本发明专利技术公开了一种快速确定水处理中纳滤膜种类和操作条件的方法，属于水处理中纳滤膜回用领域。其步骤为：（1）筛选压力X1、温度X2、进水流量X3为响应因子，设计实验组合；（2）采用膜通量Y1和污染指数Y2为响应值；（3）将纳滤膜在纯水中浸泡，预压备用；（4）将废水经保安过滤器过滤；（5）进行过滤试验；（6）在步骤（5）完成后膜过滤实验的开始和2h时，分别采用天平测定出水通量，采用电导率仪测定电导率，紫外分光光度计测定UV254，得到脱盐率和有机物去除率；（7）确立回归模型方程；（8）确定最佳操作条件；（9）确立膜性能评价指标I。本发明专利技术能较快地对纳滤膜性能进行定量评价，并通过量化的方法比较各纳滤膜。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，属于水处理中纳滤膜回用领域。其步骤为：（1）筛选压力X1、温度X2、进水流量X3为响应因子，设计实验组合；（2）采用膜通量Y1和污染指数Y2为响应值；（3）将纳滤膜在纯水中浸泡，预压备用；（4）将废水经保安过滤器过滤；（5）进行过滤试验；（6）在步骤（5）完成后膜过滤实验的开始和2h时，分别采用天平测定出水通量，采用电导率仪测定电导率，紫外分光光度计测定UV254，得到脱盐率和有机物去除率；（7）确立回归模型方程；（8）确定最佳操作条件；（9）确立膜性能评价指标I。本专利技术能较快地对纳滤膜性能进行定量评价，并通过量化的方法比较各纳滤膜。【专利说明】
本专利技术属于水处理中纳滤膜回用领域，更具体地说，涉及工业废水的回用中选择纳滤膜的方法及对纳滤膜操作条件优化的方法。
技术介绍
纳滤膜分离技术处理工业废水是通过对废水中的污染物的分离而达到废水处理的目的，改变了以前废水处理过程复杂、污染严重、能耗高的局面，使工业废水处理相对简单，无二次污染，而且能回收可再利用物质和水，具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点。当整个工艺系统设计安装完成后，选择适宜的操作条件以减轻膜污染是切实可行的。增大操作压力是提高膜通量的有效途径，但在较高压力条件下膜面易出现浓差极化现象，引起膜污染。因此选择适宜的操作压力是有必要的。进水流量对膜污染，特别是处理高浓度料液时的膜污染有很大的影响。增大进水流量，流体的剪切力增大，有利于带走膜面沉积物，从而有效减轻膜污染。温度升高，一方面能有效降低料液的粘度使纳滤膜的渗透通量增大，另一方面会影响料液中组分的溶解度。一般而言，大部分无机盐的溶解度随温度的升高溶解度增大，但个别的无机盐例如Ca(OH)2的溶解度随温度升高反而下降。当料液中含有Ca(OH)2等化合物时，升高温度使此类化合物更易在膜面沉淀析出，促进膜污染，因此对温度的选择应根据所处理废水的组成综合考虑。因此，在实际操作中通过实验的方法确定纳滤膜的最佳操作条件是有必要的。《微滤/纳滤联用技术深度处理印染废水》(《水处理技术》，第36卷第9期，2010年9月，作者:马江权，郭楠，许守永，候永涛和陆庆玲)马江权，郭楠考察了纳滤膜的COD去除率、盐截留率和脱色效果，并考察了各种操作条件对渗透通量的影响，但没有实现操作条件对膜污染改善的量化研究。《反渗透膜处理维生素C凝结水的最优条件》(《环境工程学报》，第6卷第12期，2012年12月，作者:肖入峰，刘景洋和张建强)。肖入峰，刘景洋等采用无量纲化多元回归分析方法，分析了操作条件指标与渗透水评价指标两套指标体系之间的关系，定量评价了各个操作条件指标对渗透水评价指标的整体影响程度，并在此基础上研究了最佳操作条件的工艺参数。该方法实验次数多，周期长，不能实现快速评价膜性能，且分析繁琐。对于纳滤膜的选择及其操作条件的优化，目前并没有一种统一的量化方法来评价各纳滤膜的性能，并进行纳滤膜间比较。现有技术中的纳滤膜性能的评价中，定性分析居多，分析方法复杂，不能实现快速评价膜性能，并实现各纳滤膜间的定量的比较。
技术实现思路
