纳滤膜脱盐性能及其在海水软化中应用的研究

选择了ESNA1型纳滤膜对NaCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4等4种无机单盐水溶液体系进行分离实验;考察操作压力和料液浓度等的变化对纳滤膜分离性能的影响及纳滤膜脱盐的稳定性,得到一些纳滤膜脱盐的规律;并对ESNA1膜在人工海水和海水软化脱盐中的应用作了初步探索.无机盐体系脱盐实验结果显示:随操作压力升高和料液浓度增大,ESNA1膜对4种盐溶液中的离子的截留率分别增大和减小,操作压力和料液浓度的变化对一价盐溶液的截留率影响较大,对二价盐溶液的截留率影响较小.人工海水和海水软化脱盐试验结果显示:ESNA1纳滤膜在实验过程中稳定性好,在较低的操作压力下膜通量也较高,且ESNA1纳滤膜对Ca2 、Mg2 、SO42-离子的截留率均＞90%,初步判断此种纳滤膜可用于海水软化预处理.     

无机盐水溶液体系的纳滤膜分离实验研究

选择了NF45和SU200两种纳滤膜对1－1型（KC1、NaCl、LiCl)、2－1型MgCl2)、1－2型（K2SO4）及2－2型（MgSO4)等6种无机盐水溶液体系进行分离实验；考察了纳滤膜分离性能随操作压力、料液浓度及电解质种类等因素的变化所受到的影响。实验结果表明，纳滤膜对盐的截留率随操作压力的增加而增大，并趋向于定值（即膜的最大截留率，又称为膜的反射系数）；纳滤膜对盐的截留率随电解质种类的不同而改变，随盐浓度的增大而下降，但当盐浓度很高时，截留率趋向于一定值，该值并不等于0，说明与纳滤膜的孔径相比，不可忽视电解质离子大小的影响。     

药厂废液中的山梨醇纳滤分离实验研究

山梨醇是一种重要的化工原料。为了研究纳滤膜技术分离药厂废液中山梨醇的可行性,采用NT103商品纳滤膜对废液中的纳滤膜进行了纳滤分离实验。实验结果表明:山梨醇截留率随操作压力与回收率的增大而增大,随温度的升高而减小;膜通量随操作压力与温度的升高而增大,随回收率的增大而减小;在操作压力0.8MPa,温度23℃,回收率70%的条件下,山梨醇的截留率能达到87.96%,证明了山梨醇通过纳滤回收的可行性,实现了药厂废液的资源化回收。     

中空纤维纳滤膜的应用性能

研究了中空纤维纳滤膜的长期稳定性,以及操作压力、进料液浓度对膜分离性能的影响。结果表明:中空纤维纳滤膜在长时间运行过程中分离性能稳定;随着操作压力的上升,膜的纯水通量增加,截留率提高;随着进料液浓度的增加,膜的渗透通量基本不变,截留率下降。     

煤化工高盐废水的纳滤膜分盐效果分析

以某煤化工厂两级反渗透浓水为研究对象,采用纳滤膜进行分盐,考察了不同操作压力下纳滤膜对水中主要组分截留效果的影响。试验结果表明,纳滤膜对于SiO_2和COD的去除率分别为35.2%和54.8%;膜产水侧电导率和TDS明显下降,浓水侧电导率和TDS明显升高,且膜对TDS的截留率随着操作压力的增加逐渐升高;膜对Cl-呈负截留,负截留效果随压力增加而效果越显著;膜对SO_4~(2-)的平均截留率高达98.7%;产水侧Cl-和SO_4~(2-)质量浓度比明显升高,平均可达58.24,分盐效果较好。纳滤产水经蒸发结晶所得NaCl达到GB/T 5462—2015《工业盐》标准中工业干盐一级品要求;纳滤浓水经冷冻结晶所得Na2SO4达到GB/T 6009—2014《工业无水硫酸钠》标准中Ⅰ类工业无水Na_2SO_4一等品要求。     

