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。     

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。     

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。     

煤化工废水纳滤分盐效果及影响因素试验

为探究煤化工废水纳滤分盐规律,考察不同pH、盐组分及CODCr条件下纳滤膜对水中主要组分截留效果的影响,提高废水处理过程的分盐效率,文中针对不同水质的含盐废水,对纳滤膜分盐规律及污染物截留特性开展试验.在市场常用的9款纳滤膜中筛选出较适用于某零排放项目水质的4款膜,即进口膜J1、进口膜J2、国产膜G1、国产膜G2,并比对4款纳滤膜在不同条件下的分盐效果和适用性.试验结果表明,4款纳滤膜更适宜中性水质,且溶液中有较多Cl-时,会有更多的Cl-被截留,对于纳滤膜的分盐存在不利影响;J2分盐效果最好,G1分盐效果与其接近,这两款膜对水质CODCr变化适应性较强,而G1价格较J2低很多,性价比高,有望通过国产纳滤膜替代进口膜,从而大幅降低生产维护成本.     

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。     

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.     

1,3-二(N-亚磺酰胺)苯对复合纳滤膜性能的影响

通过与氯化亚砜反应,将间苯二胺的氨基保护,所得产物1,3-二(N-亚磺酰胺)苯作为有机相第二单体,参与聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的界面聚合。1,3-二(N-亚磺酰胺)苯添加质量浓度范围为0~0.06%,研究了该变量对纳滤膜盐截留率、水通量、表面形貌、水接触角的影响。结果表明,1,3-二(N-亚磺酰胺)苯可作为调节纳滤膜性能的添加剂,并改变膜表面形貌与水处理性能。当1,3-二(N-亚磺酰胺)苯的添加量介于0~0.03%时,纳滤膜对氯化钠溶液的截留率下降,水通量上升;当1,3-二(N-亚磺酰胺)苯的添加量介于0.03%~0.06%时,纳滤膜对氯化钠溶液的截留率基本不变,水通量下降。最后探讨了亚磺酰胺基团在界面反应中的作用机理。     

低压耐污共混纳滤膜的研发及其对典型溶解性有机物的去除研究

采用相转化法制备掺杂介孔硅的共混纳滤膜。利用N2吸附-脱附和小角XRD测试对制备的介孔硅进行表征,结果证明共混膜中的掺杂材料为有序的介孔硅材料。利用扫描电子显微镜(SEM)对制备的共混膜截面进行表征,结果表明介孔硅的添加能够明显改变膜的结构和均匀性。研究了共混纳滤膜的截留分子量和耐污性能实验,结果表明介孔硅的添加能够缩小膜的孔径,其中,0.2wt%、0.5wt%、1.0wt%掺量共混纳滤膜的膜孔半径为0.78~2.13nm;均匀性越好的共混纳滤膜水通量变化越小,水通量恢复率越高。考察自制共混纳滤膜对富里酸的去除效果,结果表明掺杂介孔硅的共混纳滤膜可以明显提高对富里酸截留率,截留率最高的0.2wt%共混纳滤膜效果明显优于商业膜NF-70。     

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。     

一种荷负电复合纳滤膜的制备及表征

以间苯二甲胺(m-XDA)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,采用界面聚合的方法在聚砜底膜上形成一层功能层制备了荷负电复合纳滤膜。通过改变界面反应的时间、缓冲溶液的pH、油相单体浓度、水相单体浓度等条件,调节并最终优化该纳滤膜的截留率。该复合纳滤膜对不同盐溶液的截留率顺序为Na_2SO_4MgSO_4NaClMgCl_2,其中Na_2SO_4的截留率可保持在86%。通过扫描电子显微镜,衰减全反射红外光谱仪和X射线光电子能谱对具代表性的纳滤膜的结构进行了表征。利用Zeta电位仪考察该膜表面的荷电性。     

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Na2SO4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(Mg2+、Ca2+、Na+、K+、SO42-、Cl-、NO3-)的截留率,并考察...     

