膜法在某核电站海水淡化系统中的设计应用

海水淡化技术是解决核电站淡水资源缺乏的一个重要途径。针对某核电站10 000 m³/d海水淡化系统的要求,采用“原水预处理(混凝沉淀+V型滤池)+反渗透预处理(超滤)+脱盐(两级反渗透)+后处理(矿化处理)”的处理工艺。其中混凝沉淀池总处理水量为1 800 m³/h;V型滤池滤速为9 m/h;超滤系统平均膜通量为72.9 L/(m²·h),回收率≥92%;一级反渗透系统平均膜通量为13.79 L/(m²·h),回收率45%,脱盐率≥99.3%;二级反渗透系统A平均膜通量为29.31 L/(m²·h),回收率85%,脱盐率≥97%;二级反渗透系统B平均膜通量为27.18 L/(m²·h),回收率85%,脱盐率≥97%;反渗透产水经过矿化设备,产水水质稳定能满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。该系统其运行成本为4.57元/m³。     

陶瓷超滤膜在电厂化学水处理系统改造中的应用

介绍了CM大面积块片式陶瓷超滤膜在电厂化学水处理系统的中试和应用情况。中试结果表明,对于经混凝过滤预处理后的河水,CM陶瓷超滤膜可在333 L/(m~2·h)高运行通量和50 min过滤时间下稳定运行;对于未预处理的河水,陶瓷超滤膜也实现了原水直接过滤下稳定运行。超滤改造时采用CM-151TM陶瓷超滤膜替换原有机中空纤维膜,CM陶瓷超滤膜的实际运行通量高于260 L/(m~2·h),反洗水量和化学加强反洗(CEB)频率较原有机超滤膜减半,浊度0.1 NTU,SDI2,完全满足后续反渗透系统的进水要求。     

渤海湾海水混凝-超滤预处理工艺研究

采用混凝-超滤工艺对渤海湾海水进行了预处理实验,在50 L/(m2·h)和57.5 L/(m2·h)通量下考察了混凝-超滤系统的运行稳定性,研究了Fe Cl3混凝沉淀过程对超滤系统出水水质、跨膜压差及膜表面污染程度的影响。结果表明:在膜组件运行通量不超过60 L/(m2·h),温度高于14℃,Fe Cl3投量为6 mg/L时,超滤系统的跨膜压差较低,可长期稳定运行,超滤系统出水浊度小于0.15 NTU,SDI15稳定在2.0左右,达到反渗透进水水质要求。实验使用Darcy模型对膜阻力增长机理进行了分析,结果表明:Fe Cl3混凝预处理可有效减缓膜阻力的增长,特别是因膜孔内污染物堵塞和吸附产生的阻力。经过混凝沉淀预处理,膜表面的滤饼层明显松散并呈现絮体状,可有效阻挡小颗粒污染物进入膜孔内造成不可逆污染。     

集成膜技术深度回用处理精对苯二甲酸废水研究

近两年来,膜法回用石化废水备受重视,利用集成膜技术对炼油和乙烯化工废水进行深度回用处理,目前已有相对成熟的经验,但集成膜技术用于精细化工产品精对苯二甲酸废水回用处理的研究尚少。在试验基本工况为超滤系统采用全量过滤方式,运行周期30min,内压式超滤运行通量不大于75L/(m2.h),超滤系统前加入絮凝剂PAC(投加量为5mg/L),低污染反渗透膜运行通量不大于19L/(m2.h),试验中系统回收率为70%,反渗透进水的COD含量小于40mg/L的条件下,精对苯二甲酸达标废水深度回用处理稳定运行,产水水质稳定可靠。     

涤纶油剂废水的处理与回用

采用中空纤维超滤技术处理涤纶厂短丝油剂废水的生产装置经过10个月的运行表明:装置运行正常,性能稳定,初试超滤膜的截留率为83—84%,最终成品时截留率91—92%,通量11—15 L/(m~2·h),No.2组件通量是14—19L/(m~2·h)。废水经超滤处理后浓缩的油剂可回用于再纺纤维上油,成品纤维的性能良好。采用该技术处理废水有明显的经济效益和环境效益。     

壳聚糖纳米粒子改性反渗透膜的制备及性能研究

采用反相乳化法制备了壳聚糖纳米粒子(CSNP),以聚醚砜超滤膜为基膜,将CSNP添加在水相中通过界面聚合方法制备了一系列薄层纳米复合(TFN)反渗透膜,研究了CSNP添加量对TFN膜性能的影响。结果表明,CSNP优化添加质量分数为0.010%,即TFN-10膜对NaCl的截留率达到98.89%,水通量为40.53 L/(m~2·h),远高于TFN-0(TFC)膜的水通量(22.92 L/(m~2·h));且TFN-10膜在48 h的长期运行后,水通量和截留率分别稳定在32.20 L/(m~2·h)和99.07%,稳定性良好;对HA抗污染测试中,通量恢复率为83.67%,总污染率为24.84%,抗污染性能明显优于TFC膜(通量恢复率44.88%,总污染率58.19%)。     

