納濾去除水中的有害離子

1、中國化學會第七屆水處理化學大會暨學術研討會論文集 納濾去除水中的有害離子 韭顯韭！。 張林生呂錫武。 （，東南大學環(huán)境工程系。南京； ，南京師范大學， 南京，）摘要： 納濾膜具有荷電的納米級微孔結構對溶解無機鹽具有一定的截留能力本文綜述了納濾去除飲用水和重金屬廢水中的有毒有害離子的效果與應用，闡述了納濾膜對無機鹽的裁留效果主要取決于膜對離子的電荷效應或道南效應的強弱衰現(xiàn)在對多價離子的截留率高于單價離子。利用納濾膜這種分離性能，可以去除部分飲用水中微量的有害單價離子（如”、，等）和大部分的有毒二價離子（如和重金屬離子）獲取優(yōu)質安全的飲用水：也可以用于處理重金屬廢水。能有效去除廢水中的重金屬離子。

2、與反滲透相比，納濾具有操作壓力低、出水效率高，濃縮水排放少等優(yōu)點。若將納濾和反滲透集成用于重金屬廢水處理，可以做到對有毒重金屬離子的回收利用和出水回用實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，既具經(jīng)濟效益，又具環(huán)境效益，在工程實際中極具推廣應用價值。關鍵詞：納濾飲用水重金屬離子 納濾膜是世紀年代問世的新型分離膜，早期被稱為“疏松型”反滲透膜或“致密型”超濾膜具有荷電的納米級微孔結構，這使得納濾膜不僅可以截留低分子量（）物質，而且對溶解無機鹽也具有一定的截留能力。納濾膜對無機鹽的截留效果主要取決于膜對離子的電荷效應或道南效應的強弱”。由于大多數(shù)商品化的納濾膜荷負電，當截留陰離子時，由于多價陰離子與膜電荷之間的靜電排斥作用強

3、，所以膜對多價陰離子的截留率比單價陰離子要高；當截流陽離子時由于多價陽離子與單價陽離子相比較，單位離子所帶的電荷較多，相應地富集于納濾膜膜孔中起中和、平衡膜體負電荷作用的離子數(shù)量較少，所以多價陽離子與單價陽離子相比較，截留率也較高”。 雖然納濾去除離子的能力不及反滲透，但與反滲透相比，納濾具有操作壓力低、出水效率高、濃縮水排放少等優(yōu)點在去除飲用水和廢水中的有害離子時若合理應用納濾技術，則可取得較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。 去除飲用水中的有害離子去除水中的亞硝酸鹽和硝酸鹽 目前許多市政自來水廠面臨水資源中硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度增加的問題，飲用水中硝酸鹽超過 時會導致個月以下嬰兒患缺鐵血紅蛋白癥亞硝酸

4、鹽則是公認的致癌物。采用納濾膜可以部分去除硝酸鹽比如美國陶氏公司的膜對硝酸鹽有的截留率致密型納濾膜對硝酸鹽截留率較大而疏松型納濾膜則對硝酸鹽截留率較小”。 李靈芝等采用公司生產(chǎn)的卷式納濾膜深度凈化自來水。對昕的去除率達，納濾膜出水未檢出；對。去除率達到，同時還能有效去除自來水中的、及致突變物質。表明納濾技術是制取安全飲用水的有效手段。 去除水中的砷 飲用水中砷過量會導致皮膚癌美國環(huán)境保護中心所進行的研究表明如果將飲用水中砷含量從以前的減，。，可以使癌癥發(fā)病率由降低到以下”砷在水中以兩種價態(tài)存在。價砷以中性分子，的形式存在，而價砷在高值下則以價陰離子？的形式存在采用納濾膜去除水中價和價砷的實驗結

5、果“”表明，通常情 中國化學會第七屆水處理化學大會暨學術研討會論文集況下納濾膜對價砷的截留率與水溶液的值和砷濃度有關，當值保持在左右時納濾膜對價砷的截留率隨砷濃度的增加而在問變化但是任何操作條件下對價砷的截留效果都不明顯這是由于納濾膜對中性分子形式存在的價砷的空間位阻作用不大，而對離子形式存在的價砷不僅有空間位阻作用還有靜電排斥作用降低水中的氟化物 飲用水中氟化物量如果高于 ，會導致牙齒和骨骼氟中毒采用納濾膜去除飲用水中氟化物的研究結果”表明納濾膜對氟離子有很好的截留率對鹵素離子的截留順序是，。這是由于這些離子的水合作用活化能不同所致。比。和。更容易發(fā)生水合作用其它有害離子 飲用水水質標準中的

6、其它有害離子主要包括鎘、鉻（六價）、銅、鉛、錳、汞、鎳等它們大多來源于工業(yè)廢棄物泄漏和工業(yè)廢水捧放等采用納濾膜可有效去除上述重金屬污染物。林耀軍等”采用活性炭與納溏組合工藝去除自來水中有害離子的效果見表 表納濾去除自來水中有害離子的效果 在飲用水制備過程中采用納濾膜在去除無機有害離子的同時也可有效去除有機微污染物因而更加經(jīng)濟可行”。 處理重金屬離子廢水處理含鎳廢水 電鍍鎳會捧放大量的含鎳廢水。由于鎳是貴重金屬，其化合物有毒。若不處理會引起環(huán)境污染和有價值的鎳和水流失。 ”采用納濾膜處理含有和的電鍍廢水。操作壓力在以上時，的截留率保持在以上。進水濃度（，）對截留率無顯著影響，因此可采用較高的回收

