纳滤膜在高盐废水零排放领域的分盐性能研究

煤化工高盐废水蒸发结晶的产品主要是NaCl和Na_2SO_4,通常100℃析出Na_2SO_4,50℃产出NaCl,二者共饱和时液相[Cl~-]/[SO_4~(2-)]分别为5.2和4.1,为提升分盐效率,应使进料[Cl~-]/[SO_4~(2-)]5.2或4.1,为此拟通过纳滤膜来实现这一目标。通过中试试验验证纳滤膜的分盐性能,结果表明:当进水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=1.2时,纳滤产水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=13.64.1,纳滤浓水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=0.35.2,SO_4~(2-)截留率为90.3%,Cl~-截留率为-7.2%;当进水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=3.0时,纳滤产水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=45.84.1,纳滤浓水[Cl~-]/[SO_4~(2-)]=0.85.2,SO_4~(2-)截留率为92.2%,Cl~-截留率为-4.5%。由此可见,采用纳滤膜进行初步分盐可以大大提升蒸发结晶的分盐效率。     

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。     

国产纳滤膜对无机盐截留性能的研究

通过对苦咸水中常见阳离子Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~+和阴离子HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-构成的单组分溶液以及双组分(同阴离子和同阳离子)混合溶液进行分离截留实验,研究对比国产纳滤膜NF1和VNF2对离子的截留性能以及同种电荷离子间的相互影响。结果表明,在单组分溶液中,荷负电膜NF1和VNF2对阳离子截留顺序相同为Mg~(2+) Ca~(2+)Na~+;对阴离子截留顺序则因电黏滞效应引起纳滤膜孔径变化的影响不同,对NF1为HCO-3~-SO_4~(2-)Cl~-,对VNF2为SO_4~(2-)HCO_3~-Cl~-。在混合溶液中,2价离子会阻碍单价离子的去除。在处理无机盐方面,VNF2膜的截留性能优于NF1膜,特别是单价离子;同种电荷离子之间相互影响不同,扩散系数差别越大,同种电荷离子间相互影响越大。     

火电厂脱硫废水资源化回用处理工艺研究

为解决现阶段脱硫废水回用及零排放工艺投资成本、运行费用高的问题,根据脱硫废水水质特点,提出超滤-纳滤-反渗透-电解制氯的脱硫废水资源化回用工艺,并通过中试对工艺中的核心系统超滤、纳滤系统进行可行性研究。结果表明,超滤-纳滤系统可有效将脱硫废水中1价离子、2价离子进行分离,1价离子进入纳滤产水,2价离子截留在纳滤浓水中,超滤出水浊度、SDI分别0.5 NTU、3,纳滤1价离子透过率在20%~30%,2价离子SO_4~(2-)、Mg~(2+)、Ca~(2+)透过率分别0.2%、2.5%、9%。纳滤产水浓缩后电解制氯,纳滤浓水直接回至脱硫塔,实现脱硫废水的资源化利用以及零排放。     

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。     

海上纳滤水处理技术研究与应用

海水作为海上油田常用注水水源因存在大量成垢离子易导致后期结垢。通过静态配伍性试验、动态配伍性试验及岩心配伍性试验,考察了纳滤海水与RX-1油田地层水的配伍性。试验结果表明:纳滤海水与地层水混合后几乎无沉淀,岩心驱替100 PV,渗透率下降20%以内。矿场试验结果表明:海水经纳滤处理后,水质稳定,Ca~(2+)由366 mg/L降到平均19 mg/L,Ca~(2+)去除率为94%;SO_4~(2-)由2 690 mg/L降到平均4 mg/L,SO_4~(2-)去除率为99%。纳滤装置1 a的应用结果表明:注入端压力平稳,未出现结垢问题。     

纳滤和电渗析对浓海水一二价离子的分离性能

采用纳滤及一价选择性离子交换膜电渗析2种方法对模拟浓海水进行分离浓缩,探索一、二价离子(Na~+/Mg~(2+),Cl~-/SO_4~(2-))的分离效果.实验表明,DL2540膜对二价离子的截留性能优于NF270膜,在2.1 MPa压力、浓侧流量为300 L/h的条件下,对Mg~(2+)和SO_4~(2-)的截留率分别达98.1%和80.5%,分离因子为2.5和40.0.一价离子选择性电渗析膜对阴离子Cl~-和SO_4~(2-)的分离效果明显好于阳离子Na~+和Mg~(2+),Na+回收率为90%时,选择性迁移比分别为18.4和2.9.纳滤和选择性电渗析对一、二价离子都有较好的分离效果,电渗析离子分离的同时可实现浓缩,而纳滤对一价离子几乎无浓缩效果.     

