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摘 要

膜分离是一种低成本的分离技术。其中纳滤分离技术可截留相对分子质量较大的有机物，而对盐离子的截留率较低。纳滤膜的这种特性可有效分离含盐体系中的有机物和盐，作为行之可效的预处理方式用来去除大部分有机物，以然后进一步回收利用盐。目前，纳滤膜的应用研究已日益成熟，它在染料生产、化工、纺织、食品加工以及制药等领域已经有了广泛的应用。

本文综述了含盐有机废水的概念、含盐有机废水常用的处理工艺及其应用。介绍了纳滤法的特点、机理、应用及其在含盐染料废水中的研究进展。考察了有机物种类（甲基橙、活性艳兰、活性黑）及浓度、盐种类（NaCl、Na₂SO₄）及浓度和跨膜压差（0.3~0.8MPa）等条件对纳滤膜截留盐性能的影响，深入探讨了纳滤分离的机理。

实验表明，染料浓度对电导率的贡献可以忽略不计，电导率主要是由废水中的无机盐所主导；二价离子的截留率比一价离子的截留率大；陶瓷纳滤膜对盐的截留率随着盐浓度的增加而降低，当盐浓度增加到一定程度后基本不变；随着跨膜压差的增大，截留率略有浮动，但变化不明显，且陶瓷纳滤膜对NaCl和Na₂SO₄的截留率很低，基本在5%以下。

关键词：纳滤膜 截留率 电导率 含盐有机废水

Research on Nanofiltration separation of salt in the brine rejection performance

Abstract

Membrane separation is a kind of separation technology of low cost, The nanofiltration separation technology can reject larger relative molecular mass of organic matter, the rejection of salt ion rate is low. The characteristics of nanofiltration membrane can be effective separation of organic matter and salt in salt system, as an effective way of preprocessing is used to remove most of the organic matter, salt to further recycling. At present, the application of nanofiltration membrane research has increasingly mature, it's in the dye production, chemical industry, textile, food processing and pharmaceutical, and other fields have a wide range of applications.

Reviewed in this paper the concept of saline organic wastewater, commonly used treatment and application. Introducing characteristics of nanofiltration, mechanism, application and research progress on salt dye wastewater. Investigated in this paper the effects of the variety of organisms (methyl orange, reactive brilliant blue and reactive black) and the concentration, types of salt (NaCl and Na₂SO₄) and concentration ,the transmembrane pressure difference (0.3 ~ 0.8 MPa), and other conditions affect the performance of nanofiltration membrane intercept salt, further discusses the mechanism of nanofiltration separation.

Experiments show that the dye concentration contribution to the conductivity can be neglected, the conductivity is mainly dominated by inorganic salt in the waste water; rejection of bivalent ion rate is greater than monovalent ions reject rate; rejection of ceramic nanofiltration membrane for salt rate increased with the increase of salt concentration is reduced, when the salt concentration increases to a certain extent after basically remain unchanged; With the increase of the transmembrane pressure difference, withholding rate floating slightly, but the change is not obvious. And ceramic nanofiltration membrane for interception of NaCl and Na₂SO₄ rate is low, basic below 5%.Key Words: nanofiltration membrane ; retention rate ; conductivity ; Saline organic wastewater

