一種膜凈水工藝的預(yù)處理方法
【專利摘要】公開(kāi)了一種膜凈水工藝的預(yù)處理方法，包括：預(yù)氧化處理、吸附處理和絮凝處理。通過(guò)預(yù)氧化處理和吸附處理去除水體中的有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物，減輕膜凈水工藝的工作負(fù)荷；通過(guò)絮凝處理使水體中的膠體脫穩(wěn)、并形成絮體，該絮體可以在膜表面形成具有絮凝活性和良好透水性的松散濾餅層，阻止細(xì)小顆粒進(jìn)入膜孔、避免膜的深層污染；該濾餅層很容易從膜表面脫落，具有良好的沉淀性，無(wú)需沉淀和砂濾即可方便地排至池外，同時(shí)實(shí)現(xiàn)膜過(guò)濾系統(tǒng)的污泥平衡。本發(fā)明的預(yù)處理方法不僅可以避免小于膜孔徑的污染物透過(guò)膜，提高膜凈水工藝的出水水質(zhì)，還可以根據(jù)待處理水的污染程實(shí)現(xiàn)預(yù)處理、強(qiáng)化預(yù)處理和應(yīng)急預(yù)處理之間的靈活切換，解決膜凈水工藝的不足。
【專利說(shuō)明】
一種膜凈水工藝的預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水處理與凈化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種凈水膜工藝的預(yù)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以下對(duì)本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進(jìn)行說(shuō)明，但這些說(shuō)明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]隨著超濾/微濾膜制造成本和應(yīng)用成本的降低，超濾/微濾膜在水處理與凈化領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。超濾/微濾膜對(duì)水中顆粒物、膠體和微生物具有很好的去除效果，出水水質(zhì)穩(wěn)定，且優(yōu)于其他過(guò)濾工藝出水水質(zhì)。在飲用水行業(yè)，超濾/微濾膜過(guò)濾可以直接替代傳統(tǒng)的沉淀和砂濾工序，能夠大大節(jié)約占地面積和運(yùn)行能耗、提高出水水質(zhì);在污水處理領(lǐng)域，超濾/微濾膜過(guò)濾可以和生物處理工藝相結(jié)合，替代沉淀池，同樣可以減少占地面積、提高出水水質(zhì)、減少污泥產(chǎn)量。超濾/微濾膜過(guò)濾工藝不僅可以用于新建項(xiàng)目，在改造項(xiàng)目中同樣具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004]微濾/超濾膜處理的機(jī)理為物理篩分機(jī)理，大于膜孔徑的污染物將會(huì)被截留，而小于膜孔徑的污染物將會(huì)透過(guò)膜，因此，對(duì)于小于膜孔徑的污染物的處理顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種凈水膜工藝的預(yù)處理方法，利用本發(fā)明可以處理小于膜孔徑的污染物，避免其透過(guò)膜，從而確保膜濾后水的水質(zhì)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的膜凈水工藝的預(yù)處理方法，包括如下步驟:
[0007](I)預(yù)氧化處理:向待處理水中投加預(yù)氧化藥劑，去除其中的有機(jī)污染物和可被氧化的無(wú)機(jī)污染物；
[0008](2)吸附處理:向預(yù)氧化處理后的出水中投加吸附劑，去除其中的無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物；
[0009](3)絮凝處理:向吸附處理后的出水中投加絮凝劑，使其中的膠體脫穩(wěn)、并形成絮體。
[0010]優(yōu)選地，步驟(3)向吸附處理后的出水中投加絮凝劑時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)水中膠體的電動(dòng)電位值，當(dāng)所述電動(dòng)電位值為-15mV ± 5mV時(shí)，停止投加絮凝劑。
[0011]優(yōu)選地，絮凝處理的時(shí)間不低于15min。
[0012]優(yōu)選地，預(yù)氧化藥劑包括以下組分中的至少一種:高錳酸鉀、液氯、二氧化氯。
[0013]優(yōu)選地，預(yù)氧化處理后的出水的高錳酸鹽指數(shù)不超過(guò)3.5mg/L。
[0014]優(yōu)選地，預(yù)氧化處理的時(shí)間不低于1.5h。
[0015]優(yōu)選地，吸附處理的時(shí)間不低于1.5h。
[0016]優(yōu)選地，步驟(3)絮凝處理之前進(jìn)一步包括:向待處理水中投加其他藥劑;所述其他藥劑包括以下組分中的至少一種:樹(shù)脂、粉末活性炭。
