盐化工废水处理中纳滤膜的应用分析

2022-09-11

一、纳滤膜应用分离技术

1. 纳滤膜分离技术简介

在废水处理项目中, 膜分离技术是一个很常见的方法, 这些年来, 国内外学者对此技术产生了浓厚的兴趣。纳滤是什么, 它英文名称是Nanofiltration, 属于膜分离技术的一种, 研发于20世纪后半期, 它的过滤效果在反渗透和超滤渗透之间。它对一、二价离子的选择性能不同, 可以阻挡小分子有机物, 过滤过程中压力小, 消耗少, 因此应用范围广。纳滤技术具有非常显著的优点, 在水处理项目中有很好的市场前景。本文重点是对纳滤膜的特点、应用与发展动态进行了论述。

2. 纳滤膜分离机理概述

纳滤属于膜分离技术的一种, 其过滤效果在反渗透和超滤渗透之间, 它的分离层的主要组成成分是聚电物, 存在电荷, 所以能够表现出显著的电荷与筛分现象。筛分现象是按照膜孔大小来筛分出不同分子量的物质, 分子质量高的被阻挡在外, 其他的物质则进入膜内。纳滤膜的膜孔大小属于mm级别, 一般能够阻挡分子量为200-1000的物质。电荷现象是表示离子和纳滤膜间的电荷发生的作用效果, 它可以阻截高价离子的穿透作用, 进而实现物质分离, 这也是为什么纳滤膜可以在较小压力下维持良好的脱盐作用的根本原因。

当前, 能够诠释纳滤膜的工作原理的说法是溶解-分散。因为当前在对纳滤膜的构成进行研究的时候还没有发现更科学的方式, 通常是采用孔径大的模型来进行研究的。其中非平衡热力、空间电荷、稳固电荷与静电位阻止模型都可以模拟纳滤膜结构和性能。

二、影响纳滤膜的关键因素

1.pH

很多纳滤膜的外层都附有电荷, 溶液的PH发生变化, 会导致电荷性质产生变化, 同时还会导致溶液中其他需分离物体携带的电荷产生变化。由于需分离物体和膜外层的电荷出现变化, 膜过滤的效果也产生变化。经过实验论证可以发现溶液PH的变化是能够影响过滤效果的。

2. 操作压力

纳滤的分离是依靠压力来实现的。所以, 通常来说, 增强压力可改善膜过滤效果。随着压力的增加, 水通量也会增加。不过浓度差极化也会提高, 因此水通量不可能无持续地增加。经过实验论证, 若压力达到某一特定数值时, 会因为膜表面受到污染而出现凝胶固体层, 这个时候, 传质就受到凝胶层的限制, 那么压力带来的影响就可以忽略。不过考虑到膜类型与需分离物质的差异, 这个特定值也是会产生改变的。

3. 温度

纳滤膜外层的电荷总量会受到温度的变化发生改变, 引起不一样的分离现象。另外, 或许也会对需分离物质的构成造成影响, 从而改变分离效果。

4. 流速

根据理论来看, 增强液体流速能够降低浓度差极化的效果。不过通过实验发现, 如果液体流速增加到某个特定数值时, 也会引起液体沿程压力提高, 减少平均过滤助力。对于最佳流速的大小需经过实验才能得出。

三、纳滤膜在盐化工废水处理中的运用

1. 盐化工废水具有的特点

盐化工废水的含有的成分较多, 排放总量高, 会造成很严重的水污染, 同时在水处理过程中也非常繁琐。盐化工废水不仅包含有机物, 同时还包含很多无机盐成分, 例如CL-、SO42-、Na+等, 可称为高盐液体, 这个废水中含有的总无机盐量应该大于1%。工业化生产规模不断提高, 水资源也变得非常宝贵, 盐化工废水带来的水资源污染现象非常严重, 再加上含有成分多, 排放量高, 也会给环境带来很大的压力和破坏。尤其是一些沿海城市, 其地下水的含盐量也在不断增加, 直接影响到下水道与整个排水循环体系, 导致液体中含有的氯化物与硫酸盐成分在不断增加, 水处理要加大盐化工废水的治理力度, 实现“有污必治”的目的。

2. 纳滤膜处理盐化工废水

纳滤膜具备独特的孔径大小, 同时在制备环节也比较独特 (例如复合化、荷电化等) , 因此制成的纳滤膜的性能也非常的独特, 能够对分子量在200-1000范围内的二价离子进行有效地筛选。所以, 在进行盐化工废水的处理过程中, 能够利用纳滤膜分离废液中的Ca2+, Mg2+等离子。纳滤膜技术可以起到深度净化的作用, 不仅能够处理盐化工废水, 同时也可以改善水资源的质量, 增强水资源的回收率。为确保纳滤膜的性能达到最佳状态, 还需要对影响纳滤膜过滤性能的其他要素进行探究。

(1) 在具有应用中, 能够在纳滤膜的使用范围内, 增强操作压, 从而保障纳滤膜通量效果达到最大。 (2) 通常来看, 温度因素带来的影响比较大, 提高温度, 溶液粘性降低, 扩散率提高, 减少了浓度差极化的影响力, 进而增强膜通量;当然也有不好的影响, 渗透压属于温度与浓度的函数值, 提高温度, 则渗透压增强, 影响膜分离效果。 (3) 随着水量的增多, 阻止率、脱盐率与膜通量也在增大, 不过膜通量变大的幅度会慢慢降低。可见在溶液溶度最低时增加进水量, 对膜通量的影响不大。假如溶液溶度达到最高值时, 也就是膜污染与浓度差极化现象最为明显, 此时可提高进水量。在具体实践中, 流速的大小需要根据具体操作来设定。 (4) 当酸性最大时, 便于实现纳滤膜的分离效果。假如无添加新的杂志成分, 一般可通过减少溶液PH值方式来增强分离效果。

结语

对盐化工废水进行处理的时候, 纳滤膜可以阻挡有机分子, 过滤硬度大及有异味的物质。另外, 纳滤膜技术的特点具有出水流量高、操作压小的特点, 在水处理项目中得到很好的应用。当前, 纳滤膜表层结构、制作与分离原理等方面需要进一步的研究与开发, 从而发展更优秀的过滤膜, 能够为客户提供更合理的膜性能系数, 这也是发展纳滤膜技术的重要因素。随着化工行业的不断发展, 检测技术与制备工艺在不断提高, 纳滤膜技术的重要问题也能够顺利得到解决, 在未来的水处理项目上, 纳滤膜将会有更大的发展前景。

摘要：纳滤膜技术的分离作用非常显著, 具有废水处理效率高、消耗少的特点, 另外还能够吸收废液中其他有用成分, 收效很大, 所以, 在处理盐化工废水过程中, 不少企业采用这种方法。基于此, 本文对盐化工废水处理中纳滤膜的应用分析进行探讨。

关键词：盐化工,废水处理,纳滤膜