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纳滤软化燃煤电厂脱硫废水的实验研究摘要：采用纳滤对火电厂脱硫废水进行了软化实验研究讨论了不同回收率对处理效果的影响。实验结果表明：在相同膜通量下随着回收率的增加Ca2+、Mg2+、SO2-4的截留率均有所降低但降低幅度不大;在同一回收率的条件下Ca2+、Mg2+的截留率均在95%以上产水中Ca2+、Mg2+含量均符合软水标准。关键词：纳滤;软化;脱硫废水;截留率中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1674-9944（2015）04-0234-031引言随着我国经济社会的快速发展和大型燃煤电厂的兴建对烟气进行脱硫处理越来越受到重视。在各种烟气脱硫工艺中石灰石湿法脱硫工艺因其适用煤种范围广、适用煤种含硫量范围大、脱硫效率高（≥90%）、系统可用率高（≥95%）、吸收剂利用率高（≥90%）、石灰石来源丰富且廉价、工艺成熟、运行可靠性高等优势而成为现阶段在全世界范围内应用最广泛的烟气脱硫工艺[12]。这种湿法烟气脱硫工艺产生的脱硫废水呈弱酸性pH值一般为4～6同时含有大量的悬浮物（石膏颗粒、二氧化硅以及铁、铝的氢氧化物）、氟化物和微量的重金属。湿法脱硫废水的杂质来自烟气和脱硫用的石灰石主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属：其中很多是国家环保标准中要求控制的第一类污染物。由于水质的特殊性脱硫废水处理难度较大;同时由于各种重金属离子对环境有很强的污染性因此必须对脱硫废水进行单独处理。脱硫废水的处理一般是先预处理再深度处理目前脱硫废水预处理系统常采用两级反应加沉淀和澄清处理通过投加石灰和碳酸钠来降低水中的钙镁含量。纳滤（NF）是一种介于超滤和反渗透之间的压力驱动膜分离过程。纳滤膜具有纳米级的微孔并且大多荷电[3]具有筛分效应和Donnan电荷效应的分离特性。这使得纳滤膜不仅可以截留低分子量（200～2000）物质而且对溶解性无机盐具有一定的截留能力特别是对于二价或高价离子截留效果更好。水中Ca2+、Mg2+存在二价离子的形式因此应用纳滤软化脱硫废水具有一定的优势。本文主要研究采用纳滤膜软化处理脱硫废水。2材料与方法2.1废水水质实验水源为某4×1000MW电厂脱硫废水。取该电厂脱硫废水上清液进行水质分析其结果见表1。由水质分析结果可见：①脱硫废水呈弱酸性;②脱硫废水中的主要阳离子为钙、镁等硬度离子含量极高。2.2实验装置及工艺流程实验装置由加压泵、原水箱、石英砂过滤器、超滤装置、纳滤装置组成。其中超滤装置采用GE公司的超滤设备纳滤装置为自行设计。纳滤装置又由保安过滤器、高压泵、膜组件、产水箱及在线仪表组成。采用GE公司的DK4040-F30纳滤膜元件其出厂标准稳定脱盐率98%膜面积为8.1m2。工艺流程如图1所示。脱硫废水由加压泵加压通过石英砂过滤器去除水中悬浮物再经加压泵加压后流经超滤设备经超滤设备处理后产水经高压泵加压后流经纳滤膜组件淡水进入产水箱浓水一部分循环至超滤设备前与进水混合被处理剩余浓水排放通过调整浓水排放量来调整系统回收率。2.3实验方法采用浓水回流方式可模拟工业纳滤装置各种回收率条件下膜元件的运行工况。浓水回流使膜元件浓水侧的离子及污染物的含量能够模拟工业装置最后一根膜元件的实际运行条件可充分暴露膜受各种污染及结垢影响时可能出现的问题。实验采用恒流量运行即在同一工况下系统进水流量、浓水回流量以及产水流量均保持恒定通过在不同工况下运行压力、二价离子截留率等参数分析纳滤膜的运行性能。2.4仪器和分析方法实验仪器：SG23便携式多参数水质分析仪HACH2100P便携式浊度仪、Zeenit-700原子吸收仪、AB204-5电子天平、XL-8000智能马弗炉、GX-3020烘箱。水样项目及分析方法：电导率和pH值便携式多参数水质分析仪;Na+含量GB/T14640-2008原子吸收光谱法;Cl-含量GB6905.1-86硝酸盐滴定法;SO2-4含量GB/T15893.3-1995重量法;溶解性固体（TDS）含量GB/T14415-2007称量法;硬度GB6909.1-86EDTA滴定法[4～8]。3结果与讨论3.1GE超滤系统GE超滤系统运行参数如表2所示。3.2回收率的影响在膜通量16.7L/（m2・h）时不同回收率条件下运行纳滤设备监测膜运行压差和进水、产水、浓水水质计算Ca2+、Mg2+、SO2-4的截留率分析回收率的影响。3.2.1压差在不同回收率条件下监测膜运行压差结果见图2。由图2可见在相同膜通量