低脱钙纳滤膜用于非常规饮用水源的达标处理

摘要

纳滤(NF)可用于处理高硬度、高硫酸根含量的非常规水源,然而硫酸钙结垢导致淡水回收率降低等问题.采用低钙离子脱除纳滤膜(LCNF)可减少硫酸钙结垢.本研究采用LCNF和商用NF对单盐溶液、硬度和硫酸根含量超标的地下水进行了处理对比试验,研究了压力、温度及料液中离子种类和浓度对膜性能的影响.结果表明,在0.6 MPa压力下处理6.5 mmol/LCaCl_(2)溶液、5.5 mmol/L MgSO_(4)溶液,LCNF的脱除率分别为44.89%(Ca^(2+))、99.05%(Mg^(2+)).LCNF对CaCl_(2)的脱除率与传统纳滤膜科氏SR3D-VYV(NF1)、苏伊士DK-2540-F30(NF2)的90.80%和76.73%相比分别降低了45.91%和31.84%.LCNF用于处理某处超标地下水时,对Ca^(2+)、Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)的脱除率分别为72.12%、88.68%、99.00%.其对Ca^(2+)的脱除率明显低于NF1、NF2的89.44%、85.78%.用LCNF处理该处地下水时,达标淡水的回收率达到80%时的膜通量仅比初始膜通量降低了4.97%,而NF1、NF2膜通量则降低了52.38%、15.15%.实验中也观察到商用NF在高通量或高淡水回收率下浓缩液出现结垢现象,而LCNF则未观察到结垢现象.本研究表明新型LCNF膜更适合高硬度、高硫酸根地下水的达标处理.