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反渗透技术作为一种高效的水处理技术,在很多行业中都有很好的应用效果。利用反渗透技术处理石化企业净水车间二级生化出水的过程中,会产生约25~30%且含有大量无机盐离子(主要包括F-、Cl-、NO3-、SO42-、Ca2+、k+、Mg2+、Na+等)和难降解有机污染物的反渗透浓水(Reverse Osmosis Concentrates,ROC),通常用一般的处理方法难以达到效果,尤其是浓水中的无机盐离子,极少参与反应过程。针对工业ROC的脱盐,本研究引入纳滤处理工艺。首先采用高级氧化和超滤进行预处理,预处理不仅能够有效消除后续的纳滤膜污染而且能够协同去除浓水中的难降解有机污染物。通过单因素实验考察了不同影响因素对化学需氧量(COD)和UV254去除的影响,从而确定最佳纳滤进水水质。然后通过单因素和响应面法(RSM)优化实验探究纳滤脱盐的最佳实验条件,并采用扫描电子显微镜(SEM-EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段分析膜污染,根据污染物的种类和性质,选择合适的清洗方法和清洗剂。采用臭氧协同UV/Fenton的高级氧化方法耦合纳滤技术处理工业ROC。预处理单因素实验结果表明,在初始p H为3.0,H2O2投加量为10 m M,硫酸亚铁投加量为0.2 g/L,紫外线照射时间为90 min,O3的通入量为15 mg/L时,COD和UV254去除率分别达到71.4%和79.6%。采用四种商业纳滤膜(NF90、DK、NT101、NT103)进行脱盐实验,发现经过预处理后的纳滤进水膜通量有了显著的增加。进一步研究了纳滤膜在不同操作压力和进水温度下对主要离子的截留效果,结果表明离子截留率随操作压力的增大而增大,随温度的升高而降低。与DK膜和NT101膜相比,NF90膜和NT103膜对单价离子的截留性好,而DK膜和NT101膜可以实现单价离子和二价离子的有效分离。高级氧化-超滤预处理工艺表明,超滤预处理能够进一步截留高级氧化出水中的胶体,能够实现纳滤装置的稳定运行。RSM-BBD优化的最佳条件为:操作压力1.18MPa,进料液温度6.79 oC,过滤时间64.33 min。优化反应条件下,软件预测的总可溶性盐的截留率为97.75%。验证实验下,总可溶性盐的实际截留率为95.84%,与RSM优化预测值的误差仅为1.91±0.20%。结果表明RSM是优化预处理反渗透浓水NF脱盐过程中总可溶性盐截留率的合适工具。对新膜、被污染的膜和清洗后的膜表面进行SEM-EDS和FTIR表征,发现造成膜结垢的原因主要是Ca、Mg、Na、Fe、Pb、Si等元素的结垢污染和有机污染。同时对两种纳滤进水包括反渗透浓水和经过预处理后的反渗透浓水连续运行12个小时的膜通量比率进行对比分析,结果发现前者污染的膜通量衰减至24%,而后者污染的膜通量衰减至60%,说明高级氧化过程对有机物的去除能够有效削减纳滤膜污染,延长纳滤膜的使用周期。通过对污染膜进行化学清洗,发现组合清洗剂要比单清洗剂清洗效果好,采用清洗有机污染+清洗无机污染的顺序,能够很好地实现膜通量的恢复和污染膜的再生。