钢铁废水近零排放工程设计案例

江苏某钢铁企业废水深度处理设计进水规模为 1.5×10⁴ m³/d,采用“超滤+反渗透+钠床”组合工艺,反渗透浓水再经浓水反渗透后进一步回收产水。超滤设计膜通量为 50 L/（m²·h）,回收率≥90%,反渗透设计通量 19 L/（m²·h）,回收率≥75%,浓水反渗透设计通量 16 L/（m²·h）,回收率≥75%。出水经多级回用分质供水,系统产水的浓盐水送至高炉冲渣,实现了全厂无废水外排。膜系统设备投资1 600万元,成本为1.23元/m³进水。     

短流程反渗透海水淡化预处理试验研究

针对我国沿海水质的特点,开发了集浸没式超滤及絮凝反应为一体的短流程反渗透海水淡化预处理设备,并进行了中试试验。结果表明,处理后产水水质可达到后续反渗透进水要求,SDI151%,浊度0.1 NTU,并可以在33~40 L/(m~2·h)的高通量下保持6个月稳定运行,可以应用于反渗透海水淡化系统的预处理过程中。     

卷式膜元件反渗透脱硼海水淡化系统多目标优化研究

对卷式膜元件反渗透脱硼海水淡化网络系统进行多目标优化。采用不可逆热力学模型描述盐和硼的跨膜传质过程,加入系统流量约束保障反渗透系统安全运行。采用增强型ε-约束算法对多目标优化问题进行求解,引入模糊决策法在Pareto非劣解中筛选优化折中解。对于特定的装置参数,优化方案均采用二级反渗透系统,反渗透方案的成本在0.72～0.97$/m~3、能耗在3.09～3.96 k W h/m~3。随着成本的降低,系统回收率呈增加趋势,一级反渗透的压力容器个数逐渐降低,操作压力和压力容器内产水通量逐渐增加,而二级反渗透上述参数变化不大,进水p H保持在10.4~11.0以保证系统脱硼率。通过成本构成分析可知,将第1级反渗透平均通量控制在14.0 L/(m~3·h)时在经济与能耗上较为均衡。     

燃煤电厂脱硫废水浓缩工艺实验研究

对脱硫废水进行了"分步二级软化-超滤-反渗透"浓缩。结果表明,Ca(OH)_2-Na_2CO_3分步二级软化可提高软化效率,软化出水总硬小于1 mmol/L;超滤出水浊度小于1.0 NTU,SDI小于3.0,微滤系统运行稳定;反渗透回收率45%,浓缩后末端废水量降至5.5 m~3/h,RO产水可作为锅炉补给水系统水源。     

短流程反渗透海水淡化预处理试验研究

针对我国沿海水质的特点,开发了集浸没式超滤及絮凝反应为一体的短流程反渗透海水淡化预处理设备,并进行了中试试验。结果表明,处理后产水水质可达到后续反渗透进水要求,SDI15<1%,浊度<0.1 NTU,并可以在33⁴0 L/(m40 L/(m²·h)的高通量下保持6个月稳定运行,可以应用于反渗透海水淡化系统的预处理过程中。     

涠洲岛海水淡化工程设计

针对涠洲岛淡水资源现状,设计了450m~3/d的反渗透海水淡化系统,取水方式为潮汐引流式取水,预处理采用原水→自清洗过滤→混凝-沉淀→超滤工艺流程,回收率为90%。选用海德能SWC4-LD反渗透膜组件,脱盐率99.8%,回收率45%,一级两段4∶2排列,6支膜壳,膜壳采用4芯装,设计水通量为20.8L/×(m~2·h)。设置精度为5μm的保安过滤器,采用转子式能量回收装置。反渗透产水投加艾克ENK-107海水淡化专用阻垢剂,杀菌剂选择浓度为0.1%～1.0%的戊二醛溶液。模拟运行结果:产水TSD为92.86mg/L,其余指标均满足国家饮用水指标准,证明参数设置、膜元件选型合理,工程总功率为93.4kW。     

陶瓷超滤膜处理煤矿矿井水的中试研究

为解决煤矿矿井水水量和水质波动大而导致浸没式超滤膜产水量低,易污堵和难清洗的问题,开展了陶瓷超滤膜在煤矿矿井水处理系统中的中试研究。结果表明,在超滤进水投加13~15 mg/L聚合氯化铝的条件下,即使进水浊度在数小时内跃升至100 NTU,陶瓷超滤膜均可在260 L/(m2·h)的目标运行通量和315 L/(m2·h)的挑战运行通量下稳定运行。产水浊度稳定<0.1 NTU,优于后续纳滤系统进水要求。     

再生盐对正渗透技术处理蒸氨废液膜性能的影响

利用正渗透膜对昆仑碱业的蒸氨废液进行浓缩处理,考察了正渗透膜的工作性能。以原盐盐水作汲取液分别测试清水和废液的汲取效果时,清水通量稳定时可达到22.24L/(m~2·h),废液汲取率最高达到40%,废液膜通量达到了3L/(m~2·h),Ca~(2+)截留率达到99%以上。     

