针对重金属废水排放所造成的环境危害和资源浪费,以重金属回收和废水回用为目的,研究了采用纳滤膜浓缩高浓度重金属废水的可行性。本文以高浓度NiSO4溶液为研究对象,利用自制的实验装置,开展了纳滤膜浓缩分离高浓度NiSO4溶液的实验研究。
　　 首先,系统的考察了运行时间、操作压力、进水流量、温度、进料液浓度和溶液pH值等因素对DK和NF-270两种纳滤膜浓缩分离高浓度NiSO4溶液性能的影响,并选出合适的操作条件。结果显示,随着压力和流量的增加,两种膜的膜通量和对Ni2+截留率都相应的增加,实验中应在装置允许范围为适当的提高压力和流量:纳滤膜通量随温度上升而增大,截留率增幅较小,因此适当提高温度有利于膜性能的提高。随着原水浓度的增加,膜通量由于溶液渗透压的增大逐渐变小,纳滤膜的透过液Ni2+离子浓度也相应的增大。溶液的pH也影响两种纳滤膜浓缩分离性能,对两种膜的截留率和膜通量有一定的影响。
　　 在原水Ni2+离子浓度为3900mg·L-1,水温25℃,pH为3,进料液流量120L·h-1条件下,比较了DK和NF-270两种纳滤膜浓缩高浓度硫酸镍溶液的性能。结果显示,采用DK和NF-270均可将Ni2+质量浓度浓缩到高达20000mg·L-1以上。相同条件下,达到预定的浓缩倍数,NF-270所需浓缩时间相对于DK膜来说要稍微短一点,但NF-270膜透过液Ni2+浓度较高,几乎为DK膜透过液Ni2+浓度的十几倍,这一定程度上增大了后续处理的负担。综合浓缩时间、透过液Ni2+浓度综合考虑,DK膜适合用于浓缩高浓度硫酸镍溶液。
　　 最后在恒压截留液全循环操作条件下,采用间歇式纳滤浓缩操作,考察DK膜纳滤浓缩高浓度NiSO4溶液的稳定性。实验结果显示,在操作时间内,DK膜能够稳定有效地实现高浓度NiSO4溶液的浓缩,DK膜在浓缩过程中对Ni2+截留率都在99.5％以上,透过液的浓度都低于100mg·L-1,浓缩液的浓度都能达到25000mg·L-1以上,整个运行过程中,压力没有明显变化,通量变化稳定,重复性较好。实验结果初步证明了纳滤膜过程用于“EDI/NF”集成工艺中对EDI浓水二次浓缩的技术可行性。