納濾(NF)膜早期稱為松散反滲透(Loose RO)膜,是80年代初繼典型的反滲透(RO)復(fù)合膜之后開發(fā)出來的。
徽濾(MF)和濾(UF) 因不能脫除各種低分子物質(zhì), 故單獨使用時不能稱之為深度處理,而納濾膜的平均脫鹽率在70%左右,既能脫除水中的異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑、三鹵甲烷中間體(THM)(加氯時的副產(chǎn)物,為物質(zhì))可溶性污染物、低分子物等有害物質(zhì)、以及細菌、等有害微生物,又可以保留一部分(約30%)人體所需的元素物質(zhì)。
二.工藝流程、材料及方法
研究采取的水處理工藝流程如下:
原水→預(yù)處理系統(tǒng)→精濾(1μm或5μm)→納濾膜組件→系統(tǒng)→優(yōu)質(zhì)飲用水
預(yù)處理系統(tǒng)通過炭過濾器等裝置,主要去除原水中的污染物、余氯、鐵、錳、濁度等。1μm或5μm的精濾可降低膜前水的濁度,去除細小顆?;驊腋∥?。
納濾膜采用美國HYDRANAUTICS公司NA1—4040膜,材質(zhì)均為聚酰銨,設(shè)計膜組件的水回收率為50%。由于各地原水水質(zhì)的差異,納濾膜實際運行壓力在0.5~0.9 MPa之間不等。
三. 關(guān)于納濾膜的各種效果
(1)納濾膜對礦物質(zhì)的去除效果
飲用水中的礦物質(zhì)是人體健康所需的,但要適量。飲用水中過高的礦物質(zhì)亦會產(chǎn)生,如長期飲用高硬度的水易得結(jié)石病。同時,過高的礦物質(zhì)和硬度亦會影響水的口感。礦物質(zhì)含量過高,喝起來會感到膩,過少則清淡。日本飲用水標準提出的舒適水質(zhì)項目中TDS為30~200mg/L。對礦物質(zhì)含量較高的原水,如選用納濾膜作為膜過濾元件,便可降低原水的礦物質(zhì)含量。礦物質(zhì)總體含量以電導(dǎo)率或總?cè)芙庑怨腆w表示。
實踐表明,納濾膜對不同地區(qū)水中礦物質(zhì)總量均有相當?shù)娜コ饔?,但去除?用電導(dǎo)率和總?cè)芙庑怨腆w表示)波動較大,大多數(shù)情況下的去除率集中在50%~70%之間,如表1所示。研究中也發(fā)現(xiàn)少數(shù)情況下的去除率90%左右,這反映出影響納濾膜去除無機離子的因素較多,如離子在水溶液中的半徑、水中一價及多價離子的濃度比例、相互影響、當時采用的納濾膜元件本身參數(shù)(孔徑大小、膜表面荷電性及進水壓力)等均可能對離子的去除率產(chǎn)生影響。
(2)納濾膜對總硬度及陽離子的去除效果 納濾膜對水中總硬度及鈣離子、鎂離子、銨離子的去除效果見表2。
納濾膜對總硬度的去除率比其對陽離子的去除率波動更大,從54%~95%不等。對同一組水樣,納濾膜對總硬度、鈣離子、鎂離子的去除率基本相同,且明顯大于其對銨離子的去除率。研究還發(fā)現(xiàn),同樣條件下,納濾膜對總硬度的去除率大于其對陽離子的去除率,這可能源于納濾膜對二價離子(Ca2+、Mg2+)的去除率大于對一價離子(如銨離子)的去除率。
納濾膜對上述陰離子有較好的去除率,但去除率與進水中相應(yīng)離子的濃度大小之間并無嚴格的規(guī)律,去除率穩(wěn)定性較差。在的pH值條件下,總堿度實際上代表了HCO3-和CO23-的總量??傮w上看來,納濾膜對根的去除率要高于對總堿度、氯化物、氟化物的去除率,表明納濾膜對高價陰離子的去除率大于其對一價陰離子的去除率。這一點與納濾膜對一價陽離子和高價陽離子的去除規(guī)律是一致的。
四、結(jié)論
①納濾膜操作壓力低,對預(yù)處理的要求相對于反滲透膜簡單,可對原水部分脫鹽和,可進一步去除污染物等對人體健康有害的物質(zhì),出水口感好,是一種適合于在優(yōu)質(zhì)飲用水生產(chǎn)中采用的膜過濾技術(shù)。
②不同原水條件下納濾膜對水中礦物質(zhì)總量、總硬度的去除率波動較大。同樣條件下,納濾膜對總硬度的去除率大于其對陽離子的去除率。隨原水電導(dǎo)率的增加,其去除率總體呈降低趨勢。
③納濾膜對高價離子(如鈣離子、鎂離子、根)的去除率大于其對一價離子(如銨離子、總堿度、氯化物、氟化物)的去除率。
④納濾膜對單個離子及污染物總量的去除率高低與進水中相應(yīng)離子濃度大小或物總體含量大小之間并無嚴格的規(guī)律,去除率穩(wěn)定性較差。
納濾裝置:是一項新型的膜分離過程原理。在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質(zhì),而水和小的溶質(zhì)顆粒透過膜的分離過程。
納濾膜的孔徑范圍在幾個納米左右。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質(zhì),以及對Ca、Mg離子等硬度成分、三鹵甲烷中間體、異味、色度、脫鹽、可溶性物等的去除。
納濾裝置在處理過程中,由于被截留的雜質(zhì)在膜表面上不斷積累,會產(chǎn)生濃差化現(xiàn)象,當膜面溶質(zhì)濃度某一即生成凝膠層,使膜的透水量急劇下降,這使得納濾的應(yīng)用受到程度的限制。為此,需通過定時反沖洗,以的效果和運行條件。
納濾裝置的特點是:系統(tǒng)簡單、操作方便、占地小、投資省、且水質(zhì)優(yōu),不需增加任何化學(xué)試劑,可滿足各類中水回用的水質(zhì)要求。
五、納濾裝置處理后-一般數(shù)值參考值表:(在此作參考)
項目 前端污水 納濾 單位
Na+ 126.4 1.50 mg/L
Ca2+ 60.60 1.20 mg/L
Mg2+ 28.88 1.00 mg/L
Fe3+ 1.152 0.80 mg/L
SO42- 95.70 22.0 mg/L
濁度 11.0 1.10 NTU
pH 7.97 6.50 mg/L
甲堿度 3.54 0.208 mg/L