纳滤膜深度处理火电厂脱硫废水实验

1.3实验方法

将化学沉淀法处理后的出水依次经过机械过滤、微滤处理。机械过滤和微滤均在室温条件下进行，操作压力分别为0.03、0.5MPa，泵流量分别为0.232、0.406m3/h。利用温控系统将原水温度分别调节至15、25、35、45℃，启动膜分离系统，控制泵流量为0.406m3/h，分别在操作压力为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5MPa条件下进行纳滤处理，待系统稳定15min后测定膜通量，取样测定出水水质，得到最适操作温度、操作压力；并在最适操作温度和操作压力条件下，按照相同步骤完成操作时间、原水典型残留物Al3+和聚丙烯酰胺（PAM）对处理效果的影响实验。

为保证系统原水浓度稳定，纳滤滤液返回至贮料罐。为研究浓缩比对处理效果的影响，在上述最适操作温度和操作压力条件下测定滤液体积，并在不同浓缩比条件下取滤液测定出水水质，此实验过程中滤液不返回至贮料罐。每次完成实验后，均对膜进行化学清洗和清水反冲洗。

膜通量J计算公式为

2结果与讨论

2.1操作压力对处理效果的影响

图2给出不同操作压力下，膜通量和盐分截留率的变化。由图2a)可以看出：膜通量随操作压力升高而增大，在25℃条件下，膜通量由0.555L/(m2˙h)增加至8.265L/(m2˙h)，且基本呈直线增长；盐分的截留率随操作压力升高也在增大，但当操作压力在1.0~1.5MPa时，截留率增加较快，例如在25℃条件下，TDS、Cl–、F–、SO42–和Ca2+的截留率分别由76.84%、70.76%、60.75%、91.45%、86.39%上升至89.29%、85.62%、83.59%、97.09%、94.60%，当操作压力到1.5MPa后增长速度逐渐下降，到2.5MPa后趋于恒定，此时TDS、Cl–、F–、SO42–和Ca2+的截留率分别稳定在93.4%、92.0%、90.85%、98.5%和97.3%左右。

纳滤是以压力为驱动力的膜分离过程，压力的变化直接改变膜孔径的水合层和离子的水合[14]。膜通量符合非平衡热力学方程

因此，增大操作压力有助于膜通量的提高。

截留率与操作压力无直接关系，只是膜两侧盐浓度的函数[16]，随着操作压力的升高，透过膜的水量增加而盐量不变，故截留率增大；但是，由于纳滤膜对盐分的截留，盐分在膜面处的浓度高于主体浓度，产生浓差极化现象，并随着操作压力升高变得更加严重，导致盐分的截留率下降[17]。

因此，在这2方面共同作用下，盐分的截留率增加逐渐变缓，最终趋于恒定，即纳滤膜对盐分的反射系数(反射系数表征溶剂透过通量无限大时的最大截留率，与无机盐种类、浓度及操作温度有关)。

延伸阅读：

电厂废水零排放工艺路线探究

全膜法脱硫废水零排放的应用与实践

高盐废水零排放处理工艺技术经济比较分析