纳滤膜处理含铬废水溶液的研究

采用NF-1812卷式纳滤膜在室温条件下对含铬废水进行处理,考察了压力、浓度等对纳滤膜去除Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)的效果的研究。纳滤膜对铬离子的分离受到铬离子的形态、操作压力、料液的质量浓度等综合影响。在0.25—0.55 MPa压力范围内,随着操作压力的不断升高,膜分离过程的动力差变大,膜通量也随之变大,废水处理能力也增大,但是纳滤膜对铬离子的截留率均有一定程度的下降,其中Cr(Ⅲ)的截留率从93%降低至89%,Cr(Ⅵ)的截留率从37%降低至31%,NF-1812纳滤膜对三价铬的截留率总体上高于六价铬。在铬离子质量浓度为0.05—0.20 g/L范围内,纳滤膜对铬离子的截留率随质量浓度增加有所下降,但Cr(Ⅵ)质量浓度对截留率的影响较小。实验结果表明:NF-1812卷式纳滤膜可有效处理含铬废水中的三价铬离子。     

国产纳滤膜脱除硝酸盐的试验研究

采用国产纳滤膜脱除水环境中的硝酸根离子,研究进液浓度、浓水流量、压力、温度等对纳滤膜的截留性能和通量的影响。结果表明,压力的升高有利于提高纳滤膜的截留率和产水通量,最佳压力为0.7 MPa,此时截留率和产水通量可达75.0%和153.7 L/(m²·h);适当的提升进水温度可以提高纳滤过程的截留率,最佳进水温度为39.3℃;进料浓度对截留过程有着显著的影响,进料浓度越低,纳滤膜的截留效果越好。     

水溶性荧光染料溶液脱盐浓缩的纳滤实验研究

选用NTR7450和NF270两种纳滤膜对水溶性工业荧光染料原液进行分离，选择出透过通量大、除盐效果好和染料截留率高的纳滤膜，并对该染料溶液进行了脱盐和浓缩的间歇渗滤过程研究：在温度25℃和压力1.0MPa下，膜对染料截留率达到100％，最终料液中NaCl浓度从0.214mol／L降到0.0025mol／L,料液被浓缩了2．6倍。说明纳滤膜的间歇渗滤操作过程能够实现染料溶液的脱盐浓缩。     

不同交联剂对PDMS/PVDF纳滤膜溶剂回收性能的影响

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为分离层材料,聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为底膜,采用正硅酸乙酯(TEOS)、苯基三甲氧基硅烷(PTMOS)、辛基三甲氧基硅烷(OTMOS)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTEOS)4种不同的交联剂对PDMS进行交联,制备了PDMS/PVDF纳滤膜。采用接触角、红外谱图、扫描电镜等对膜的物理和化学结构进行了分析和表征。以大豆油/己烷混合油为实验体系,考察了压力和料液浓度对纳滤膜分离性能的影响。结果表明,纳滤膜的通量随压力线性增长,截留率初始随压力上升较快,随后增幅减慢而趋于稳定。随料液浓度的增加,纳滤膜的通量和截留率都有较大幅度的下降。相比较而言,以TEOS为交联剂所制得的纳滤膜分离性能最佳。大豆油/己烷混合油体系同水溶液体系的渗透特性类似,其渗透压可用van't Hoff方程计算。     

邻苯二甲酸氢钾对纳滤膜和反渗透膜分离影响

利用自主搭建的基于平板膜的纳滤-反渗透实验系统,参照一种实际煤化工分盐流程的废水配制实验样本,测定了不同废水离子含量下,纳滤膜和反渗透膜对Cl~-和SO_4~(2-)的截留率以及废水中添加邻苯二甲酸氢钾对纳滤膜和反渗透膜截留Cl~-和SO_4~(2-)效果的影响。结果表明,当SO_4~(2-)的质量浓度小于4 g/L时,在废水中添加邻苯二甲酸氢钾不影响纳滤膜对Cl~-和SO_4~(2-)的截留率。当SO_4~(2-)的质量浓度大于4 g/L时,废水中添加邻苯二甲酸氢钾提高了纳滤膜对Cl~-和SO_4~(2-)的截留率,但导致纳滤膜的分盐效果变差。废水中添加邻苯二甲酸氢钾对反渗透膜截留Cl~-和SO_4~(2-)没有影响,反渗透膜的分盐效果也不变。研究可为采用膜法分盐的技术处理工业废水提供理论分析和数据支持。     

