納濾膜處理飲用水的應(yīng)用研究
膜分離技術(shù)是物質(zhì)分離技術(shù)中的一個(gè)單元操作。膜法分離的最大特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)力主要為壓力,不伴隨需要大量熱能的變化。因而有節(jié)能、可連續(xù)操作、便于自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。膜分離中的微濾(MF)、超濾(UF)不能脫除各種低分子物質(zhì),故單獨(dú)使用時(shí),出水質(zhì)量仍較差。反滲透膜(RO)有較強(qiáng)的去除率,但在去除有害物質(zhì)的同時(shí)也去除了水中大量有益的無機(jī)離子,出水呈酸性,不符合人體需要。而納濾膜(NF)分離技術(shù)在有效去除水中有害物質(zhì)的同時(shí),還能保留大多數(shù)人體必須的無機(jī)離子,且出水pH值變化不大。這種水處理方法對(duì)于我國目前的飲食結(jié)構(gòu)而言,尤其是營養(yǎng)結(jié)構(gòu)單一的人員來說,更易被接受,也更加合理。
為進(jìn)一步開發(fā)和研究納濾膜,以便其更有效地應(yīng)用于水處理,安裝兩種型號(hào)的納濾膜設(shè)備并進(jìn)行了比較研究,這兩種型號(hào)的納濾膜均由美國Trisep公司生產(chǎn),材質(zhì)為PA,型號(hào)分別為NF1(NFTS40)和NF7(NFTS80)。
1納濾膜處理飲用水的流程
為增強(qiáng)兩種型號(hào)膜組件的可比性,我們采用同一流程,即:
原水→10μm保安過濾器→活性炭過濾→5μm保安過濾器→nf7→出水。
原水→10μm保安過濾器→活性炭過濾→5μm保安過濾器→nf1→出水。
其中,10μm保安過濾器用來除去原水中的懸浮物;活性炭吸附可去除水中的部分有機(jī)物;5μm保安過濾器用以保證膜組件的安全正常使用。
2試驗(yàn)結(jié)果的分析討論
toc結(jié)果比較
為了研究nfnf7兩種膜對(duì)有機(jī)物的去除情況,在相同條件下取原水、活性炭出水及產(chǎn)水率為15%時(shí)的nfnf7出水水樣測(cè)定toc。在toc的去除效果上,活性炭對(duì)toc有一定的去除效果,但仍有一部分未能去除;納濾nf1對(duì)toc的處理效果較好達(dá)到99%;而納濾nf7對(duì)toc的處理效果不夠理想。
色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)分析結(jié)果和討論
取原水,活性炭出水,nfnf7出水水樣各20l,經(jīng)吸附、洗脫、濃縮,用色譜-質(zhì)譜聯(lián)機(jī)分析。
原水中檢出有機(jī)物26種,這些物質(zhì)中有毒有害物質(zhì)11種,占水中有機(jī)物總數(shù)量的43%,其中優(yōu)先控制污染物2種。原水經(jīng)過活性炭吸附后,有機(jī)物去除了17種,新增11種,對(duì)其中的9種無去除能力,說明活性炭對(duì)有機(jī)物的去除效果不夠理想;經(jīng)過膜處理后,nf7出水檢出有機(jī)物11種,對(duì)致突變物的去除率為75%;nf1出水檢出3種有機(jī)物,致突變物的去除率為85%.說明在三致物質(zhì)的去除效果上nf1優(yōu)于nf
造成以上結(jié)果的原因大體可這樣描述:在處理有機(jī)物中性組分時(shí),電的相互影響消失了。對(duì)于這樣的物料,將根據(jù)其分子的大小進(jìn)行分離,分子量超過200g/mol的組分被完全截留,而摩爾質(zhì)量較低的小分子則可以滲透。對(duì)于有機(jī)物料體系來說,以少量測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的擴(kuò)散-溶解模型可以很好地描述納濾膜對(duì)有機(jī)物的分離特性。
ames試驗(yàn)結(jié)果討論
取原水、活性炭出水、nfnf1出水各100l進(jìn)行吸附、洗脫、濃縮后進(jìn)行ames試驗(yàn)。
脫鹽率比較
取nfnf7進(jìn)出水水樣對(duì)其電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定。
結(jié)論及建議
nf1對(duì)toc的處理效果較nf7及活性炭吸附的效果更為理想,達(dá)到99%.nf1對(duì)水中有機(jī)物及三致性的去除效率高,出水a(chǎn)mes試驗(yàn)結(jié)果為陰性。nf1在去除水中有害物質(zhì)的同時(shí),能夠保留較多的無機(jī)離子,更加符合我國目前的飲食結(jié)構(gòu),滿足現(xiàn)有條件下人員的健康需要。在應(yīng)用納濾膜分離技術(shù)處理飲用水時(shí),建議使用nf1膜組件。納濾膜的分離機(jī)理及相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型需進(jìn)一步探討。
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