纳滤和离子交换除硼实验的研究

摘要

随着我国国民经济的不断发展，淡化海水用于工农业生产以及人们日常生活饮用是一个必然趋势。但是经淡化的海水中硼含量高，除硼技术的研究受到越来越多专家学者的关注。本论文分别采用实验室模拟海水和经过纳滤处理后的淡化海水进行纳滤实验及离子交换法除硼实验的研究，实验结果为除硼技术的应用提供了依据。
　　 在纳滤实验中，采用NF90-4040卷式纳滤膜，以质量分数为3.5％，含硼量为5.59mg/l的模拟海水为原料液，考察了不同压力、温度和进水流量对系统的脱硼效果、产水TDS和产水流量的影响，其中操作压力的变化对硼的截留率影响最明显。当压力由15bar增加到35bar时，硼浓度则由5.54mg/l减小至3.76mg/l，截留率由0.89％大幅度增加到32.74％；产水流量随压力上升呈线性增长，产水的TDS则随压力增大逐渐变小。硼的截流效果对原料液温度变化较敏感，温度由16℃升高至31.2℃后，硼的截留率从24.19％降低到16.65％；随着温度的增加，产水TDS先递减，在24℃以后开始变大；产水流量随温度增大呈现上升趋势。硼的截留受进水流量的影响相对较弱，截留率随进水流量的增大，从23.01％小幅度增加至26.05％；随原料液流量增大，产水TDS逐渐变小，系统的产水流量则呈现上升的趋势。
　　 离子交换法除硼实验以纳滤产水为主要原料液，研究硼特效树脂D403和A的吸附过程，并比较分析其树脂性能。考察原料液流速和pH值对离子交换过程中的硼穿漏情况、树脂吸附量、原料液处理体积等的影响。流速对树脂吸附量的影响较大，当流速由2ml/min增加到18ml/min时，树脂D403对硼的吸附量大幅度降低，硼的漏出点体积也迅速减小；树脂A的吸附能力受流速影响相对较小，随着流速增大，吸附量逐渐减小，硼的漏出点体积也递减。当原料液pH值为8.5左右时，树脂对硼的吸附量分别达最大值。同时，对硼的洗脱过程进行了研究，分别改变洗脱剂-盐酸的流速与浓度，分析两种树脂的硼洗脱量和洗脱液体积的变化。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述

1.1纳滤

1.1.1纳滤的特点

1.1.2影响纳滤膜分离性能的因素

1.1.3纳滤的应用

1.2硼

1.2.1海水中的硼

1.2.2饮用水中的硼

1.2.3硼对农作物生长的影响

1.2.4除硼的方法

1.3离子交换法除硼

1.3.1离子交换法除硼的原理

1.3.2离子交换法除硼的影响因素

1.4本课题的任务及意义

第二章 实验及分析方法

2.1实验仪器及药品

2.1.1实验仪器

2.1.2主要药品

2.1.3纳滤膜

2.2实验水样的制备

2.3硼的测定方法——姜黄素分光光度法

2.3.1测定原理

2.3.2测定步骤

2.3.3硼浓度的计算

2.3.4吸附量q的计算

2.4水样中其他离子浓度的测定方法

2.4.1 EDTA络合滴定法

2.4.2银量滴定法

2.4.3差减法计算钠离子浓度

2.5实验方法

2.5.1纳滤实验

2.5.2离子交换实验步骤

第三章 纳滤过程的研究

3.1操作压力对纳滤过程的影响

3.1.1硼浓度的变化

3.1.2产水TDS和产水流量的变化

3.2进水温度对纳滤过程的影响

3.2.1硼浓度的变化

3.2.2产水TDS和产水流量的变化

3.3进水流量对纳滤过程的影响

3.3.1硼浓度的变化

3.3.2产水TDS和产水流量的变化

3.4 小结

第四章 离子交换法除硼过程的研究

4.1浓度及盐度对离子交换过程的影响

4.1.1硼离子特效树脂D403

4.1.2硼特效树脂A

4.2流速对离子交换过程的影响

4.2.1硼离子特效树脂D403

4.2.2硼离子特效树脂A

4.3 pH值对离子交换过程的影响

4.3.1硼特效树脂D403

4.3.2硼离子特效树脂A

4.4硼的解吸

4.4.1洗脱液流速实验

4.4.2洗脱液浓度实验

4.5小结

第五章 结论

参考文献

致谢