[0017]優(yōu)選地，步驟(I)預(yù)氧化處理之前進(jìn)一步包括:
[0018]獲取待處理水的高錳酸鹽指數(shù)，若所述高錳酸鹽指數(shù)大于5mg/L，對(duì)待處理水進(jìn)行生物處理。
[0019]優(yōu)選地，生物處理包括以下處理工藝中的至少一種:生物接觸氧化工藝、MBBR工藝、曝氣生物濾池工藝。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的膜凈水工藝的預(yù)處理方法，包括:預(yù)氧化處理、吸附處理和絮凝處理。通過(guò)預(yù)氧化處理和吸附處理去除水體中的有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物，減輕膜凈水工藝的工作負(fù)荷;通過(guò)絮凝處理使水體中的膠體脫穩(wěn)、并形成絮體。在膜處理過(guò)程中，本發(fā)明的預(yù)處理方法得到的絮體進(jìn)入膜池之后進(jìn)行二次絮凝，在膜表面形成松散的濾餅層，該濾餅層具有絮凝活性和良好的透水性，能夠阻止細(xì)小顆粒進(jìn)入膜孔、避免膜的深層污染，對(duì)膜進(jìn)行物理清洗時(shí)，濾餅層很容易從膜表面脫落，脫落后的濾餅層具有良好的沉淀性，能夠很快沉積到膜池底部，并發(fā)生濃縮現(xiàn)象，膜池底部經(jīng)過(guò)沉淀、濃縮的污泥在膜池排泥時(shí)被排至池夕卜，實(shí)現(xiàn)膜過(guò)濾系統(tǒng)的污泥平衡。本發(fā)明可以處理小于膜孔徑的污染物，避免其透過(guò)膜，從而確保膜濾后水的水質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。對(duì)示例性實(shí)施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或用法的限制。
[0022]為了防止小于膜孔徑的污染物將會(huì)透過(guò)膜，本發(fā)明在膜凈水工藝之前進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)絮凝處理使水體中的膠體脫穩(wěn)并形成絮體，借助該絮體在膜表面二次絮凝形成的松散濾餅層阻止細(xì)小顆粒進(jìn)入膜孔。
[0023]待處理水中一般含有較多的有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物。預(yù)處理階段若不去除這些污染物，不僅會(huì)增加后續(xù)膜凈水工藝的工作負(fù)荷，待處理水中的有機(jī)污染物還可以為微生物提供良好的生存環(huán)境，使膜池滋生微生物。此外，待處理水中有可能還有微生物有機(jī)體，這些微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)一步污染膜池，影響膜的使用壽命、并降低膜凈水工藝的出水品質(zhì)。為了去除待處理水中有機(jī)污染物和可能被氧化的無(wú)機(jī)污染物，并避免膜池滋生微生物，本發(fā)明在步驟(I)首先進(jìn)行預(yù)氧化處理。具體地，向待處理水中投加預(yù)氧化藥劑，去除其中的有機(jī)污染物和可被氧化的無(wú)機(jī)污染物。
[0024]為了避免投加的預(yù)氧化藥劑帶來(lái)的二次污染，可以選用一些對(duì)水體無(wú)污染的安全氧化劑，例如，預(yù)氧化藥劑包括以下組分中的至少一種:高錳酸鉀、液氯、二氧化氯。進(jìn)行預(yù)氧化處理時(shí)，預(yù)氧化藥劑的種類和添加量可以根據(jù)水體中污染物的種類以及污染程度進(jìn)行確定，以實(shí)現(xiàn)常規(guī)預(yù)處理、強(qiáng)化預(yù)處理和應(yīng)急預(yù)處理之間的靈活調(diào)整。例如，水體污染嚴(yán)重時(shí)采用強(qiáng)化預(yù)處理，選擇氧化性較強(qiáng)的高錳酸鉀等預(yù)氧化藥劑。
[0025]從化學(xué)反應(yīng)的角度來(lái)看，即使待處理水的污染非常嚴(yán)重，其中污染物的濃度也不高。若預(yù)氧化處理的時(shí)間較短，待處理水中可被氧化的污染物可能不能充分被氧化。為了保證預(yù)氧化藥劑與待處理水中較低濃度污染物之間充分反應(yīng)，提高預(yù)氧化處理的效果，可以控制預(yù)氧化處理的時(shí)間不低于1.5h。
[0026]高錳酸鹽指數(shù)是反映水體中有機(jī)及無(wú)機(jī)可氧化物質(zhì)污染的常用指標(biāo)。定義為:在一定條件下，用高錳酸鉀氧化水中的某些有機(jī)物及無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)，由消耗的高錳酸鉀量計(jì)算相當(dāng)?shù)难趿?，單位為氧的毫?升。高錳酸鹽指數(shù)越大，水體中有機(jī)及無(wú)機(jī)可氧化污染物含量越高，水體污染越嚴(yán)重。若進(jìn)入膜凈水工藝的進(jìn)水中污染物含量較高，會(huì)增加膜凈水工藝的工作負(fù)荷，進(jìn)水中的污染物還會(huì)造成膜污染，影響膜凈水工藝的出水質(zhì)量。為此，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，控制預(yù)氧化處理后的出水的高錳酸鹽指數(shù)不超過(guò)3.5mg/L。
