一种反渗透膜的有机污堵控制方法技术

本发明专利技术公开了一种反渗透膜的有机污堵控制方法，通过进水水样中有机物的分子量及其三维荧光光谱图的测定结果，初步确定活性炭与氯化铁投加比例；根据DOC的浓度确定活性炭与氯化铁的投加浓度区间，并分别得出相应的DOC去除率，通过稳定去除DOC所需的最小剂量值确定最佳活性炭投加浓度A和最佳氯化铁投加浓度B，向反渗透进水中投加A浓度的活性炭，吸附0.5‑1小时后，再投加B浓度的氯化铁，混凝去除活性炭及剩余有机物。本发明专利技术具有低成本、低能耗、操作简单等特点，通过去除RO系统进水中的有机污染物，达到稳定RO系统进水水质，减缓RO系统污堵速率，增加RO系统运行稳定性和运行时间，从而降低RO系统运行成本的目的。

A Control Method of Organic Pollution Blocking in Reverse Osmosis Membrane

The invention discloses an organic fouling control method for reverse osmosis membrane. The ratio of activated carbon to ferric chloride is determined preliminarily by the molecular weight of organic matter in the influent water sample and the results of three-dimensional fluorescence spectrogram; the concentration range of activated carbon and ferric chloride is determined according to the concentration of DOC, and the corresponding DOC removal rate is obtained respectively, and the minimum agent required for DOC removal is obtained by stabilizing the concentration of DOC. The optimum concentration of activated carbon A and ferric chloride B were determined. Activated carbon of A concentration was added to reverse osmosis influent water. After adsorbing 0.5 1 hour, ferric chloride of B concentration was added to remove activated carbon and residual organic matter by coagulation. The invention has the characteristics of low cost, low energy consumption and simple operation. By removing organic pollutants in the water of RO system, the water quality of RO system can be stabilized, the fouling rate of RO system can be slowed down, the stability and operation time of RO system can be increased, and the operation cost of RO system can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种反渗透膜的有机污堵控制方法
本专利技术涉及再生水反渗透脱盐
，尤其涉及一种反渗透膜的有机污堵控制方法。
技术介绍
我国水资源严重短缺，污水再生利用是解决这一问题的有效途径，全面展开再生水的利用，对缓解我国水资源短缺具有十分重要的意义。反渗透工艺(ReverseOsmosis，RO)由于产水水质好、运行稳定，逐渐被应用于污水再生领域，但污水中的有机物会造成严重的RO膜污堵，导致RO系统产水水量和水质下降，运行能耗和成本增加，限制了RO工艺的推广。大部分城市生活污水再生水厂在RO系统主体工艺前，会增加一些列预处理工艺，通过这些预处理方式可以去除RO系统进水中的有机污染物，达到稳定RO系统进水水质，减缓RO系统污堵速率，增加RO系统运行稳定性和运行时间，从而降低RO系统运行成本的目的。