利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于水处理领域，具体涉及一种利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法及装置。所述方法包括以下步骤：在地表水中加入臭氧，进行预氧化；在预氧化处理后的水中加入絮凝剂，进行絮凝反应；在絮凝处理后的水中再次通入臭氧，然后经表面涂有二氧化钛烧结涂层的陶瓷膜过滤；经陶瓷膜过滤后的水进入纳滤装置进行过滤，纳滤装置包括三段串联的纳滤膜组件，其中一段纳滤膜组件的浓水进入二段纳滤膜组件，二段纳滤膜组件的浓水进入三段纳滤膜组件，一段、二段、三段纳滤膜组件的清水作为饮用水使用。该方法大大提高了地表水中土溴素、二甲基异莰醇的去除率，处理后的饮用水达到新版饮用水的标准，同时提高了处理效率，降低了处理成本。理成本。理成本。

【技术实现步骤摘要】
利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法及装置


[0001]本专利技术属于水处理领域，具体涉及一种利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法及装置。

技术介绍

[0002]我国大部分地区以黄河水、水库水或长江水为饮用水水源，这些地表水都不同程度的存在微污染状态，特别是夏季，部分藻类生长旺盛，产生土溴素及二甲基异莰醇等臭味物质，峰值可达0.00008mg/L左右，国家新版饮用水标准对以上两种物质的检出浓度值规定为≤0.00001mg/L。
[0003]目前常用的饮用水处理方法有三种，一种采用臭氧+生物炭工艺，该工艺能降低水中的土溴素及二甲基异莰醇等臭味物质，但臭氧产生的溴酸盐对人体健康有害，活性炭失效后成为危废对环境有害，活性炭处理后因生物膜的脱落造成水质返浑，浊度升高，而且该工艺也不能降低水中的硬度和含盐量，对饮用水质量改善不大。
[0004]另外一种工艺采用有机中空纤维膜+纳滤工艺，该工艺中的中空纤维膜因为不耐臭氧氧化，不能与臭氧联合使用，该膜因为容易堵塞也不能与絮凝剂联合使用，因而该膜对水中的土溴素及二甲基异莰醇无去除作用，只能靠后面的纳滤去除，而普通纳滤对土溴素去除率只有76％，对二甲基异莰醇去除率只有71％，在夏季藻类爆发季节，该工艺处理的饮用水存在以上两种物质超标的风险，中空纤维膜只有2
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3年的使用寿命，寿命结束后只能作为危废处理，因而给环境带来危害，中空纤维膜的材质一般采用PVDF、PE、PVC，这几种材质在水中都存在析出有害物质的情况，特别是水中含有余氯的情况下，更加速了有害物质的析出，从而危害人民群众的身体健康。
[0005]第三种处理工艺采用有机中空纤维膜+反渗透工艺，有机中空纤维膜同样存在以上缺点，反渗透运行费用高，产水PH低于饮用水标准，而且反渗透浓水含盐量＞2000mg/L，超过下水道的排放标准，因而该工艺处理饮用水也不符合社会和环境的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题是：提供一种利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法，大大提高了地表水中土溴素、二甲基异莰醇的去除率，处理后的饮用水达到新版饮用水的标准，同时增大了陶瓷膜水通量，延长了清洗周期，提高了处理效率，降低了处理成本；本专利技术还提供其装置。
[0007]本专利技术所述的利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法，包括以下步骤：（1）臭氧预氧化：在地表水中加入臭氧，进行预氧化；（2）絮凝反应：在预氧化处理后的水中加入絮凝剂，进行絮凝反应；（3）陶瓷膜催化氧化及过滤：在絮凝处理后的水中再次通入臭氧，然后经表面涂有二氧化钛烧结涂层的陶瓷膜过滤；（4）纳滤过滤：经陶瓷膜过滤后的水进入纳滤装置进行过滤，纳滤装置包括三段串
联的纳滤膜组件，其中一段纳滤膜组件的浓水进入二段纳滤膜组件，二段纳滤膜组件的浓水进入三段纳滤膜组件，一段、二段、三段纳滤膜组件的清水作为饮用水使用。
[0008]步骤（1）中，臭氧的加入量为0.1
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10mg/L，优选为1
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2mg/L。臭氧的加入可以杀死地表水中的藻类物质，使水中的微生物失去活性。臭氧的加入量太低，无法有效杀死水中的微生物，影响后续絮凝和过滤效果，若臭氧的加入量过高，就会产生较多的溴酸盐，增加后续纳滤的负荷，甚至无法得到有效去除，危害人体健康。
[0009]优选地，臭氧采用射流器方式加入，预氧化时间为1
‑
10min。
[0010]步骤（2）中，絮凝剂为无机絮凝剂。例如含铝絮凝剂、含铁絮凝剂、或者含铝铁的复合絮凝剂；加入种类可以为一种，也可以为两种以上。絮凝剂加入量为0.5
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50mg/L，优选为2.5
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10mg/L。利用絮凝剂的网格捕捉作用，可以使水中的胶体物质形成大的颗粒。
[0011]优选地，絮凝反应时间为10
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60min。
[0012]步骤（3）中，陶瓷膜为管状或中空纤维状，孔径为10