[0027]步驟(I)預(yù)氧化處理之后進(jìn)行吸附處理。在步驟(2)中，向預(yù)氧化處理后的出水中投加吸附劑，去除其中的無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物。
[0028]從化學(xué)反應(yīng)的角度來(lái)看，即使待處理水的污染非常嚴(yán)重，其中污染物的濃度也不高。若吸附處理的時(shí)間較短，待處理水中可被吸附的污染物可能不能充分被吸附。為了保證待處理水中較低濃度的污染物充分被吸附劑吸附，提高吸附處理的效果，可以控制吸附處理的時(shí)間不低于1.5h。
[0029]本發(fā)明在步驟(3)絮凝處理:向吸附處理后的出水中投加絮凝劑，使其中的膠體脫穩(wěn)、并形成絮體?，F(xiàn)有技術(shù)的絮凝處理一般是向水體中投加絮凝劑，使其中的懸浮微粒集聚變大或形成大而密實(shí)的絮團(tuán)，從而加快粒子的聚沉，達(dá)到固-液分離的目的。這種絮凝方式的出水送入浸沒(méi)式膜處理設(shè)備時(shí)，由于無(wú)法在膜表面進(jìn)行二次絮凝，膜表面不能形成濾餅層，因此無(wú)法阻止小于膜孔徑的污染物進(jìn)入膜孔，造成膜污染。與現(xiàn)有絮凝方式不同的是，本發(fā)明絮凝處理的主要目的并非使水體中的懸浮微粒集聚變大或形成大而密實(shí)的絮團(tuán)以加快粒子聚沉，而是為了使水體中的膠體脫穩(wěn)、并形成松散的絮體。為了保證可以形成絮體，本發(fā)明的預(yù)處理方法不應(yīng)包括沉淀、砂濾或者活性炭過(guò)濾等過(guò)濾手段。
[0030]在膜處理過(guò)程中，本發(fā)明的預(yù)處理方法得到的絮體進(jìn)入膜池之后可以在膜表面進(jìn)行二次絮凝形成松散的濾餅層，該濾餅層具有絮凝活性和良好的透水性，能夠阻止細(xì)小顆粒進(jìn)入膜孔、避免膜的深層污染，對(duì)膜進(jìn)行物理清洗時(shí)，濾餅層很容易從膜表面脫落，脫落后的濾餅層具有良好的沉淀性，能夠很快沉積到膜池底部，并發(fā)生濃縮現(xiàn)象，膜池底部經(jīng)過(guò)沉淀、濃縮的污泥在膜池排泥時(shí)被排至池外，實(shí)現(xiàn)膜過(guò)濾系統(tǒng)的污泥平衡。本發(fā)明可以處理小于膜孔徑的污染物，避免其透過(guò)膜，從而確保膜凈水工藝的出水水質(zhì)。此外，由于本發(fā)明的濾餅層具有良好的沉淀性，便于排至池外，因此無(wú)需借助現(xiàn)有技術(shù)中的沉淀和砂濾等工藝排泥。
[0031]絮凝劑的種類和添加量可以根據(jù)水體中污染物的種類以及污染程度進(jìn)行確定。水中的污染物質(zhì)是以膠體的形式存在，因此可以根據(jù)水中膠體的電動(dòng)電位確定絮凝劑的添加量。在膠體溶液中，分散在介質(zhì)中的微粒由于自身的電離或表面吸附其他粒子而形成帶一定電荷的膠粒，同時(shí)在膠粒附近的介質(zhì)中必然分布有與膠粒表面電性相反而電荷數(shù)量相同的反離子，形成一個(gè)擴(kuò)散雙電層。在外電場(chǎng)作用下，荷點(diǎn)的膠粒攜帶起周?chē)欢ê穸鹊奈綄酉驇喾措姾傻碾姌O運(yùn)動(dòng)，在荷電膠粒吸附層的外界面與介質(zhì)之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的邊界處相對(duì)于均勻介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生一電勢(shì)，為ζ電勢(shì)。它隨吸附層內(nèi)離子濃度，電荷性質(zhì)的變化而變化。它與膠體的穩(wěn)定性有關(guān)，ζ絕對(duì)值越大，表明膠粒電荷越多，膠粒間斥力越大，膠體越穩(wěn)定。若水中膠體的電極電位的絕對(duì)值太小，形成的絮體過(guò)于松散，不利于二次絮凝時(shí)形成有效的濾餅層;若水中膠體的電動(dòng)電位的絕對(duì)值太大，形成的絮體太大太密，容易形成沉淀堵塞膜孔;此外絮體太大太密形成沉淀，在膜凈水過(guò)程中無(wú)法在膜表面形成具有絮凝活性和良好透水性的濾餅層，使得小于膜孔徑的污染物透過(guò)膜孔，造成膜污染，影響膜凈水工藝的出水水質(zhì)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(3)向吸附處理后的出水中投加絮凝劑時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)水中膠體的電動(dòng)電位值，當(dāng)水中膠體的電動(dòng)電位值為-15mV ± 5mV時(shí)，停止投加絮凝劑。
