污水深度处理正渗透脱盐技术的影响因素研究

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在水资源短缺的背景下,实现污水的资源化、提高水资源的利用效率是解决水资源危机的重要途径之一。城市污水作为第二水源,具有经济性好、水量稳定的特点,将其进行深度处理后再生回用,具有良好的应用前景,已引起各国的普遍重视。  由于城市污水经二级处理后出水中仍含有较多的污染物质,因此,为取得良好的出水水质,保证再生水回用的安全性,选择合适的深度处理技术显得尤为重要。正渗透分离技术因其具有能耗低,分离效果好、膜污染小等优点,成为水处理领域新的研究热点之一。  本研究以污水深度处理正向渗透分离技术为研究对象,通过对不同汲取液、不同原料液及不同反应因素对正渗透膜分离过程的影响研究,分析汲取液种类及汲取液浓度对膜通量的影响,从而筛选得到适宜的汲取液;通过对原料液中无机离子对正渗透膜通量及脱盐效率的影响,分析正渗透脱盐技术的除盐效率。确定正渗透膜分离的影响因素,揭示正渗透分离过程的反应规律。在此基础上,研究了原料液中不同无机离子对正渗透膜污染的影响,以及汲取液中溶质反扩散的现象,为正渗透技术的进一步发展奠定一定的理论基础。  研究结果表明:  (1)在正渗透膜分离过程中,膜通量随着汲取液浓度的增加而增大。汲取液浓度在0.56mol/L时的膜通量最小,汲取液浓度为2.24mol/L时的膜通量最大。  (2)在正渗透膜分离过程中,不同种类的汲取液,因其渗透压不同,膜通量不同,溶质截留率也不同。7种物质作为汲取液时的平均膜通量大小顺序依次为:MgCl2>CaCl2>NaCl>KCl>KNO3>C6H12O6>NH4HCO3。脱盐率大小顺序也和膜通量大小顺序一致。  (3)在正渗透膜分离过程中,不同种类的原料液(NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2),因溶质通过膜孔的能力不同而使膜通量不同。膜通量大小顺序为NaCl>KCl>MgCl2>CaCl2,脱盐率变化大小和膜通量成正关系。  (4)在正渗透膜分离过程中,原料液和汲取液随着温度的升高,膜通量和脱盐率都增大,在35℃时膜通量和脱盐率达到最大值。同时原料液一侧温度对膜通量和脱盐率的影响更大。  (5)在正渗透膜分离过程中,原料液和汲取液随着流量的提高,膜通量和脱盐率都增大,在2.5L/min时膜通量和脱盐率达到最大。同时汲取液一侧流量对膜通量和脱盐率的影响更大。  (6)在正渗透膜分离过程中,汲取液中的溶质也会反扩散渗透到原料液中,反扩散能力大小顺序为NaCl>MgCl2>CaCl2。  综上所述氯化钠作为汲取液,温度控制在25℃,流量为2.0L/min时正渗透分离过程具有较好的脱盐效果;因为此时的膜通量相对较大,膜污染小,溶质的截留率相对较高,能很好的完成产生较多的洁净水和高的溶质截留率的任务。
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