海水纳滤过程研究

论文摘要

纳滤作为一种膜分离技术,常用于水的软化。纳滤膜独特的性能是选择性的截留二价离子而使一价离子通过。纳滤处理海水,不但可以降低海水中易结垢组分的含量,降低系统结垢倾向,提高回收率,也可以使海水的盐分大幅度降低。本文在设计加工的平板纳滤膜和卷式纳滤膜实验装置上,采用NF90-2540平板纳滤膜和NF90-4040、NF270-4040卷式纳滤组件对不同盐度的海水进行了处理,实验结果表明,各离子的截留率按以下顺序升高:Na+,Cl-,Ca2+, Mg2+,SO42-。随着操作压力的升高,纳滤膜对硬度的脱除率、各离子及系统的截留率升高,产水流量增大,回收率升高;进水温度升高,纳滤膜对硬度的脱除率、各离子及系统的截留率减小,产水流量增大,回收率升高;进水流量增大,纳滤膜对硬度的脱除率、各离子及系统的截留率略微升高,产水流量增大,回收率下降。进水盐度越小,纳滤膜的截留效果越好。操作压力对纳滤膜截留效果的影响高度显著。当采用NF90-4040和NF270-4040卷式纳滤组件对不同盐度的海水进行软化处理时,NF90-4040对硬度的脱除率大于75%,对SO42-的截留率大于80%;NF270-4040对硬度的脱除率达到78%以上,对SO42-的截留率达到83%以上,在产水通量方面NF270-4040高于NF90-4040。本论文采用NF90-4040纳滤组件对海水脱盐进行了试验,当处理35‰（wt‰）的模拟海水时,一级纳滤Ca2+、Mg2+的截留率可达到85%,SO42-的截留率大于93.40%,Cl-、Na+的截留率大于67%,系统的截留率可达到71%。二级纳滤处理后系统截留率达到94%,产水电导率可达到371μs/cm,起到了海水淡化的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 海水淡化技术
• 1.1.1 蒸馏法
• 1.1.2 膜分离法
• 1.1.3 海水淡化发展的趋势
• 1.2 纳滤
• 1.2.1 纳滤膜
• 1.2.1.1 纳滤膜的种类
• 1.2.1.2 纳滤膜的制备方法
• 1.2.2 纳滤的特点
• 1.2.2.1 纳滤过程的分离机理
• 1.2.2.2 纳滤过程的分离规律
• 1.2.3 纳滤的应用
• 1.2.3.1 废水处理中的应用
• 1.2.3.2 医药领域的应用
• 1.2.3.3 食品工业中的应用
• 1.2.3.4 石油工业中的应用
• 1.2.3.5 饮用水的制备
• 1.2.3.6 纳滤在海水淡化中的应用
• 1.3 课题的提出及研究内容
• 第二章 实验及分析方法
• 2.1 实验药剂
• 2.2 主要实验仪器
• 2.3 纳滤膜
• 2.3.1 杭州北斗星膜元件
• 2.3.2 美国陶氏纳滤膜
• 2.4 实验水样的制备
• 2.5 实验流程图
• 2.5.1 平板膜纳滤流程图及装置
• 2.5.2 单支卷式纳滤膜实验流程图
• 2.6 水样中各离子浓度的测定方法
• 2.6.1 钙离子的测定
• 2.6.2 镁离子的测定
• 2.6.3 硫酸根离子的测定
• 2.6.4 氯离子的测定
• 2.6.5 钠离子的测定
• 2.7 考察纳滤结果的参数及计算方法
• 2.7.1 离子的截留率
• 2.7.2 系统的截留率
• 2.7.3 硬度的脱除率
• 2.7.4 回收率
• 第三章 低压平板式纳滤膜过程研究
• 3.1 操作压力对纳滤过程的影响
• 3.2 进水温度对纳滤过程的影响
• 3.3 进水流量对纳滤过程的影响
• 3.4 进水盐度对纳滤过程的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 纳滤软化过程研究
• 4.1 NF90-4040 纳滤膜软化实验
• 4.1.1 操作压力对软化效果的影响
• 4.1.2 进水温度对软化效果的影响
• 4.1.3 进水流量对软化效果的影响
• 4.2 NF270-4040 纳滤膜软化实验
• 4.2.1 操作压力对软化效果的影响
• 4.2.2 进水温度对软化效果的影响
• 4.2.3 进水流量对软化效果的影响
• 4.3 NF90-4040 和NF270-4040 的产水通量的比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 海水双级纳滤过程研究
• 5.1 北斗星卷式纳滤膜过程研究
• 5.2 陶氏4 寸卷式NF90-4040 膜过程研究
• 5.2.1 操作压力的影响
• 5.2.2 进水温度的影响
• 5.2.3 进水流量的影响
• 5.3 正交实验
• 5.3.1 正交实验计划表
• 5.3.2 正交实验结果
• 5.3.3 结果分析
• 5.4 第二级纳滤过程研究
• 5.4.1 操作压力的影响
• 5.4.2 进水温度的影响
• 5.4.3 进水流量的影响
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