纳滤膜用于脱盐的实验研究

论文摘要

为了进一步了解纳滤膜的分离性能,在实验室研究选择透过膜分离性能。纳滤膜是一种新型的膜,其特性介于超滤和反渗透之间。它的应用范围也日益广泛。目前,纳滤膜的应用研究处于实验阶段,还有大量工作需要进行。本文在实验系统下考察了操作因素对纳滤膜的截留率及膜通量的影响。另外探究纳滤膜处理无机盐溶液时的分离性能。首先本研究采用正交实验,把影响膜分离性能的操作因素分为操作压力、实验温度、料液浓度以及料液流速等四种,每种因素选用四个不同的工况。结果表明,操作压力和温度对膜通量的影响是最显著的两个因素,加大操作压力或升高实验温度,膜通量将增大。料液浓度对膜通量也有影响,料液浓度越高,膜通量越小,在本实验中,料液流速对膜通量的影响最不显著,料液流速的改变对膜通量基本没什么影响。对截留率影响显著的是压力因素,其它因素均不显著。提高压力,截留率升高,提高料液浓度,截留率降低,提高温度与流速,截留率有一定的波动,但都略呈上升之势。对于单组分的无机盐溶液的纳滤膜分离性能已经有了很多研究,但是关于纳滤膜处理混合体系溶液的资料相对较少。本文利用纳滤膜处理双组分无机盐溶液,发现2价离子的竞争系数和溶液比成线性关系。利用这个关系建立起简单的去除率模型,用来模拟预测双组分无机盐溶液。最后,本文还探讨了膜污染对膜通量的影响。实验发现利用纯水对纳滤膜进行清洗,基本不起作用。利用化学药剂对膜进行清洗,几乎使膜通量得到完全恢复。通过实验研究,发现了操作因素对膜分离性能的影响各不相同,对以后建立膜分离模型提供理论,同时也发现了1价离子和2价离子在透过纳滤膜时的相互关系,为纳滤膜去除无机盐模型提供理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 膜分离技术
• 1.2 纳滤膜简介
• 1.2.1 纳滤膜的特点
• 1.2.2 纳滤原理
• 1.2.3 纳滤膜分离特性
• 1.3 纳滤膜的应用
• 1.3.1 海水淡化及水软化
• 1.3.2 纳滤膜在废水处理中的应用
• 1.3.3 纳滤膜的应用前景
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 实验装置和分析方法
• 2.1 膜元件与实验装置
• 2.1.1 膜元件
• 2.1.2 实验装置
• 2.1.3 测量仪器
• 2.2 实验分析方法
• 2.2.1 有机物浓度分析
• 2.2.2 其他水质指标的测定
• 第三章 操作条件对纳滤膜分离性能的影响
• 3.1 总体实验方案
• 3.2 纯水通量与压力的关系
• 3.2.1 实验方案
• 3.2.2 实验结果
• 3.3 操作因素对膜过滤性能的影响
• 3.3.1 实验方案
• 3.3.2 实验结果
• 3.4 实验结果分析
• 3.4.1 压力因素对膜分离性能的影响
• 3.4.2 温度因素对膜分离性能的影响
• 3.4.3 浓度因素对膜分离性能的影响
• 3.4.4 流速因素对膜分离性能的影响
• 3.4.5 pH值对膜分离性能的影响
• 第四章 无机盐溶液的纳滤膜分离性能
• 4.1 单组分无机盐的纳滤膜分离性能
• 4.1.1 实验方案
• 4.1.2 实验结果
• 4.2 双组分无机盐的纳滤膜分离性能
• 4.2.1 实验方案
• 4.2.2 实验结果
• 4.3 纳滤膜对无机盐去除率模型的探讨
• 第五章 纳滤膜污染特性研究
• 5.1 纳滤膜污染原因
• 5.2 清洗效果分析
• 5.2.1 物理清洗
• 5.2.2 化学清洗
• 5.3 膜表面扫描电镜分析
• 第六章 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