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。     

膜技术在海水淡化浓盐水资源化利用中的试验研究

采用以"超滤+纳滤"(UF+NF)为主体工艺的中试装置对海淡浓盐水进行实验,探究浓盐水资源化利用的可行性。实验结果表明,超滤单元UF出水浊度0.2 NTU,SDI _(15)值0.8,满足后续有机膜单元的进水水质要求。纳滤单元选取2种不同型号纳滤膜进行实验,综合对比DK纳滤膜截留率效果较好,纳滤产水用于氯碱化盐,不仅能够节约纯水,减少原料氯化钠的消耗,同时解决了浓海水排放的问题,实现变废为宝。     

煤化工含盐废水纳滤分盐效果研究

针对煤化工行业中废水"零排放"的问题,为避免末端产生危废杂盐,对其中一价盐与二价盐进行有效分离是关键所在。对两种国产纳滤膜与两种进口纳滤膜进行了综合评价;结果表明,在进水水质pH为中性、 n(Cl-):n(SO_4~(2-))的比例在2∶1～1∶1、运行压力为低压条件下,国产A膜对SO_4~(2-)的截留率在98.5%以上,对Cl~-的截留率小于0,水通量在可接受范围内,对总硅的截留率在10%～40%,可达到与进口膜基本相同的分盐效果。     

对纳滤膜分离净化湿法磷酸溶液影响因素的研究

选择NP010和NP030两种纳滤膜对含MgSO_4、Fe_2(SO_4)_3、Al_2(SO_4)_3的磷酸溶液进行分离净化试验,考察了盐含量、操作压力、料液温度等对纳滤膜分离性能的影响。结果表明:随盐含量的增大,纳滤膜的通量减小,其对盐的截留率亦下降;随操作压力的增大,纳滤膜的通量增大,截留率也随之增大,但在压力较高时,截留率增大趋势不明显;料液温度上升,纳滤膜的通量上升,截留率下降;在不同盐含量、操作压力、料液温度的条件下,两种纳滤膜对P_2O_5的截留率均在5%以内。     

进水水质对纳滤膜苦咸水软化的分离性能

针对黄淮地区苦咸水,构建了小试级别的纳滤膜法软化系统,并开展了包括pH、总溶解固体含盐量(TDS)和总有机碳(TOC)等进水水质对DL、DK型纳滤膜的软化分离实验。结果表明,pH为3~10、TDS为1317~5926 mg·L~(-1)和TOC为2.72~12.24 mg·L~(-1)的进水条件下,DL和DK纳滤膜比通量随pH的增加分别呈先上升后下降和缓慢下降的趋势,随进水TDS和TOC的增加呈整体下降趋势,而纳滤膜对硬度离子(Mg~(2+)和Ca~(2+))的截留率均呈明显的上升趋势。DL膜运行至267 h时,膜比通量下降幅度超过10%,进行化学清洗,酸洗后膜比通量恢复率达到85.05%,酸洗加碱洗后该值高达97.2%,结合扫描电子显微镜和原子力显微镜表征结果,可知化学清洗对膜面污染有较好的去除效果。     

ZrO_2-TiO_2复合纳滤膜在模拟放射性废水中的应用

核工业、核研究及医疗等过程会产生大量的放射性废水,会对环境和生物体造成严重伤害,必须经过合适的处理后才能排放。采用高性能陶瓷纳滤膜处理模拟放射性废水,考察了跨膜压差、pH和离子浓度等操作参数对Co~(2+)和Sr~(2+)截留性能的影响,并对操作参数进行了优化。所用陶瓷纳滤膜材料为ZrO_2-TiO_2复合材料,截留分子量为500,纯水渗透率为270 L·m~(-2)·h~(-1)·MPa~(-1)。研究表明,陶瓷纳滤膜对Co~(2+)和Sr~(2+)两种离子的截留率随着跨膜压差的升高而增大,膜的渗透通量随着跨膜压差的增大呈线性增加。p H变化时,截留率在一定pH范围内先降低后升高,在等电点(pH=7)附近达到最小值;pH=3的情况下,两种离子的截留率均达到最高,Co~(2+)和Sr~(2+)的截留率均在99%以上,而纳滤膜渗透通量保持稳定。离子截留率和渗透通量均随进料浓度的增大而减小,在2000min的连续循环操作过程中,陶瓷纳滤膜材料的渗透通量及其对Co~(2+)和Sr~(2+)的截留率均维持在较高水平。陶瓷纳滤膜在放射性废水处理方面展现出了良好的应用前景。     