微量间苯二胺对聚哌嗪酰胺复合纳滤膜性能的影响

用间苯二胺作为水相第二单体,研究了微量间苯二胺对聚哌嗪酰胺复合纳滤膜性能的影响。间苯二胺添加质量分数为0~0.05%,研究了该变量对纳滤膜盐截留率、水通量、表面形貌、水接触角的影响。结果表明,随着微量间苯二胺添加,纳滤膜对氯化钠的截留性能明显上升(34%至90%),水通量明显下降(112 L/(m2·h)至23 L/(m2·h)),膜亲水性下降。X射线光电子能谱结果表明,微量间苯二胺的添加,使得复合层交联度上升,从而进一步引起上述膜性能变化。因此,在纳滤膜生产中,微量间苯二胺可以作为水相的第二单体调控纳滤膜的性能,同时应避免间苯二胺污染引起的膜性能波动。     

基于脱硫废水零排放的膜法深度处理工艺研究

以脱硫废水为处理对象,提出了软化预处理后的纳滤-电渗析深度处理组合工艺。考察了纳滤分盐特性及电渗析浓缩工艺特性。实验结果表明：纳滤膜 NF270 相比于 NF90 膜接触角较小,膜通量更大。同时 NF270 对 SO₄^2-的截留率为 90% 以上,对 Cl^-的截留率仅为 4%,可以实现良好的分盐效果。两段式纳滤膜处理进一步降低了杂质离子的干扰,提高了 Cl^-的纯度。电压对电渗析浓缩 Cl^-的相对浓缩率影响较大,而温度影响相对较小。经 7次浓缩,Cl^-浓度从77.6 mmol/L提升至1 201.2 mmol/L,可以满足制次氯酸钠的生产标准（GB 19106-2013）。     

膜集成技术处理氯化法钛白后处理废水的研究

氯化法钛白无机包膜处理工序会产生大量中性废水,其中包含少量钛白粉和水溶性盐,现阶段企业多以外排为主。采用膜集成（陶瓷膜+反渗透膜+纳滤膜）技术对氯化法钛白后处理废水的处理进行研究。将氯化法钛白后处理废水用陶瓷膜过滤,分离回收二氧化钛;将陶瓷膜清液用反渗透膜浓缩,清水回收利用;将反渗透浓液用纳滤膜分离硫酸钠和氯化钠。结果表明：利用陶瓷膜处理氯化法钛白后处理废水,平均通量为650 L/（m ²·h）,浓液中钛白粉质量浓度达到90 g/L以上,清液中钛白粉质量浓度低于0.001 g/L;使用反渗透膜截留清液中的硫酸钠和氯化钠,硫酸钠和氯化钠的截留率为99.5%,浓水中的盐质量分数达到4%以上;浓水中的硫酸钠和氯化钠通过纳滤膜分离,纳滤膜对硫酸钠的截留率为97%,硫酸钠质量分数达到14%以上。     

卷管式及碟管式膜应用于制药废水分盐零排放的中试工程运行分析

采用卷管式反渗透膜(DTL-RO)、碟管式反渗透膜(DTRO)和碟管式纳滤膜(DTNF)组合工艺对制药废水进行分盐零排放处理。经生化处理后的制药废水进入一级DTL-RO系统,浓缩液软化后再进入浓水DTL-RO系统进行二次浓缩,浓缩液被送入DTNF系统进行分盐。DTNF浓缩液直接去机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发结晶装置,得到硫酸钠固体;DTNF透过液再经DTRO系统继续浓缩后被送至另一MVR蒸发结晶装置,得到氯化钠固体。经现场中试验证,卷管式及碟管式膜均具有很好的抗污染性能,能承受较高的污染物冲击;DTNF具有较好的分盐效果,对SO42-的截留率高达98%以上,对Cl-呈现负截留。卷管式及碟管式特种膜技术较好地解决了制药废水的浓缩减量及分盐资源化利用的问题。     

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。     

新型高通量复合纳滤膜的制备及其性能研究

以聚乙烯亚胺(PEI)和单宁酸(TA)为水相单体、均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,通过界面聚合制备了复合纳滤膜,并对膜性能进行了表征和评价测试。结果表明,水相溶液TA、PEI的质量分数分别为0.3%、0.2%,水相pH为12,油相溶液TMC的质量浓度为0.2 g/L,反应时间为1 min,在60℃下烘干成膜为优化制备条件。此复合膜在温度为25℃、压力为0.5 MPa下得到的对4种无机盐截留顺序为Na_2SO_4MgSO_4MgCl_2NaCl,水通量MgCl_2NaClNa_2SO_4MgSO_4。该纳滤膜具有良好的SO_4~(2-)和Cl~-的分离效果。同时,该纳滤膜具有良好的耐污染性能,对腐殖酸和牛血清蛋白的24 h抗污染测试,水通量仍达到初始水通量的84.2%以上。     

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。