CNT改性聚砜复合纳滤膜去除水中微量PAEs的研究

采用经CNT(碳纳米管)改性的纳滤膜处理水中微量邻苯二甲酸酯类(PAEs),研究各种因素对纳滤膜截留PAEs行为的影响。结果表明,经CNT改性的纳滤膜能有效去除PAEs,其截留率在84%以上。纳滤膜对PAEs的通量随操作压力、温度和p H的增大而增加,随离子强度的增大而减小;对PAEs的截留率随操作压力和离子强度的增大而增大,随温度的增大而减小,随p H的增大先增大后减小。     

CNT改性聚砜复合纳滤膜去除水中微量PAEs的研究

采用经CNT(碳纳米管)改性的纳滤膜处理水中微量邻苯二甲酸酯类(PAEs),研究各种因素对纳滤膜截留PAEs行为的影响。结果表明,经CNT改性的纳滤膜能有效去除PAEs,其截留率在84%以上。纳滤膜对PAEs的通量随操作压力、温度和p H的增大而增加,随离子强度的增大而减小;对PAEs的截留率随操作压力和离子强度的增大而增大,随温度的增大而减小,随p H的增大先增大后减小。     

四种纳滤膜对高盐废水分盐效果分析

为了使煤化工零排放高盐废水分盐产出高质量NaCl和Na_2SO_4结晶盐,提高废水处理过程的分盐效率,以宁东某煤化工零排放高盐废水的水质情况模拟配制了无机盐溶液,选取了膜1、膜2、膜3和膜4等4种商用纳滤膜,探讨了其对模拟高盐废水中的常规离子(Mg~(2+)、 Ca~(2+)、 Na~+、 K~+、 SO_4~(2-)、 Cl~-、 NO_3~-)的截留率,并考察了4种纳滤膜的水通量和分盐效果。结果表明,4种膜对阳离子的截留率从高到低依次为Ca~(2+)> Mg~(2+)> K~+> Na~+;对SO_4~(2-)的截留率为95%~99%,对Cl~-和NO_3~-截留率为负值;4种纳滤膜产水侧ρ(Cl~-)/ρ(SO_4~(2-))值由大到小依次为膜1>膜4>膜2>膜3,纳滤膜1表现出更好的无机盐离子截留率和分盐效果。     

纳滤海水软化的实验研究

利用小型平板膜测试设备,进行纳滤海水全回流实验研究.考察了操作压力、流量对DL膜通量的影响和膜对海水中主要离子的截留效果,进而研究在7 h的运行过程中DL膜对海水的软化效果,最后采用扫描电镜与X射线能谱分析纳滤海水软化过程中微溶盐的结晶情况及二价阳离子与海水中有机物的络合作用.结果表明,荷负电DL纳滤膜具备良好的渗透性和分离性能,膜通量随压力的升高线性增加,提高流量通量略有增大.在0.8～2.4 Mpa的压力范围内,DL膜对SO42-和Mg2+的截留率分别保持在98%和70%以上,对Ca2+、Na+和Cl-的截留率是随着压力的升高先增大后保持稳定.随着运行时间的延长,膜通量和离子截留率呈现一定下降趋势.在全回流运行方式下,硫酸钙表面结晶是膜通量衰减的主要原因,海水有机物与二价钙镁离子的络合作用甚微.     

纳滤膜技术浓缩分离含镍离子溶液

采用纳滤膜法对较高浓度含Ni2+离子溶液进行了高倍数浓缩,考察了操作压力、进料液流量、原水Ni2+离子质量浓度和pH等因素对分离过程性能的影响.结果表明,纳滤膜对Ni2+的截留率随操作压力、进料液流量和原水Ni2+质量浓度的增加而增大,膜通量则随进水Ni2+的质量浓度增加而减小.对于Ni2+质量浓度为3900 mg·L-1,pH为3的NiSO4溶液原水,在操作压力1.4MPa条件下,经截留液全循环工艺运行,纳滤淡化出水Ni2+的截留率均保持在99.6%以上,浓缩液中Ni2+质量浓度最高可能达到23 510mg·L-1,浓缩倍数超过6.研究表明,选择适宜的纳滤膜用于重金属废水的高倍数浓缩,实现有价金属的资源化回收具有良好的技术可行性.     

