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当前我国部分地区存在饮用水水质问题,其中高氟苦咸水是较突出的问题之一。其严重影响了人们的生活质量,对人们的身体健康造成巨大威胁。因此,进行高氟苦咸水的淡化脱氟处理十分必要。目前,苦咸水处理技术主要有沉淀法、吸附法及膜技术等,各类方法的局限性限制了其广泛应用。纳滤技术作为一种新兴工艺,其特殊优势决定了纳滤技术的迅速发展,我国也积极发展纳滤技术,但是目前对国产纳滤膜的研究应用较少。针对以上问题,本实验选用国产纳滤膜,对处理高氟苦咸水的可行性进行研究分析,这项研究为国产纳滤膜处理高氟苦咸水的实际应用提供了技术数据,有利于国产纳滤膜的发展和完善。研究内容和结果主要包括以下三个方面:(1)国产纳滤膜处理高氟苦咸水的基础研究:实验选取三种国产纳滤膜NF1、NF2和NF3进行纳滤膜淡化高氟苦咸水的基础研究,考察操作压力、温度及进水pH对纳滤膜分离性能的影响,总结出纳滤膜工作的最佳实验条件,同时简单比较三种膜的性能。研究结果表明,纳滤膜处理高氟苦咸水的理想操作条件为:压力1.0-1.5 MPa,温度15~20℃,进水pH=7.0左右,在此条件下NF1纳滤膜的脱盐率为48%,脱氟率为53%,产水通量为96 L/(m2h);NF2纳滤膜分别为71%,90%和43 L/(m2h);NF3纳滤膜分别为65%,73%和61 L/(m2h):对比三种国产纳滤膜的性能可知NF2的膜性能最优。并且测得NF2和NF3的Zeta电位分别为-22和-18 mV。(2)国产纳滤膜处理高氟高砷苦咸水的小试研究:选择NF2的膜元件在最佳的操作条件下,采用一级两段式纳滤系统进行小试实验。主要分析了进水氟浓度、砷浓度及盐浓度的变化对纳滤膜脱氟脱砷性能的影响,随进水氟砷浓度和总含盐量的增大,纳滤膜的脱氟、脱砷和脱盐率降低。研究发现,当原水的氟浓度低于7.5 mg/L,砷浓度低于1.25 mg/L,总含盐量低于2.5g/L时,本纳滤膜装置能够将苦咸水处理到满足国家饮用水标准。并且该纳滤装置长期运行72 h性能保持稳定。(3)硅藻土作为国产纳滤膜脱氟的前处理材料研究:研究表明纳滤技术是一种有效地处理高氟水的技术。但是,原水中氟浓度对对产出水水质影响较大,因此选用天然硅藻土作为原材料,用于纳滤脱氟水的前处理。硅藻土的特性通过SEM和XRD方法表征,其吸附氟离子的可能性通过XPS和FT-IR来证明。分析硅藻土添加量、原水pH、离子强度和阴离子等对吸附过程的影响。并且溶液中有机物HA的存在会影响吸附过程,在pH<5时增强,pH>5时削弱硅藻土吸附氟的性能。吸附过程符合Langmuir吸附等温方程和二级动力学方程。此外,对吸附过程和纳滤系统的联用也进行了初步分析,研究表明天然硅藻土作为纳滤膜脱氟的前处理材料是经济有效的。