[0032]為了提高絮凝處理的效果，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，絮凝處理的時(shí)間不低于15min0
[0033]待處理水中有可能含有重金屬及其他難降解有機(jī)物，為了去除這些物質(zhì)，在步驟
(3)絮凝處理之前可以進(jìn)一步包括:向待處理水中投加其他藥劑;所述其他藥劑包括以下組分中的至少一種:樹(shù)脂、粉末活性炭。
[0034]對(duì)于污染較嚴(yán)重的待處理水，在步驟(I)預(yù)氧化處理之前可以進(jìn)一步包括:獲取待處理水的高錳酸鹽指數(shù)，若高錳酸鹽指數(shù)大于5mg/L，對(duì)待處理水進(jìn)行生物處理。本發(fā)明中，生物處理可以包括以下處理工藝中的至少一種:生物接觸氧化工藝、MBBR(Moving BedB1film Reactor，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器)工藝、曝氣生物濾池工藝。生物接觸氧化工藝、MBBR工藝和曝氣生物濾池工藝是本領(lǐng)域的常用技術(shù)手段，本發(fā)明在此不再贅述。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明處理小于膜孔徑的污染物，避免其透過(guò)膜，提高膜凈水工藝的出水水質(zhì)。
[0036]雖然參照示例性實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于文中詳細(xì)描述和示出的【具體實(shí)施方式】，在不偏離權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)所述示例性實(shí)施方式做出各種改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種膜凈水工藝的預(yù)處理方法，其特征在于包括如下步驟: (1)預(yù)氧化處理:向待處理水中投加預(yù)氧化藥劑，去除其中的有機(jī)污染物和可被氧化的無(wú)機(jī)污染物； (2)吸附處理:向預(yù)氧化處理后的出水中投加吸附劑，去除其中的無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物； (3)絮凝處理:向吸附處理后的出水中投加絮凝劑，使其中的膠體脫穩(wěn)、并形成絮體。2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其中，步驟(3)向吸附處理后的出水中投加絮凝劑時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)水中膠體的電動(dòng)電位值，當(dāng)所述電動(dòng)電位值為-15mV ± 5mV時(shí)，停止投加絮凝劑。3.如權(quán)利要求2所述的預(yù)處理方法，其中，絮凝處理的時(shí)間不低于15min。4.如權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其中，預(yù)氧化藥劑包括以下組分中的至少一種:高錳酸鉀、液氯、二氧化氯。5.如權(quán)利要求4所述的預(yù)處理方法，其中，預(yù)氧化處理后的出水的高錳酸鹽指數(shù)不超過(guò)3.5mg/L。6.如權(quán)利要求5所述的預(yù)處理方法，其中，預(yù)氧化處理的時(shí)間不低于1.5h。7.如權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其中，吸附處理的時(shí)間不低于1.5h。8.如權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其中，步驟(3)絮凝處理之前進(jìn)一步包括:向待處理水中投加其他藥劑;所述其他藥劑包括以下組分中的至少一種:樹(shù)脂、粉末活性炭。9.如權(quán)利要求1-8任一所述的預(yù)處理方法，其中，步驟(I)預(yù)氧化處理之前進(jìn)一步包括: 獲取待處理水的高錳酸鹽指數(shù)，若所述高錳酸鹽指數(shù)大于5mg/L，對(duì)待處理水進(jìn)行生物處理。10.如權(quán)利要求9所述的預(yù)處理方法，其中，生物處理包括以下處理工藝中的至少一種: 生物接觸氧化工藝、MBBR工藝、曝氣生物濾池工藝。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK106007064SQ201610473669
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】張國(guó)宇, 馬百文
【申請(qǐng)人】北京金澤環(huán)境能源技術(shù)研究有限公司, 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心