常见的预处理工艺包括：混凝沉淀、活性炭过滤、微滤/超滤等，其中混凝沉淀及活性炭工艺因其成本较低，操作简单而被广泛应用，但是这些预处理工艺通常都是单独使用，并没有结合使用的先例，不同预处理工艺组合使用对进水中有机物的组分去除情况的研究十分欠缺，也没有结合使用的具体方法，如何设计一种组合预处理工艺以进一步减缓RO系统污堵速率在控制RO膜有机污堵等方面具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是，在反渗透系统主体工艺之前，提供一种基于氯化铁混凝沉淀与颗粒活性炭组合预处理的有机污堵控制方法，用于控制反渗透膜的有机污堵。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种反渗透膜的有机污堵控制方法，包括以下步骤：(1)制备氯化铁储备液和清洁的活性炭两种水处理剂；(2)从反渗透膜目标进水中取出进水水样，将水样分成若干份，分别投加活性炭和氯化铁至不同浓度，并得出在活性炭和氯化铁的不同投加浓度下对应的水样中的可溶性有机碳(DOC)去除率，根据投加浓度及DOC去除率，确定活性炭的最佳投加浓度A、氯化铁的最佳投加浓度B，所述投加浓度为水处理剂投加至水样后在水样中的浓度；(3)根据(2)中确定的活性炭和氯化铁的最佳投加浓度，向目标进水中投加活性炭使其在目标进水中的浓度为A，吸附0.5-1小时后，再向目标进水中投加氯化铁使其在目标进水中的浓度为B，混凝去除活性炭及剩余有机物。由于DOC是污水有机物中的一个大类指标，也是进水的基本特性，根据DOC去除率来判断反渗透膜的污堵特性具有代表性，本专利技术通过在水样中投加活性炭与氯化铁，并得出两者在不同投加浓度下对应的DOC去除率，根据DOC的去除率，确定两者的最佳投加浓度，然后再向目标进水中按先后顺序投加活性炭与氯化铁使两者在目标进水中的浓度为最佳投加浓度；确定最佳投加浓度的目的是在保证稳定去除DOC的同时选择水处理剂的最小剂量，不仅能使有机物的去除效率最高,还能提高经济效益，投加浓度过大或过小，DOC去除率均不能处于一个较高的稳定状态，不能达到符合要求的水质，并且投加浓度过大时，水处理剂的添加剂量较高，经济效益达不到最大化；活性炭作为吸附剂可以首先吸附污水中的一部分有机物，吸附0.5-1小时后，吸附性能逐渐降低，再投加作为混凝剂的氯化铁，在去除剩余有机物的同时还能混凝去除多余活性炭，减少了对活性炭的处理步骤。本专利技术采用氯化铁混凝沉淀与颗粒活性炭组合预处理的方式，相比于氯化铁混凝沉淀与颗粒活性炭单独进行预处理时，有机物的去除率均有所提高，并且随着运行时间的延长，产水速率的下降速度也小于两种预处理方式单独使用时的情形，进一步提高了反渗透膜的使用寿命，并提升了产水水质。本专利技术具有低成本、低能耗、操作简单等特点，通过去除RO系统进水中的有机污染物，达到稳定RO系统进水水质，减缓RO系统污堵速率，增加RO系统运行稳定性和运行时间，从而降低RO系统运行成本的目的。优选地，在步骤(1)中，氯化铁储备液的配制及存储方法为：将氯化铁存于密闭瓶中，于室温下配置浓度为1g/L的氯化铁储备液作为混凝剂，配置好后避光密封保存。由于在后续步骤中氯化铁是以在水样中的浓度进行投加的，选择1g/L的浓度，便于后续投加时稀释；为了防止空气中的水分对氯化铁储备液造成影响，采用密封的方式保存，为了防止光线对氯化铁溶液的温度造成影响，进一步导致氯化铁变质，采用避光的方式保存。优选地，在步骤(1)中，活性炭的制备及存储方法为：采用粒径1-2mm的椰壳颗粒活性炭，活性炭使用前需用水反复清洗，直至洗后活性炭出水溶解有机碳(DOC)低于0.5mg/L，即可认为制备出清洁的活性炭；清洁的活性炭放置于70℃烘箱内烘干，然后置于烧杯中避光密封保存。在步骤(2)中，测定进水水样中初始的DOC浓度值为a0mg/L，测定进水水样中投加水处理剂且其投加浓度为bimg/L时对应的DOC浓度值为aimg/L，则水处理剂的投加浓度为bimg/L时,其对应的DOC去除率ci为：(ai-a0)/a0。优选地，在步骤(2)中，DOC浓度的测定方法为：取待测水样5ml，过0.45μm滤膜后利用TOC分析仪来测定水样中的DOC浓度。优选地，在步骤(2)中，确定最佳投加浓度的方法为：选择相对DOC去除率的增加率与相对水处理剂投加浓度的增加率之比最接近1时对应的水处理剂投加浓度为最佳投加浓度；假设同一水处理剂的两个相邻投加浓度分别为bi-1、bi(bi>bi-1)，相应的DOC去除率分别为ci-1、ci，则水处理剂投加浓度为bi时,其相对DOC去除率的增加率为(ci-ci-1)/ci-1，相对水处理剂投加浓度的增加率为(bi-bi-1)/bi-1。进一步优选地，在步骤(2)中，先确定活性炭和氯化铁的投加浓度区间，再在投加浓度区间内确定最佳投加浓度；投加浓度区间的确定方法为：测定进水水样中初始的DOC浓度值为a0mg/L，则活性炭和氯化铁的投加浓度区间分别为(3-9)*a0mg/L和(1-9)*a0mg/L。这里的浓度区间为DOC的最佳去除区间，此时的DOC去除率可以达到最高。进一步优选地，在步骤(2)中，活性炭的投加浓度为3a0mg/L、4.5a0mg/L、6a0mg/L、7.5a0mg/L、9a0mg/L。