膜在工業(yè)應(yīng)用中也受到了一些缺點(diǎn)和不足的限制,包括膜污染問(wèn)題、不夠徹底的分離效果等。隨著研究人員對(duì)納濾膜傳質(zhì)機(jī)理、新型膜材料的研發(fā)、膜組件設(shè)計(jì)構(gòu)型的優(yōu)化以及過(guò)濾過(guò)程的模擬控制研究的深入,新的發(fā)現(xiàn)和成果將會(huì)有力地推動(dòng)納濾膜在更多的行業(yè)和領(lǐng)域應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)突破和進(jìn)展。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 胡葉亮,林峰,喻敏英.納濾技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究[J].能源與節(jié)能,2017(10).

        [2] 李露,徐國(guó)榮,邵天寶,潘春佑,劉筱昱,薛喜東.海水淡化納濾工藝的性能模擬與優(yōu)化[J].凈水技術(shù),2017(10).

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