纳滤在水处理与回用中的应用现状与展望

纳滤(nanofiltration,NF)作为一种分离效果介于超滤和反渗透之间的膜过滤技术,在过滤过程中同时兼具物理孔隙产生的筛分效应和膜面电荷产生的道南效应作用.纳滤对水中的大多数有机物和多价盐离子具有很高的截留率,而对单价离子截留率较低,因而对单价多价盐具有良好的选择分离特性,近年来在饮用水软化、污水深度处理与回用、工业过程浓缩分离等方面得到了较为广泛的应用.据估计,到2019年纳滤膜的全球市场份额将达到4.451亿美元,同时在2015—2019年间将保持高达15.6%的年复合增长率(compound annual growth rate,CAGR).本文总结了目前市场上的纳滤膜品种、产品性能以及纳滤膜在水处理与回用中应用情况,并针对纳滤膜在应用中存在的问题提出了可行的方法和建议,最后对纳滤膜未来的发展方向提出了展望.     

膜法技术在印染废水深度处理中的应用和研究

采用超滤-纳滤、超滤-反渗透2种膜集成工艺对印染废水二级生物法的处理出水进行深度处理,比较2种不同材料和结构的超滤膜预处理的效果,并研究了纳滤和反渗透对出水水质的影响.研究结果表明,作为纳滤和反渗透预处理的有效手段,超滤能有效去除部分COD.PES超滤膜综合性能较PVC超滤膜好;在深度脱盐方面,与反渗透膜相比纳滤膜在较...     

基于BP神经网络的吡虫啉农药废水纳滤分离模型

为了有效控制农药废水纳滤分离工艺运行,基于DK膜预处理吡虫啉废水的试验数据,采用神经网络算法仿真模拟了纳滤系统去除污染物的过程,建立了纳滤分离动态模型,预测了多影响因素作用下的吡虫啉农药废水中污染物去除规律和实时性动态变化,不仅完善了纳滤分离理论系统,而且模型精度满足应用要求,计算的COD、盐分去除率与实测值的相关系数大于0.99,误差在±4%范围内,为农药废水的有效治理提供了必要的技术支持。     

萃取条件对支撑液膜法提取有机酸的影响

采用支撑液膜法分离提取混合液中的有机酸,通过萃取工艺条件优化,探讨支撑液膜法提取有机酸的可行性。由疏水微滤膜组件、载体、有机溶剂和反萃取剂组成的支撑液膜体系可以有效实现有机酸的分离提取。气相色谱分析表明,当提取时间为360min、给液相有机酸浓度为20g/L、载体体积浓度为10%及温度为30℃时,总有机酸提取率可达79.3%,较好实现了有机酸的同步提取和浓缩。     

Controlling various contaminants in wastewater effluent through membranes and engineered wetland

For effective wastewater reclamation and water recovery, the treatment of natural and effluent organic matters (NOM and EfOM), toxic anions, and micropollutants was considered in this work. Two different NOM (humic acid of the Suwannee River, and NOM of US and Youngsan River, Korea), and one EfOM from the Damyang wastewater treatment plant, Korea, were selected for investigating the removal efficiencies of tight nanofiltration (NF) and ultrafiltration (UF) membranes with different properties. Nitrate, bromate, and perchlorate were selected as target toxic anions due to their well known high toxicities. Tri-(2-chloroethyl)-phosphate (TCEP), oxybenzone, and caffeine, due to their different K _ow and pK _a values, were selected as target micropollutants. As expected, the NF membranes provided high removal efficiencies in terms of all the tested contaminants, and the UF membrane provided fairly high removal efficiencies for anions (except for nitrate) and the relatively hydrophobic micropollutant, oxybenzon. Through the wetlands, nitrate was successfully removed. Therefore, a fair process of combining membranes with an engineered wetland could be proposed for sustainable wastewater reclamation and optimum control of contaminats.     

