纳滤法处理含氟废水的试验研究
近年来由于现代化学工业的迅猛发展，氟化物的生产及其应用与日剧增，产生了含有大量氟化物的废水，采用化学法处理后产生大量泥渣，比较难脱水，无法达到国家排放标准。纳滤法具有易操作，且处理废水时不会产生二次污染，广泛应用于地下水及工业废水的处理。由于在氟化物含量较高的工业废水中纳滤法试验研究及应用方面较少，因此，采用纳滤法对较高浓度含氟浓度废水进行深入研究的必要。本文采用试验室自行开发与设计的小试纳滤装置，考察了纳滤模拟含氟废水的处理效果。
首先对NF-90、NF-70、DL、DK、BW-30五种膜进行了纯水通量的研究，初步筛选出NF-90、NF-70、DL、DK膜通量比较大。然后考察了操作参数对除氟时氟离子截留率以及溶液渗透通量的影响。试验结果显示，NF-90和DL纳滤膜的渗透液通量随着系统压力的变大呈线性增加，随着系统压力的变大在0.4～1.OMPa下氟离子截留率增大，随系统压力的变大在1.0～1.4MPa下氟离子截留率降低;在0.8～1.0MPa下NF-90纳滤膜氟离子截留率可达94％，而DL仅78％;在pH6～11内NF-90和DL纳滤膜渗透液通量略有增大，氟离子的截留率变化较大，随着pH的增大而增大;在pH为10NF-90纳滤膜截留率可达95％，DL为78％;随流量增大NF-90和DL纳滤膜氟离子截留率和渗透液通量增加较小;随温度升高NF-90和DL纳滤膜渗透液通量明显增大，随温度增大两种纳滤膜的氟离子截留率略有降低。
试验结果显示NF-90纳滤膜的最佳工艺参数为:流量30L/h、压力1.0MPa、pHl0、温度20～30℃;DL膜的最佳操作条件为压力0.8MPa、pHl0、流量30L/h、温度20～25℃。最后考察了氟离子的初始浓度对纳滤除氟的影响效果，试验结果表明，在氟浓度的考察范围内，随初始氟浓度的增大氟离子截留率和渗透液通量均降低，NF-90膜比DL膜的渗透液通量受初始氟浓度的影响明显，而DL膜比NF-90膜的氟的截留效果受初始氟浓度的影响明显。在试验考察浓度范围内，对NF-90纳滤膜而言，氟离子截留率由94％下降至83％，但其渗透通量与开始相比下降约20L/m2·h-1;对DL膜而言，氟离子截留率由75％下降至44％，而膜渗透液通量仅下降10L/m2·h-1。以氟离子截留率作为主要参考标准，NF-90膜较DL膜更适用于处理含氟废水。
考察了BF4-、B4O72-、SO42-、Ca2+、Al3+对纳滤膜除氟时渗透通量及氟离子截留率的影响。试验结果表明，随BF4-、B4O72-、SO42-、Ca2+、A13+浓度的增加，膜的渗透通量和氟离子截留率均降低，其中B4O72-、SO42-对除氟影响较明显。
利用纳滤的数学计算式进行计算，并比较试验值与计算得到理论值。试验结果表明，膜纯水通量、渗透水通量和截留率理论值曲线与试验值曲线趋势相同，理论值略大于试验值。
含氟废水;纳滤技术;渗透液通量;截留率
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
刘伟
2012
中文
X703.1
91
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）