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1 研究背景 1

1.2 含盐有机废水常用的处理工艺及应用 1

1.2.1 生物法 1

1.2.2 化学法 1

1.2.3 离子交换树脂法 2

1.2.4 电渗析法 2

1.2.5 纳滤膜法 2

1.3 纳滤膜分离技术 2

1.3.1 纳滤膜的特点 2

1.3.2纳滤膜分离机理 3

1.3.3废水处理中纳滤膜的应用 3

1.4 含盐染料废水纳滤分离的研究进展 4

1.4.1染料浓度及其种类 4

1.4.2盐浓度及其种类 5

1.4.3操作参数 5

1.4.4纳滤膜种类 6

1.5 课题研究意义及内容 7

2.1 实验药品和器材 8

2.2 实验方法 8

2.3 分析方法 9

2.3.1 NaCl含量与电导率的关系 9

2.3.2 Na₂SO₄含量与电导率的关系 10

2.4 参数计算 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 空白实验 12

3.2 盐种类及浓度对截留性能的影响 14

3.2.1盐种类的影响 14

3.2.2盐浓度的影响 16

3.3 跨膜压差对截留性能的影响 17

3.4有机物种类的影响 19

3.5 结论 21

第四章 总结与展望 23

4.1 总结 23

4.2 展望 23

参考文献 25

致 谢 27

第一章 前言

1.1 研究背景

当前，化工、制药、纺织以及染料等行业会排放大量的高盐度有机废水。这些废水具有色度高、成分复杂、酸碱性强、不易处理等特点。它不仅会严重的污染土壤、地表水、地下水，危害生态环境。高含盐的存在还会严重影响所生产产品的质量。因此，对于此类废水的治理方法以及其中盐的处理和处置越来越引起人们的重视。

1.2 含盐有机废水常用的处理工艺及应用

含盐有机废水的常用处理工艺包括生物法、化学法、离子交换树脂法以及膜分离法。而膜分离法又包括电渗析法、纳滤膜法等，此法具有无相态变化、设备简单、效益高、能量消耗少、出水质量好等优点。

1.2.1 生物法

生物法是目前废水处理中最常用的处理工艺之一，生物法中含盐有机废水处理方法主要有活性污泥法和SBR法，活性污泥法具有效率高、投资低、应用范围广、适用性强以及处理水量大等优点，SBR法具有运行灵活以及抗冲击能力强等优点。如杨健等^[1]利用活性污泥法处理含盐（wt为5.4 %）有机废水。结果表明，使用驯化后的污泥处理含盐有机废水，COD去除率相当高。

1.2.2 化学法

化学法包括电化学法、燃烧法、湿式氧化技术等，此法具有效率高、速度快、反应时间短等优点。如高亚萍等^[2]用焚烧法处理碱性含盐有机废水,结果表明此法不仅能降低烟气中酚含量，且能回收污水中30~40%无机盐。

1.2.3 离子交换树脂法

离子交换树脂法可以有效的去除废水中的盐分，但存在废水处理成本高、树脂的再生困难等问题，不适合工业化应用，因此还需进一步的探索研究。如赵国群等^[3]采用离子交换树脂处理菊粉提取液，将不同的树进行脂组合脱盐。研究表明，采用树脂组合的方式，菊粉提取液的脱盐率可达95%以上，表明离子交换树脂法脱盐的可行性。

1.2.4 电渗析法

电渗析法属于膜分离技术的一种，此技术现在主要用于海水淡化和工业物料的脱盐等方面。如马宏瑞等^[4]采用电渗析法对分散性染料进行脱盐，经电渗析处理，脱盐率达可达95 %，处理效果良好。

1.2.5 纳滤膜法

本文主要介绍的是纳滤膜法，纳滤膜法也是膜分离技术的一种，通过纳滤膜分离作为预处理，从而实现有机物与无机盐的分离。纳滤膜法具有效率高、能耗低、工艺简单和无污染等优点。如Ismail K等^[5]采用有机纳滤膜对模拟染料废水进行处理，研究表明，在不同的操作条件下，纳滤膜对染料的截留率可达99 %，处理效果很好。

1.3 纳滤膜分离技术

1.3.1 纳滤膜的特点

纳滤膜分离技术是一种新型的压力驱动膜的分离过程，它是反渗透和超滤的补充，它兼有反渗透和超滤膜的特性，不仅能使反渗透截留的无机盐透过，还能截留超滤膜所不能截留的有机物，其特有的功能是反渗透膜和超滤膜无法取代的。

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