不同国产纳滤膜对饮用水中氟离子的去除影响研究

选用两种国产纳滤膜NF1和VNF2进行除氟的实验研究,考察了不同的原水pH、操作压力、进水F-浓度、温度以及腐殖酸的浓度对纳滤除氟截留率以及膜通量的影响。实验结果表明:VNF2膜的截留率高于NF1膜,而膜通量则低于NF1;同时两种膜的最佳操作条件为pH在6.5~7.0,温度在18~23℃,操作压力为0.4 MPa,进水氟离子浓度为4 mg/L;而腐殖酸主要通过静电斥力和氢键影响纳滤膜的截留率和膜通量,同时出水F-浓度满足生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)。     

纳滤浓缩回收高含磷废水

采用商品纳滤膜NF90浓缩回收高含磷废水,考察了预处理、pH、跨膜压力和浓缩倍数对纳滤浓缩回收含磷废水效果的影响。结果表明,利用氢氧化钠调节废水至pH=5时,固体去除率为64.2%,电导率降低60.3%。纳滤膜除磷技术的优化工艺条件为:料液pH=5,操作压力3 MPa,此条件下纳滤膜可长时间保持较高的通量。料液浓缩5倍时,TP的截留率为91.7%,脱盐率为90.7%。     

纳滤法高浓盐水精制及传质性能

采用多元件串联4吋纳滤膜装置对典型高浓度盐水进行脱硝精制研究,考察了膜支数、操作压力、进水流量对离子截留率、产水流量(回收率)、能耗及结垢趋势的影响,同时获得各因素对水分子及离子在纳滤膜两侧传质速率影响规律。结果表明:纳滤可有效去除高浓度盐水中SO_4~(2-),截留率接近100%,Ca~(2+)截留率30%~50%,Na~+、Cl~-截留率小于10%,产水中SO_4~(2-)浓度接近0,SO_4~(2-)与Cl~-分离效果明显;产水最低能耗2 kWh/m~3,由于原水中Ca~(2+)含量较高,浓水侧CaSO_4结垢趋势明显,阻垢剂等防垢措施在应用过程中十分必要。所选择纳滤膜具有较高的水通量,回收率可达60%。实验结果为纳滤在高浓度盐水去除SO_4~(2-)领域的工业应用奠定了基础。     

气液两相流强化卷式纳滤膜分离硫酸镁水溶液

气液两相流强化卷式纳滤膜分离实验是针对DK2540卷式纳滤膜,采用气液两相流强化分离技术,对硫酸镁溶液进行研究,较系统地研究了温度、料液浓度、过膜压力、料液流速、气体流速等因素在分离硫酸镁溶液时,对膜通量、截留率和膜通量增加率的影响,并总结了气液两相流强化效果。结果表明,气液两相流强化卷式纳滤膜分离有明显的效果。温度宜在30~40℃。料液浓度越大、过膜压力越小、气液比越大,气液两相流强化效果越明显。     

氯化钾反浮选药剂的膜技术分离研究

以含氯化钾反浮选药剂料液为研究对象,将膜分离技术应用于盐湖卤水中氯化钾反浮选药剂分离,研究开展药剂含量、操作压力、温度、无机盐离子种类及含量等工艺条件对无机陶瓷膜和聚酰胺复合膜分离药剂效果影响。结果表明,药剂截留率随着药剂含量的增加而增加,随着膜孔径、料液温度的增大而减小,以操作压力小于1.5 MPa、料液温度低于30℃为宜。无机盐对聚酰胺复合膜通量影响显著,其中MgCl_2影响最大;膜通量随着盐含量的升高而下降,药剂截留率均随着盐浓度的升高而逐渐增加;20℃,操作压力1.0 MPa,料液浓度400 mg/L时,聚酰胺复合膜1、2、3对药剂截留率分别达到98.5%、94.9%、89.9%。