2.3膜對COD和鹽的去除效果

納濾和反滲透膜產(chǎn)水的COD和電導率，以及膜對COD和鹽的去除率如圖5、圖6所示，膜對離子的截留率見圖7所示。

由圖5、圖6可知，納濾產(chǎn)水的COD和電導率都較高，這是由于廢水中部分有機物和鹽類的相對分子質(zhì)量很小，如廢水中一價離子Na+、Cl-、NO3-等，納濾膜的篩分作用無法完全截留這部分小分子質(zhì)量的有機物，對一價離子的截留率也較低，如圖7中所示，NF-2#對NO3-去除率僅為3.9%，對Na+的去除率則有65%，NF-1#更是4種膜中對離子截留率最低的。兩種納濾膜對SO42-的去除率雖然略高一些，分別為71.7%和78%，但由于SO42-是印染廢水中含量較多的離子之一，因此納濾膜產(chǎn)水電導率還是較高。相比之下，由于反滲透膜是無孔膜，因此對有機物和離子的去除率都較高，產(chǎn)水COD可達5 mg/L以下，對離子的去除率在90%以上，其中BW30產(chǎn)水電導率穩(wěn)定在38μS/cm，CPA2產(chǎn)水電導率穩(wěn)定在63μS/cm，產(chǎn)水水質(zhì)遠超《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)標準》（GB 11923—2005）中的相關(guān)指標，接近工業(yè)用初級純水指標。

由圖5、圖6還可知，納濾產(chǎn)水COD和電導率隨操作時間加長稍有增長，而COD去除率和脫鹽率則有所下降，這主要是由于濃差極化使膜表面有機物和離子濃度遠遠大于主體溶液的濃度，這不僅減小了膜兩側(cè)的凈推動力，也加快了溶質(zhì)透過通量。溶質(zhì)傳遞方程：

Js=B·ΔC（1）

式中：Js———溶質(zhì)透過通量；

B———溶質(zhì)滲透系數(shù)；

ΔC———膜兩側(cè)溶質(zhì)濃度差。

由溶質(zhì)傳遞方程可知，在相同操作條件下，B為常數(shù)，溶質(zhì)透過通量與膜兩側(cè)濃度差成正比。因此濃差極化使膜表面溶質(zhì)濃度增加，ΔC變大，故Js也變大。但隨著凝膠層的形成，膜面有機物濃度不再變化，隨著產(chǎn)水側(cè)有機物和離子濃度的增加，ΔC趨向穩(wěn)定，所以產(chǎn)水COD和電導率也趨于穩(wěn)定。

2.4產(chǎn)水水質(zhì)比較

表2為常溫下納濾（1.4 MPa）和反滲透（2.8 MPa）運行6 h后的產(chǎn)水水質(zhì)。

由表2可知，反滲透產(chǎn)水COD和電導率均較低，水質(zhì)指標遠超回用標準。納濾產(chǎn)水水質(zhì)比反滲透差，產(chǎn)水COD>100 mg/L，對一價離子去除率較低。但是，納濾在低壓下即可獲得較大的通量，且運行費用低，低壓下對Mg2+、Ca2+等工業(yè)循環(huán)回用水中最關(guān)注離子的去除率與高壓下反滲透的去除率相當，在廢水資源化利用方面潛力很大，這也是目前國內(nèi)外基礎和應用研究中一直青睞納濾的主要原因。

2.5工藝放大及經(jīng)濟性分析

綜合以上分析，納濾和反滲透在廢水資源化利用領域具有較好的實用價值，與常規(guī)工藝相比，納濾與反滲透的脫鹽功能對提高廢水水質(zhì)、增強生物法處理的效果、防止管道腐蝕等具有重要作用。根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)及以往相關(guān)工程類比，工業(yè)放大階段以產(chǎn)水10 t/h計算，反滲透工程直接投資費用約15~20萬元，納濾投資費用一般為反滲透投資費用的80%，大約為12~16萬元。運行費用中，反滲透過程電耗以0.5元/m3計，由于廢水資源化項目膜耗較大，預計膜壽命為2 a，膜耗以0.52元/m3計，反滲透所用藥劑及操作人工費合計約0.5元/m3；納濾操作壓力比反滲透小，因此電耗比反滲透小，以0.4元/m3計，納濾膜耐污染性比反滲透強，使用壽命長，以3 a計，且產(chǎn)水量比反滲透大，使用膜數(shù)量可適當減少，但目前市場納濾膜價格比反滲透稍貴，經(jīng)計算納濾膜耗預計在0.33元/m3左右，納濾所用藥劑及操作人工費合計約0.5元/m3。綜上所述，納濾與反滲透運行費用分別為1.23元/m3和1.52元/m3。整個系統(tǒng)折舊以10 a計算，折舊費用約0.3元/m3，因此，反滲透和納濾的廢水回用處理成本分別約1.82元/m3和1.53元/m3，加上常規(guī)廢水生化處理的費用約1.35元/m3，總成本與目前企業(yè)自來水價格（3.5元/m3）相比，反滲透和納濾技術(shù)仍有一定的優(yōu)勢。由于我國水資源的嚴重緊缺，隨著水費不斷上漲、廢水減排的壓力日益增大，膜工藝過程的優(yōu)勢必將越來越明顯。

3·結(jié)論

實驗采用兩種納濾膜和兩種反滲透膜處理印染廠生物法處理后的出水，考察了納濾和反滲透兩種過程對印染廢水資源化回收利用的可行性。結(jié)果表明，反滲透對印染廢水深度處理效果比較明顯，廢水COD去除率達到99%以上，兩種反滲透膜對廢水脫鹽率基本在98%~99%之間，產(chǎn)水水質(zhì)超過回用標準。納濾過程產(chǎn)水水質(zhì)低于反滲透，主要是由于廢水中一價離子和小分子物質(zhì)含量較高，而納濾膜對其去除率較低，因此實驗中所用的兩種納濾膜NF-1#和NF-2#對廢水COD去除率分別為30%~50%和47%~53%，對廢水脫鹽率分別為25%~39%和46%~53%。鑒于納濾操作壓力低，且產(chǎn)水通量大、運行費用低、低壓下即可對Mg2+、Ca2+等工業(yè)循環(huán)回用水中最關(guān)注離子達到與反滲透一樣的去除率等優(yōu)點，納濾在廢水資源化回收利用方面具有其獨特的優(yōu)勢。對反滲透和納濾過程的成本分析表明，膜工藝在印染廢水節(jié)能減排、資源再生利用等方面將具有廣闊的應用前景。