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1000nm，优选20
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200nm；陶瓷膜材质为氧化铝、氧化锆、氧化钛、碳化硅、堇青石、氧化硅中的一种或两种以上组合材料。
[0013]经预氧化和絮凝处理的水在进入陶瓷膜之前的管道中再次加入臭氧，臭氧的加入量为0.1
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10mg/L，优选为2
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5mg/L。
[0014]进入陶瓷膜后，絮凝剂和水中的胶体物质形成的大颗粒在陶瓷膜表面形成松散的滤饼层，可以有效防止小颗粒和藻类分泌物堵塞陶瓷膜孔。臭氧气体在水中形成微小的气泡，在陶瓷膜内部流道中形成湍流状态，使水流分布均匀，防止偏流和污染物堵塞流道，并在陶瓷膜表面起到震动和搅拌作用，防止污染物堵塞陶瓷膜表面的过滤孔。陶瓷膜表面的二氧化钛烧结涂层对臭氧起到催化作用，使臭氧产生羟基自由基，进一步杀灭和分解水中的藻类分泌物、土溴素及二甲基异莰醇等嗅味物质，同时防止陶瓷膜表面生物膜的形成。
[0015]利用陶瓷膜的筛分原理过滤掉水中的胶体颗粒，去除水中的部分土溴素和二甲基异莰醇等异味物质，经预氧化、絮凝及陶瓷膜催化氧化联合处理，水中土溴素去除率和二甲基异莰醇去除率提高，陶瓷膜运行一定时间后滤饼层会加厚，达到一定厚度后利用水力和气体反洗将滤饼层剥离掉，然后开启下一周期的运行。
[0016]利用陶瓷膜表面二氧化钛涂层的催化作用、臭氧的氧化作用、絮凝剂的混凝作用，三者联合使用既可以去除水中的嗅味物质，也增大了陶瓷膜的过滤通量，同时延长了陶瓷膜的清洗周期。
[0017]步骤（4）中，三段纳滤膜组件采用脱盐率为80
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95%的高脱盐率纳滤膜，例如陶氏公司生产的NF90纳滤膜。
[0018]考虑到浓水含盐量不能超过下水道排放要求，一段纳滤膜组件和二段纳滤膜组件使用脱盐率为20
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40%普通纳滤膜，例如陶氏公司生产的NF270。
[0019]其中，二段纳滤膜组件和三段纳滤膜组件之间增加段间泵，解决三段纳滤膜组件流量偏低的问题。
[0020]纳滤装置采用三段串联的纳滤膜组件，这种组合方式可以将水中的大部分有机物过滤掉，同时保留部分无机盐，对土溴素和二甲基异莰醇的去除率比普通纳滤装置有所提高。
[0021]本专利技术所述的利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的装置，包括依次相连的臭氧反应池、絮凝反应池、陶瓷膜组件、陶瓷膜产水池、一段纳滤膜组件、二段纳滤膜组件和三段
纳滤膜组件，其中臭氧反应池进水口连接地表水输送管道，一段纳滤膜组件、二段纳滤膜组件和三段纳滤膜组件的清水出口连接饮用水输送管道；所述臭氧反应池和陶瓷膜组件的进水管连接臭氧发生器，所述絮凝反应池的进水管连接絮凝剂添加装置。
[0022]其中，絮凝反应池与陶瓷膜组件之间的管道上设有1#增压泵，陶瓷膜产水池与一段纳滤膜组件之间的管道上设有2#增压泵，二段纳滤膜组件与三段纳滤膜组件之间的管道上设有段间泵。
[0023]所述三段纳滤膜组件的浓水出口连接浓水排放管道。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）臭氧预氧化：在地表水中加入臭氧，进行预氧化；（2）絮凝反应：在预氧化处理后的水中加入絮凝剂，进行絮凝反应；（3）陶瓷膜催化氧化及过滤：在絮凝处理后的水中再次通入臭氧，然后经表面涂有二氧化钛烧结涂层的陶瓷膜过滤；（4）纳滤过滤：经陶瓷膜过滤后的水进入纳滤装置进行过滤，纳滤装置包括三段串联的纳滤膜组件，其中一段纳滤膜组件的浓水进入二段纳滤膜组件，二段纳滤膜组件的浓水进入三段纳滤膜组件，一段、二段、三段纳滤膜组件的清水作为饮用水使用。2.根据权利要求1所述的利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法，其特征在于：步骤（1）中，臭氧的加入量为1
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2mg/L。3.根据权利要求2所述的利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法，其特征在于：步骤（2）中，絮凝剂为无机絮凝剂，加入量为2.5
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10mg/L。4.根据权利要求1所述的利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法，其特征在于：步骤（3）中，臭氧的加入量为2
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5mg/L。5.根据权利要求1所述的利用陶瓷膜与组合纳滤膜处理饮用水的方法，其特征在于：步骤（4）中，三段纳滤膜组件采用脱盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：房军贤，赵艳，孙百爽，
申请(专利权)人：山东泰禾环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：