1.要解决的技术问题现有技术的膜污染影响研究中，针对操作条件对膜性能的影响未进行数字量化，对于此问题，本专利技术提供了，该方法可以实现快速量化测定操作条件对膜性能影响，并通过量化的测定方法选择适合特定水质的纳滤膜，且通过本专利技术可以实现操作条件对膜污染改善的数字化研究，为控制操作条件减轻膜污染提供基础。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案如下。，其步骤为:(I)根据单因素实验确定操作条件及其范围，筛选压力X1、温度X2、进水流量X3为响应因子，依据Box-Behnken中心组合试验设计原则,设计实验组合；(2)采用膜通量Y1和污染指数Y2为响应值:污染指数【权利要求】1.，其步骤为: (1)根据单因素实验确定操作条件及其范围，筛选压力X1、温度X2、进水流量X3为响应因子，依据Box-Behnken中心组合试验设计原则,设计实验组合； (2)采用膜通量Y1和污染指数Y2为响应值: 2.根据权利要求1所述，其特征在于:所述的步骤(6)中，脱盐率和有机物去除率的计算方式如下: 脱盐率=(进水电导率-出水电导率)/进水电导率； 有机物去除率=(进水UV254-出水UV254 ) /进水UV254。3.根据权利要求1所述，其特征在于:在所述的步骤(9)中,膜性能评价指标I为:1=初始膜通量X (1-污染指数/100)X脱盐率X有机物去除率。【文档编号】C02F1/44GK103933865SQ201410116874【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日 【专利技术者】许柯, 张婷婷, 任洪强, 耿金菊, 丁丽丽 申请人:南京大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种快速确定水处理中纳滤膜种类和操作条件的方法，其步骤为：（1）根据单因素实验确定操作条件及其范围，筛选压力X1、温度X2、进水流量X3为响应因子，依据Box‑Behnken中心组合试验设计原则，设计实验组合；（2）采用膜通量Y1和污染指数Y2为响应值：其中L0p和L1p分别为纳滤膜初始膜通量、过滤后的膜通量；（3）将待选的纳滤膜在纯水中浸泡约24h后，再在纳滤系统中压力为1.5～1.6MPa下预压1～1.5h至纯水通量不变，备用；（4）将废水经保安过滤器过滤；（5）将步骤（4）中预处理后的废水加入进水槽，在步骤（1）所设计的实验条件下，对步骤（3）预处理后的纳滤膜进行过滤试验；（6）在步骤（5）完成后膜过滤实验的开始和2h时，分别采用天平测定出水通量，分别为初始膜通量L0p，过滤后的膜通量L1p，采用电导率仪测定电导率，紫外分光光度计测定UV254，得到脱盐率和有机物去除率；（7）采用Design‑Expert软件对步骤（2）中的响应值和步骤（1）中的三个响应因子之间的关系进行分析，确立回归模型方程：Yk=b0+Σi=13biXi+Σi=13biiXi2+Σi=12Σj=13bijXiXj;]]>其中Yk为响应值，k取1，2；Y1为膜通量，Y2为污染指数，b0、bi、bii、bij分别为常数、一次回归系数、二次回归系数及相互作用系数；Xi为响应因子，i取1、2、3，X1为压力，X2为温度，X3为进水流量；（8）分析步骤（7）中的回归模型方程，确定三个响应因子X1、X2、X3和两个响应值Y1、Y2在实验区域内的最大和最小值，采用Design‑Expert软件中的数值优化功能，得到响应值Y1膜通量取最大值、Y2污染指数取最小值时的压力X1、温度X2、进水流量X3，即为最佳操作条件；（9）确立膜性能评价指标I，在步骤（8）得到的最佳操作条件下，重复进行步骤（4）～（6），得到最佳操作条件下的膜性能评价指标I，选择I值较大的膜，该纳滤膜在最佳操作条件附近过滤，纳滤膜的过滤性能最佳。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许柯，张婷婷，任洪强，耿金菊，丁丽丽，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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