7、率，減少濃縮液，發(fā)揮出納濾的優(yōu)點。 應用納濾和反滲透集成膜分離技術處理可實現(xiàn)電鍍鎳漂洗水回收利用。國家海洋局杭州水處理技術中心在長沙力元新材料股份有限公司建成一套處理能力電鍍鎳漂洗水回收利用裝置。采用級濃縮。第一級納濾濃縮倍，第二級反滲透（）濃縮倍，第三級反滲透（）濃縮倍總濃縮倍數(shù)為倍， 廢水中的濃縮至、流量由減至后進入負壓蒸發(fā)系統(tǒng)得晶體和其它電解質晶體；透過液經(jīng)離子交換處理后小于 ，然后同自來水混合，經(jīng)處理后回用作漂洗泡沫鎳的純水，取得了明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益“”。處理含鉻廢水 鉻是公認的有毒物質，其毒性與價態(tài)有關，“）的毒性大于）。作者采用膜對含（）廢水進行試驗研究，試驗結果表明膜對含）

8、廢水有良好的處理效果，去除率超過了，出水）濃度低于，可以達標排放或回用于鍍件漂洗。由于（）的水溶液體系存在化學平衡：，”營。因此對（）的截留效果影響顯著，較高時，（）主要以存在，膜電荷對其排斥作用強，截留率高；較低時，（）主要以存在，膜電荷對其排斥作用較弱，截留率低。 中國化學會第七屆水處理化學大會暨學術研討會論文集 荷負電的納濾膜對鋱）的截留率可達囅，共存鹽和，對截留率無顯著影響，（則使截留率有所下降”。在用硫酸鉻鞣制的制革工藝中，應用納濾可以回收廢水中的鉻鹽，既取得了經(jīng)濟效益又保護了環(huán)境”。處理含鎘廢水 納濾可以有效去除水中的，對。的截留率要比（），已有文獻報道”“”納濾膜對（吣有的截留率

9、，而對。的截留率達以上。處理含銅廢水 ”應用聚酰胺的卷式納濾膜和反滲透膜截留廢水中的”，納濾膜的截留率為，反滲透膜的截留率為，表明納濾和反滲透都可有效去除水中的”。 鍍銅時鍍液一般由、，及其他化合物組成，為。在鍍銅過程中銅逐漸減少，而反應過程產(chǎn)生的和會積累在反應池。反應過程需要不斷補充、和。為提高鍍銅液的利用率并提高經(jīng)濟效益，希望膜在為的條件下能夠將的銅鹽截留回收，而讓產(chǎn)生的和透過膜。試驗結果表明，納濾膜在截留的同時也截留了這是不希望的但如果用（）：替代。可解決這個問題。處理混合重金屬離子廢水 ”應用納濾膜和反滲透膜處理礦和混合廢水，反滲透的平均去除率在為，納濾的平均去除率也達以上?！睉贸?/p>

10、壓反滲透膜膜（也屬于納濾膜）在和操作壓力為時處理含”、和“）的實際電鍍廢水，結果見表。 表 膜對、”和“）混合廢水的截留效果 應用納濾膜還可以將溶液中的不同重金屬離子實現(xiàn)分離。如與的分離，先將它們轉化成和再加入，分別形成荷電絡合物和非荷電絡合物當濃度為時，鎘的主要存在形式是：，而鎳仍以存在用荷正電的納濾膜處理，截留而讓自由通過即可以實現(xiàn)金屬之間的分離”。結語 納濾對離子的去除主要是電荷效應，對二價離子和高價離子有較高的截留率。很多有害離子在水中都存在二價或高價形態(tài)（如“、”，一、，、一等）利用納濾膜這種分離特性可以有效將其從水中分離去除比直接采用反滲透更經(jīng)濟，回收率也比反滲透高，也減少了濃縮液

11、的量采用納濾制備飲用水，可以有效去除水中的微量有毒離子，保留一部分人體所需的礦物質：又可有效除去水中的有機微污染，獲得優(yōu)質安全的飲用水。因此納濾技術可望成為世紀飲用水制各的主要途徑。 在重金屬廢水處理方面，若將納濾和反滲透集成，可以做到對有毒重金屬離子的回收利用和出水回用，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)既具經(jīng)濟效益，又具環(huán)境效益在工程實際中極具推廣應用價值。 參考文獻 ， 川，（）： ， 們， ： ，亂 ，（）：【 】 ，（： 中國化學會第七屆水處理化學大會暨學術研討會論文集 【】王大新王曉琳面向飲用水制備過程的納濾膜分離技術【】膜科學與技術（）： 】， 。）； 。 （】，（： 【】李靈芝，李建槊張淑琪納濾膜深度處理自來水中有害物質的研究重慶環(huán)境科學。，（）： 【 ， 【 【： 【 。 。 【】，。： 【 ， 。 （） 【】 。，（）：一 【】，； 【】，（）：【】林耀軍肖賢明。傅家謨納濾組合工藝對自來水中主要有害物質去除效果研究冊中國科學院研究生院學報，（）】張顯球，張林生呂錫武納濾去除有機微污染的效果與應用【】水處理技術（）【】，【】，：【 ， ， ，：【】樓永通陳益棠。王壽根等膜分離技術在