超滤技术在喷水织机废水回用中的应用

介绍了超滤技术在某纺织有限公司喷水织机废水回用项目中的应用。实践表明,超滤膜运行通量48L/(m2·h)以下,化学加强反洗加入400 mg/L次氯酸钠、400 mg/L氢氧化钠、500 mg/L盐酸能有效控制膜污染,系统运行稳定,超滤直接运行费用为0.249元/t,系统出水水质符合喷水织机用水要求,超滤技术在喷水织机废水回用中具有先进性和可靠性。     

中空纤维纳滤膜与反渗透膜的研究

根据界面聚合反应成膜原理,以哌嗪(PIP)或间苯二胺(m-PD)水溶液为水相,均苯三甲酰氯(TMC)正己烷溶液为有机相,以聚砜中空纤维超滤膜为基膜,制备了一系列聚酰胺/聚砜纳滤或反渗透复合膜.研究了水相浓度、有机相浓度、界面聚合时间和温度等条件对复合膜性能的影响.结果表明:中空纤维纳滤复合膜在0.4 MPa、室温条件下,对2 g/L MgSO_4水溶液的通量可达36.64 L/(m~2·h),截留率为97.2%;中空纤维反渗透膜在0.7 MPa、室温条件下,对0.5 g/L的NaCl水溶液通量可达12.2 L/(m~2·h),截留率96.5%.     

粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化深度处理煤气化废水研究

采用粉末活性炭为催化剂,构建粉末活性炭耦合陶瓷膜臭氧催化氧化反应器,并探讨其对煤气化废水的深度处理效能。结果表明,当粉末活性炭投加2 g/L、臭氧投加量为30 mg/L时,煤气化废水生化出水COD为125~143mg/L,去除率可达75%,ΔCOD/Δρ(O_3)可达1.3。在HRT为30 min、膜通量为50 L/(m~2·h)时,粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化反应器出水COD可保持为50 mg/L左右。反应器中的臭氧可有效将临界通量从35~40 L/(m~2·h)提高至50~60/(m~2·h),跨膜压差降低35%~40%,使反应器膜装置稳定运行。粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化技术,可为煤气化废水深度处理提供有效的技术方案。     

分子笼/聚酰胺复合纳滤膜的制备及性能研究

以间苯二胺(MPD)和分子笼(Cage)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,聚丙烯腈(PAN)超滤膜为支撑层,通过界面聚合法制备了分子笼/聚酰胺复合纳滤膜。Cage在膜中具有良好的分散性,随着Cage质量分数的增加,复合膜的水通量和对无机盐截留率都明显提高,当其质量分数为1%,在压力为0.5 MPa下,对于1 g/L的Na_2SO_4溶液的通量为26.33L/(m~2·h),截留率达到89.3%,且分离性能可保持长期稳定。在连续运行60 min后,对牛血清蛋白(BSA)的通量仍可达到14.49 L/(m~2·h)。     

2种超滤膜作为反渗透预处理工艺处理印染废水的比较

采用超滤和反渗透双膜技术处理广东省某印染污水处理有限公司的印染废水。分别使用了PVDF和PP中空纤维超滤膜,做为反渗透的预处理,并考察对比了2种超滤膜的性能和在相同操作条件下对印染废水的处理效果。结果表明,2种超滤膜均能有效地去除废水浊度和大分子有机物,PVDF膜对浊度的去除率达到了97%~99%,PP膜对浊度的去除率为94%~97%;2种超滤膜对SDI处理都能达到SDI<3,符合反渗透系统的进水要求。PVDF膜的膜通量稳定保持在18 L/(m2·h)以上,PP膜的膜通量在8~16 L/(m2·h)。PVDF膜的进水压力小于PP膜,能耗较低。PVDF膜的跨膜压差在0.08 MPa以下,PP膜的跨膜压差在0.13~0.19 MPa。PVDF中空纤维超滤膜对印染废水的处理性能要优于PP中空纤维超滤膜。     

连续微滤用于海水净化的运行条件优化

采用连续微滤技术进行反渗透海水淡化预处理中试,通过正交实验考察连续微滤前处理工艺、过滤模式及膜通量、运行时间、反洗通量、反洗时间等运行条件对产水水质、单位净产水量跨膜压差增长量及产水率的影响,并对运行条件进行优化。结果表明,前处理工艺、膜通量和运行时间是影响单位净产水量跨膜压差增长量的显著因素,而过滤模式是影响产水率的主要因素。"混凝-沉淀-砂滤"作为前处理工艺可有效减少连续微滤进水的悬浮物含量;对外压式中空纤维膜而言,错流过滤减轻膜污染的效果不明显,宜采用死端过滤模式;其他优化运行参数为:通量40L/(m~2·h),运行时间30 min,反洗通量60 L/(m~2·h),反洗时间60 s。