进一步优选地，在步骤(2)中，先确定活性炭和氯化铁的最佳投加浓度比例，再根据最佳投加浓度比例以及活性炭的投加浓度确定氯化铁的投加浓度；优选地，最佳投加浓度比例的确定方法为：测量反渗透进水水样中有机物的分子量，测定并得到反渗透膜进水水样的三维荧光光谱图，判断水样是否具备(1)分子量在102-103Da范围内有明显吸收峰和(2)三维荧光光谱中在Ⅳ区和Ⅵ区中有明显荧光响应这两种水样特征；若上述两种水样特征均具备，则确定活性炭与氯化铁在进水水样中的最佳投加浓度比例为1：1；若仅具备上述某一种水样特征，则确定两者最佳投加浓度比例为2：1；若上述两种水样特征均不具备，则确定两者最佳投加浓度比例为3：1。优选地，在步骤(2)中，确定最佳投加浓度A和最佳投加浓度B的另一种方法包括如下步骤：(21)根据进水水样的有机物分子量特征与三维荧光光谱图特征，确定活性炭与氯化铁在进水水样中的最佳投加浓度比例：优选地，针对具备(1)分子量在102-103Da范围内有明显吸收峰和(2)三维荧光光谱中在Ⅳ区和Ⅵ区中有明显荧光响应这两种水样特征的水样，确定二者在进水水样中的最佳投加浓度比例为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反渗透膜的有机污堵控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备氯化铁储备液和清洁的活性炭两种水处理剂；(2)从反渗透膜目标进水中取出进水水样，将水样分成若干份，分别投加活性炭和氯化铁至不同浓度，并得出在活性炭和氯化铁的不同投加浓度下对应的水样中的可溶性有机碳(DOC)去除率，根据投加浓度及DOC去除率，确定活性炭的最佳投加浓度A、氯化铁的最佳投加浓度B，所述投加浓度为水处理剂投加至水样后在水样中的浓度；(3)根据(2)中确定的活性炭和氯化铁的最佳投加浓度，向目标进水中投加活性炭使其在目标进水中的浓度为A，吸附0.5‑1小时后，再向目标进水中投加氯化铁使其在目标进水中的浓度为B，混凝去除活性炭及剩余有机物。

【技术特征摘要】
1.一种反渗透膜的有机污堵控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备氯化铁储备液和清洁的活性炭两种水处理剂；(2)从反渗透膜目标进水中取出进水水样，将水样分成若干份，分别投加活性炭和氯化铁至不同浓度，并得出在活性炭和氯化铁的不同投加浓度下对应的水样中的可溶性有机碳(DOC)去除率，根据投加浓度及DOC去除率，确定活性炭的最佳投加浓度A、氯化铁的最佳投加浓度B，所述投加浓度为水处理剂投加至水样后在水样中的浓度；(3)根据(2)中确定的活性炭和氯化铁的最佳投加浓度，向目标进水中投加活性炭使其在目标进水中的浓度为A，吸附0.5-1小时后，再向目标进水中投加氯化铁使其在目标进水中的浓度为B，混凝去除活性炭及剩余有机物。2.根据权利要求1所述的反渗透膜的有机污堵控制方法，其特征在于，在步骤(1)中，氯化铁储备液的配制及存储方法为：将氯化铁存于密闭瓶中，于室温下配置浓度为1g/L的氯化铁储备液作为混凝剂，配置好后避光密封保存。3.根据权利要求1所述的反渗透膜的有机污堵控制方法，其特征在于，在步骤(1)中，活性炭的制备及存储方法为：采用粒径1-2mm的椰壳颗粒活性炭，活性炭使用前需用水反复清洗，直至洗后活性炭出水溶解有机碳低于0.5mg/L，即可认为制备出清洁的活性炭；清洁的活性炭放置于70℃烘箱内烘干，然后置于烧杯中避光密封保存。4.根据权利要求1所述的反渗透膜的有机污堵控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，测定进水水样中初始的DOC浓度值为a0mg/L，测定进水水样中投加水处理剂且其投加浓度为bimg/L时对应的DOC浓度值为aimg/L，则水处理剂的投加浓度为bimg/L时,其对应的DOC去除率ci为：(ai-a0)/a0。5.根据权利要求4所述的反渗透膜的有机污堵控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，DOC浓度的测定方法为：取待测水样5ml，过0.45μm滤膜后利用TOC分析仪来测定水样中的DOC浓度。6.根据权利要求1所述的反渗透膜的有机污堵控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，确定最佳投加浓度的方法为：选择相对DOC去除率的增加率与相对水处理剂投加浓度的增加率之比最接近1时对应的水处理剂投加浓度为最佳投加浓度；假设同一水处理剂的两个相邻投加浓度分别为bi-1、bi(bi>bi-1)，相应的DOC去除率分别为ci-1、ci，则水处理剂投加浓度为bi时,其相对DOC去除率的增...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡洪营，巫寅虎，白苑，方品晟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11