纳滤膜在软化制备中的应用

       制取软化的饮用水
　　采用纳滤技术制取软化的饮用水在国外已很普遍。在美国佛罗里达州，就大量采用了纳滤软化，以替代石灰软化。1995年纳滤软化的产水量就达2.28×105m3/d，5年内会增加到3.8×105m3/d。采用纳滤对高硬度海岛水进行软化是解决海岛居民饮用水的有效途径。高硬度的海岛苦咸水经NF90型纳滤膜一次软化处理后就达到了饮用水标准，取得了显著的经济效益和社会效益。
　　制取中低压锅炉用水
　　按照我国《中低压锅炉水质标准》(GB1576-85)规定：热水锅炉的补给水采用化学处理后其硬度应低于0.6mmol/L(以1/2Ca2+，1/2Mg2+计)。中低压蒸汽锅炉补给水的硬度低于0.03mmol/L。要达到这样的水质，目前主要是通过离子交换法实现的。离子交换需要消耗大量的再生剂并产生废水，这对于现有40～50万台工业及民用工业锅炉的中国来说，开发可替代的无污染的软化技术具有十分重要意义。
　　相关人士采用NF90(截留分子量300)和NF270(截留分子量600)两种纳滤膜对以长江水为水源的自来水进行了软化试验，结果表明在较宽的操作压力(0.4~1.2MPa)和温度(15~30℃)范围内，NF270膜及NF90膜的产水的总硬度分别在0.5mmol/L及0.01mmol/L以下，分别满足热水锅炉及中低压蒸汽锅炉所需补给水的水质要求。对市政自来水和两种中、高硬度的配水进行的软化处理结果表明一级处理可满足热水锅炉、二级处理可满足蒸汽锅炉的水质要求。
　　软化水设备
　　海水淡化的预软化
　　采用纳滤对海水进行预软化，可以去除大部分硬度和一部分盐分，从而可优化以反渗透为核心技术的海水淡化工艺。国外开发的“纳滤软化→反渗透(SWRO)→多级闪蒸(MSF)”海水淡化新工艺，由于纳滤可去除80%的硬度、40%的TDS和所有的有机物，因此可提高反渗透(SWRO)的操作压力和产水率，并能保证反渗透膜的安全、长期稳定运行。此外，SWRO过程浓缩的海水，由于其硬度低，不易结垢，可再经多级闪蒸(MSF)处理以进一步获取淡水，从而能将整个淡化工艺的产水率提高到90%左右。
　　纳滤软化的经济性
　　与石灰软化的比较
　　纳滤软化水厂的建设费用和运行费用分别可以达到仅比石灰软化高10%和15%的水平。若石灰软化后再增加其它处理单元如臭氧化以达到同纳滤软化相当的水质，或纳滤软化出水掺混部分旁路出水达到石灰软化相当的水质，纳滤软化水厂的建设费用和运行费用会比石灰软化低。应用纳滤处理高硬度和高NOM的地下水，技术上和经济上都是可行的，比石灰软化更有优势。
　　软化水设备
　　与离子交换软化的比较
　　就离子交换和纳滤软化的运行费用进行了对比。纳滤法的运行费用与离子交换法相当，但若加上离子交换产生的废水处理费用，纳滤法的运行费用可低于离子交换法。纳滤法的能耗是按产水率87%得来的，如果降低产水率，操作压力就降低，能耗就会显著降低。例如，操作压力降低0.1Mpa，泵的功率可1.5kW。
　　纳滤软化作为一种新的软化技术，可广泛应用于软化饮用水、工业软化水(如中低压锅炉用水)的制取以及海水淡化的预处理。与石灰软化法相比，纳滤出水水质优，无污染、自动化程度高、占地面积省，克服了石灰软化只能部分去除水中硬度离子的缺陷。与离子交换法相比，纳滤无需再生、无污染、出水水质优。根据原水成分特性和出水要求选择合适的纳滤膜进行优化配置，充分发挥出纳滤软化高效低耗的性。从水的软化和膜技术的发展来看，纳滤应用于饮用水的软化已趋于成熟，大量应用于工业用水的软化时代即将到来。
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