CMC/PAAS共混复合纳滤膜的制备及性能研究

利用涂覆交联的方法,以羧甲基纤维素钠(CMC)和聚丙烯酸钠(PAAS)的共混液为活性层铸膜液,水解的聚丙烯腈(PAN)超滤膜为支撑层,Fe(NO_3)_3水溶液为交联剂,制备了一种新型共混复合纳滤膜。其最佳制备条件为:CMC/PAAS共混质量比为4∶1,交联剂浓度为0.125 mol/L,交联时间为2.5 h。利用全反射红外光谱(ATR-IR)、扫描电镜(SEM-EDAX)对膜结构进行表征。结果表明,Fe~(3+)能够有效地交联活性层与支撑层,形成结构稳定的纳滤膜。纳滤膜对无机盐的截留按以下顺序依次降低:Na_2SO_4、Na Cl、Mg SO_4、Mg Cl_2,表现出荷负电纳滤膜的截留特征。在连续运行24 h后,纳滤膜的纯水通量仍可达到7 L/m~2·h,截留率约为85%,显示了较好的稳定性能。     

纳滤膜对水中多环芳烃类物质的分离特性研究

以萘、菲、荧蒽为对象研究了不同操作压力、pH、离子强度条件下纳滤膜对多环芳烃类物质的去除特性.结果表明,纳滤膜对PAHs类物质的截留率达到90%以上,是有效的分离方法.选用BDXN-70去除PAHs的最佳处理条件为:操作压力0.4MPa,pH为10,离子强度(Ca2+)为0.4mS·cm-1.     

聚丙烯腈基纳滤膜脱盐性能的研究

以聚丙烯腈为原料,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂制备了纳滤膜,研究了水中离子种类(Na Cl、KCl、Mg Cl2、Mg SO4、Cu Cl2、Cu SO4)、离子浓度与溶液p H值等因素对纳滤膜脱盐性能的影响。结果表明,该纳滤膜对水中Mg SO4和Cu Cl2的截留率最好,达98.34%;随Mg SO4浓度从10 mg/L增至50 mg/L,纳滤膜的截留率在30 mg/L时最高;随p H从1增大至5,纳滤膜的截留效果先减小后增大。     

聚丙烯腈基纳滤膜脱盐性能的研究

以聚丙烯腈为原料,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂制备了纳滤膜,研究了水中离子种类(Na Cl、KCl、Mg Cl2、Mg SO4、Cu Cl2、Cu SO4)、离子浓度与溶液p H值等因素对纳滤膜脱盐性能的影响。结果表明,该纳滤膜对水中Mg SO4和Cu Cl2的截留率最好,达98.34%;随Mg SO4浓度从10 mg/L增至50 mg/L,纳滤膜的截留率在30 mg/L时最高;随p H从1增大至5,纳滤膜的截留效果先减小后增大。     

关于去除盐水中硫酸根问题的探讨

氯碱工业所用的盐含有大量的Mg~(2+)、Ca~(2+)、SO_4~(2-)等杂质,在盐水精制过程中必须加以去除,否则,对电解槽产生不良影响。目前,去除硫酸根工艺主要有机械冷冻法、钡盐法。当除根能力不足或不去除硫酸根的情况下,盐水中硫酸根增至一定浓度后就不再增加,这表明盐水中硫酸根离子存在着平衡浓度。一、盐水中硫酸根离子平衡浓度的理论解释食盐溶解过程中,新溶解盐中硫酸根离子     

卤水处理纳滤膜的制备及其在工程化应用中的研究

通过在膜制备过程中引入两性离子N-乙基胺哌嗪丙基磺酸盐(AEPPS)制备高性能卤水处理纳滤膜。当AEPPS添加量为0.3%时,纳滤膜对Mg SO_4脱除率达到99.79%,通量为40.13 L/(m~2·h),CaCl_2脱除率为88.68%,通量为42.12L/(m~2·h),综合性能最佳。卤水处理工程化应用结果表明,所制备纳滤膜对Ca~(2+)、Mg~(2+)脱除率分别达到84%、95%,同比优于国外竞品膜的75%、92%,两者系统产水量相当,在同类行业中具有明显的技术和成本优势。     

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。