纳滤去除水中的内分泌干扰物

采用陶氏DOW FILMTEC NF270芳香聚酰胺类复合纳滤膜处理水中内分泌干扰物——17α-乙炔雌二醇（EE2）,实验中分别考察了原液浓度、操作压力、pH值、Ca²⁺浓度及腐殖酸共存等不同条件下对EE2截留效果的影响。结果表明,NF270对于去除水中的EE2具有很好的效果,截留率可达到97.6%,而且,实验发现,原液浓度对EE2的截留效果影响较小;当操作压力为0.6 MPa时,膜对EE2的截留效果最好;而随着pH值和Ca²⁺浓度的增加,膜对EE2的截留率均呈上升趋势;而当腐殖酸存在时膜对EE2的截留率有明显提高,但同时也造成膜污染加剧和膜通量下降,特别是在EE2、腐殖酸和Ca²⁺共存时,膜污染更加严重。     

酒石酸钾钠（PST）对纳滤处理重金属废水的强化效果

以酒石酸钾钠（PsT）为络合剂,分别选取cd、zn、As和Ph4种金属废水,探索络合纳滤工艺对金属离子去除率和膜通量的强化效果,测定纳滤膜表面接触角以表征膜通量变化规律,并研究了压力、金属浓度和溶液pH参数对络合纳滤过程的影响。结果表明,PsT对4种金属去除的强化效果存在相似规律,分别有一个最佳PsT添加浓度。随PsT浓度的增加,金属离子去除率先增大后减小,而膜通量一直增大。研究发现,纳滤膜表面接触角与膜通量呈稳定的反比例关系,与金属离子种类和PsT添加量无关。随着操作压力的增大,膜通量线性增加,去除率基本不变;金属离子浓度的增加对膜通量影响不大,金属去除率略有上升;pH在4～5之间变化时,As去除中膜通量和去除率均有所升高,而cd、zn和Ph3种溶液处理效果基本不受pH影响。     

混凝-纳滤集成工艺深度处理脱墨废水简

采用混凝-纳滤工艺对脱墨废水生化出水进行深度处理。实验结果表明,当聚合氯化铝的投加量为100 mg/L时,废水中污染物的综合去除性能最佳,其中浊度去除率达91%,色度去除率达74%。采用4种相同材质、不同切割分子量的纳滤膜进一步深度处理后,出水达到《再生水质标准（SL368-2006）》中锅炉用水控制指标的要求。     

SPEEK涂层纳滤膜处理草甘膦废水

以聚醚砜(PES)超滤膜为基膜,采用涂层法制备磺化聚醚醚酮(SPEEK)中空纤维复合纳滤膜,研究其对草甘膦的浓缩和去除。考察了该膜在浓缩草甘膦模拟废水中的操作条件,如跨膜压力、进料浓度、进料pH和离子强度等对通量和截留率的影响。结果表明,随跨膜压力的增加,草甘膦的截留率和水通量均增加,当跨膜压力由0.3 MPa增加到0.8 MPa时,水通量由34.0 L/(m2.h)增加至98.0 L/(m2·h),截留率高于98%;增加进料浓度和离子强度,截留率和通量均减小,当进料浓度由100 mg/L增至1 000 mg/L,水通量降低12.4%,截留率降低8.4%;而pH由3.0升至11.0时,截留率增加,但通量几乎不变。当把该膜材料用于浓缩含高浓度NaCl的草甘膦母液时,发现在0.5 MPa压力和pH=11.0下,复合纳滤膜对NaCl的截留率低于20%,对草甘膦的截留率可达90%。这说明该复合纳滤膜可以把草甘膦与NaCl有效分离开来,为草甘膦的回收利用提供了基础。     

MBR-NF截留液中腐植酸的纳滤分离浓缩特性

MBR-NF截留液是一类难处理的高浓度有机废水,其所含有机物几乎都是腐植酸,可考虑资源利用。实验室内采用纳滤对其所含腐植酸进行分离浓缩。引入分离因子来表征纳滤的分离效果。实验结果表明,分离因子(SF)与体积浓缩倍数(CF)有很好的线性关系,浓缩倍数为5时,截留液中有机碳浓度为9 413 mg/L,重金属浓度处于mg/L水平,分离因子达到2.76,表明纳滤可有效地将MBR-NF截留液中的腐植酸与无机盐分离,并进行浓缩。