国产纳滤膜淡化高砷苦咸水及膜污染清洗方法的研究

发布时间：2018-02-28 03:14

本文关键词： 苦咸水淡化国产纳滤膜饮用水膜污染渗透反洗　出处：《中国海洋大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：含砷地下苦咸水淡化,作为我国西北地区安全饮用水开源增量的技术之一,极大程度地缓解了当地淡水资源短缺的问题,成为解决淡水资源危机的战略性选择。常用的苦咸水淡化方法主要有蒸馏法、电渗析法及反渗透法,目前大多采用反渗透法和电渗析法。而纳滤膜作为近几十年发展成熟的新兴技术,在国内外已广泛应用于苦咸水淡化制备安全饮用水领域,但大部分研究中使用的都是进口纳滤膜,价格昂贵。国产纳滤膜的开发及应用为纳滤膜在安全饮用水的制备产业中开辟了新领域,在降低工程成本的前提条件下,将会在很大程度上缓解我国水资源短缺的现状。但是,在缓解人类供水需求的同时,纳滤膜淡化苦咸水系统本身也存在一些问题,不适当的操作条件将制约其工作效率,影响产水水质,含大量化学清洗药剂的清洗废水直接排放,则会引起环境污染,并且残留在膜表面的药剂会对膜造成一定的损伤作用,缩减膜的使用寿命。本论文以国产纳滤膜淡化含砷苦咸水作为切入点,考察研究该技术的可行性。主要研究内容及结论如下：1.采用三种不同型号(NF-3A、NF-2A及NF-6)的国产纳滤膜进行实验研究,对我国西北地区的地下高砷苦咸水进行淡化,以制备安全饮用水,缓解当地水资源短缺问题。采用小型纳滤膜性能评价系统,控制适当的操作条件,对比研究三种不同纳滤膜的苦咸水淡化性能,可知NF-3A膜对苦咸水的淡化性能最优,NF-2A膜次之,NF-6膜脱盐性能稍差；同时,研究考察不同操作条件,如系统温度、操作压力、进水pH、原水中天然有机物浓度、无机盐离子浓度及种类等对纳滤膜性能的影响,总结出各个因素的影响规律,优化操作条件,提高系统效能。2.任何压力驱动膜系统经长期运行必然形成一定程度的膜污染,采用传统的清洗方法,对苦咸水淡化之后的纳滤膜表面不同污染进行清洗研究,针对不同污染物类型,研究总结出适宜的清洗方法：对于膜表面的无机污染,选择酸性药剂(HCl, pH=2)清洗,而对于有机污染则选用碱性药剂(EDTANa2,3.5 mg/L)清洗,以使纳滤膜性能在最大程度上得到恢复。3.在传统清洗方法的基础上,对新型膜和环境友好型渗透反洗技术进行研究,确定最优参数,提高清洗效率。渗透反洗的效率受很多操作条件的影响,综合考虑各种因素,实验表明,高浓度盐溶液选用浓度为0.150 g/mL的NaCl溶液,膜两侧液体流速控制为0.121 L/min的条件最有利于渗透反洗过程的进行。由于无机污染物先于有机污物出现在膜表面,且前者更易清洗去除,为使渗透反洗的效果达到最优,则将渗透反洗的临界开始时间控制为纳滤膜淡化苦咸水运行24 h后,且清洗时间越长,清洗效果越好,但清洗10 min后,膜性能几乎趋于平稳状态(99.78%的膜通量恢复率),因而将渗透反洗的时长控制在10 min,以在经济合理的条件下,使膜性能恢复率达到最优,提高膜的处理效能,延长膜的使用寿命。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU991.2

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