纳滤膜在苦咸水淡化工程中的应用

《纳滤膜在苦咸水淡化工程中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、纳滤膜在苦咸水淡化工程中的应用◆赵少延张白婷高亚男谢垂阳【摘要】：介绍了苦咸水的危害，综述了纳滤的原理及其独特的分离特点、纳滤膜在苦咸水淡化中的应用现状及进展。纳滤膜系统长期运行稳定,产水量基本保持恒定,操作压力低,能耗低,是一种适合于农村苦咸水淡化的可行性技术。【关键词】：纳滤膜苦咸水在我国西北干旱内陆地区,作为主要供水水源的地下水水质低劣,表现为高硬度、高氟、高砷、高铁锰、低碘、低硒特征,口感极差,甚至不能饮用。据不完全统计，我国农村约有4000多万人饮用此种苦咸水。其中的超标盐类和杂质对人体危害很大，如果人们长期饮用这种高矿化度的苦咸水，会引起腹泻、腹胀等消化系统疾病和皮肤过敏，还可能

2、诱发肾结石及各类癌症，严重影响生活质量和身体健康。此外，苦咸水对工农业生产也存在很大危害，如能把这部分含盐量高的苦咸水开发利用起来，既可提高苦咸水地区居民的生活质量，又可解决这些地区淡水资源匮缺的问题。反渗透淡化技术在苦咸水淡化中已得到应用,但是其制水成本目前仍然不适合应用于西北地区。近年来，纳滤(NF)作为一项新兴的膜分离技术正逐渐应用于苦咸水淡化，其独特的分离性能确立了它在苦咸水处理中具有重要的地位，纳滤膜出水水质优质稳定、安全性高，成本较低，易于实现自动化控制，因此纳滤技术被认为是21世纪最有发展前景的饮用水处理技术之一，在苦咸水淡化方面具有其他技术不可比拟的优越性。★1.纳滤膜在苦咸

3、水淡化中的应用现状纳滤膜是20世纪80年代末期发展起来的一种新型分离膜。是超低压反渗透技术的延伸和发展分支，截留分子量在反渗透和超滤之间。随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们对健康饮用水的要求也愈加迫切。纳滤膜独特的分离特性使得它在许多领域都有广泛的应用。目前，采用纳滤膜制取饮用水在国外已很普遍。在美国目前已有超过100×104m3/d规模的纳滤膜装置在运转，其中最大的纳滤脱盐软化装置位于美国佛罗里达州，日产水量为15.1×104m3。在沙特阿拉伯，SWCC公司成功地开发出了纳滤作为海水淡化的预处理技术，用于脱除硬度和总溶解固体，降低了反渗透的操作压力并提高了系统的回收率，保证了膜组件的

4、运行安全.但在我国，将纳滤技术广泛应用于工程实践的条件还不成熟，尚处于尝试阶段，主要问题是国产纳滤膜的性能指标不够过关。我国首套工业化大规模膜软化系统———144m3/d纳滤膜淡化苦咸水制备饮用水示范工程，由国家海洋局杭州水处理中心设计，于1997年10月在山东长岛南隍城建成投产。★2.纳滤膜的分离机理及分离特性（1）纳滤膜分离的工艺流程纳滤膜水处理装置由预处理和除盐两部分组，(见图1)。根据原水水质情况,预处理系统包含原水泵、多介质过滤器、精密过滤器、阻垢加药及pH调节系统和监测仪表等。除盐系统由纳滤淡化装置组成,设有高、低压自动保护及在线pH的电导自动检测系统。整个系统配置一套过程控制器

5、,能实现运行、备用及冲洗等自动和手动操作功能。为了降低纳滤膜装置生产成本,7采用国产纳滤膜元件。以下是对纳滤膜处理苦咸水的几点分析：①由上图可得装置在运行的过程中,初期出水电导率较高,系统的脱盐率为87%,随着系统运行时间的延长,系统的脱盐率也在逐渐上升,最后稳定在90%以上,脱盐效果好,出水电导率优于饮用水标准。②表1　纳滤进出水水质分析项目pH+Na/(mg·L-1)溶解性总固体/(mg·L-1)矿化度/(mg·L-1)-HCO3/(mg·L-1)2+Ca/(mg·L-1)2+Mg/(mg·L-1)2-SO4/(mg·L-1)Cl-/(mg·L-1)进水8.08811.413062.25

6、3097.7770.56145.1143.001572.86429.13出水7.58243.5388.07278.7913.119.366.2019.58203.57从表1可以看出,纳滤淡化后的苦咸水达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006),对人体健康不利的Ca2+等二价离子的去除效果非常好,去除率≥92%,而对人体所需的Na+等7一价离子的去除率小于70%,很好地解决了农村安全饮水的问题。③图3说明随着操作压力的增大，纳滤膜技术的脱盐效率逐渐变大，到压力增加到0.5MPa时基本保持稳定，再增加反而会降低。而出水电导率是在较低压力下数值较大。可知，纳滤膜技术可在较低操作压力条件下

7、完成。（2）纳滤膜的特性及其优势众所周知，较高的脱盐率使反渗透成为苦咸水处理及污染水源净化的有效途径,但其能耗大,制水成本高和浓水利用难的问题却使反渗透系统在苦咸水淡化应用中受到限制。进而，纳滤膜技术在淡化苦咸水的作用中日益突出，引起了人们的普遍关注。纳滤(NF)在供水领域的作用是脱色、软化、部分除盐,去除水中有害无机盐，如硫酸盐、砷、铬等,放射性镭,天然有机物与合成有机物、挥发性有机物、三致物质、消毒副产物