本发明专利技术涉及一种采用半透膜技术的净水处理装置及其运行方法。不同区域的水体中硬度浓度差异较大，现有单独采用RO膜或NF膜的净水处理装置均难以有效对应，提出一种多段半透膜系统能够有效对应不同硬度浓度的原水水质，可获得适宜硬度浓度的净化水，提高饮用水的品质。在该多段半透膜系统中，第一段半透膜第二段半透膜对硬度的去除率大于第一段半透膜对硬度的去除率，第二段半透膜的透水系数高于第一段半透膜的透水系数。半透膜的透水系数。半透膜的透水系数。
【技术实现步骤摘要】
一种净水处理装置及其运行方法
[0001]本专利技术涉及水处理
，特别是采用半透膜技术处理和净化自来水、地表水、地下水等的净水处理装置及其运行方法。
技术介绍
[0002]目前，为了将自来水、地表水、地下水等水中含有的杂质、有机物、硬度、重金属、细菌等去除而得到可直接饮用的水，反渗透(RO)膜技术被广泛使用。经过RO膜处理后可获得非常纯净的水，即水体中的各种物质均能被有效去除，但其中一部分对人体有益的矿物元素，如作为硬度成分的Ca，Mg等也几乎被完全去除。根据世界卫生组织WHO的研究表明，饮用水中含有适量的矿物元素对人的膳食摄入起到非常重要的补充作用，长期饮用缺乏Ca，Mg的饮用水不利于身体健康，可能会增加发生部分心血管疾病的风险。如果日常饮食不能提供人体所需的足够矿物质成分，则喝含有适宜硬度浓度的水就变得尤其重要。
[0003]另一方面，饮用水中的硬度浓度过高会影响饮用的口感和感观，也可能导致较高的胆结石，肾结石等疾病的发病率，因此含有适宜硬度浓度的饮用水被认为是优质的饮用水。
[0004]由于世界各国的水体水质差异很大，饮食习惯和人体素质等也有所不同，以及世界各国经济发展水平的不平衡性，WHO没有对优质的饮用水中的硬度指标作强制性规定。一些发达国家根据自身国情，提出了一些建议性的参考指标，如日本对于舒适饮用水的硬度指标为10～100mg/L，欧盟建议饮用水中硬度要高于60mg/L，以色列提出的饮用水中应该含有部分矿物质成分但建议硬度浓度应该小于150mg/L等。虽然优质饮用水中硬度指标的定量数据不统一，但建议含有适宜的硬度浓度被得到广泛认同。
[0005]一般情况下，RO膜对硬度的去除率高达98％以上，而纳滤(NF)膜不但能够有效截留对人体有害的有机物、重金属、细菌等物质，还能保留一部分硬度。但不同材质和截留分子量大小的NF膜对水体中硬度的去除率差异较大，最低约为10％左右，最高可达到90％以上。另外，我国不同区域的水体中硬度浓度的差异非常大，主要从几十到几百mg/L不等。
[0006]因此，现有采用RO膜技术的净水处理装置几乎完全去除水体中的硬度成分，即不能保留部分对人体有益的矿物元素；而采用NF膜技术的净水处理装置虽然保留了一部分硬度成分，但又难以有效对应和满足硬度浓度差异很大的不同区域的水质要求。本专利技术提出一种能够有效对应不同硬度浓度区域的水体，可获得适宜硬度浓度净化水的净水处理装置及其运行方法。
技术实现思路
[0007]本专利技术要解决的技术问题是：由于不同区域的水体中硬度浓度差异很大，针对现有采用RO膜或NF膜的净水处理装置中存在的上述问题或不足，提出一种净水处理装置及其运行方法，能够有效对应不同硬度浓度的原水水质，可获得适宜硬度浓度的净化水，提高饮用水的品质。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下措施达到：
[0009]本专利技术公开了一种净水处理装置，包括多段半透膜系统，待处理水经过第一段半透膜处理后的浓水进入第二段半透膜，第一段半透膜产水和第二段半透膜产水混合后作为净化水，所述第二段半透膜对硬度的去除率大于第一段半透膜对硬度的去除率，第二段半透膜的透水系数高于第一段半透膜的透水系数。
[0010]所述待处理水可为自来水、地表水、地下水、或海水中的一种或多种，优选自来水。多段半透膜系统中的第一段半透膜或第二段半透膜是纳滤膜或反渗透膜中的一种或多种，优选纳滤膜。半透膜的规格可以是2英寸、2.5英寸、3英寸、4英寸或8英寸。
[0011]所述透水系数是半透膜在单位压力条件下，单位时间内单位膜面积的产水量。半透膜的透水系数与其硬度去除率没有直接相关性，透水系数受半透膜的孔径、材质、制膜工艺以及膜表面电荷等影响，可通过生产工艺的调整而获得不同透水系数的纳滤膜。待处理水作为第一段半透膜的原水，第一段半透膜处理后的浓水进入第二段半透膜，该浓水作为第二段半透膜的原水，即第二段半透膜的原水量要低于第一段半透膜的原水量。另一方面，待处理水经过第一段半透膜后，由于水在膜面的阻力损失，处理后浓水的压力有所降低，即第二段半透膜的原水压力要小于第一段半透膜的原水压力。
[0012]对于低硬度浓度区域的原水，由于硬度去除率较低的第一段半透膜产水和硬度去除率较高的第二段半透膜产水混合后作为净化水，为获得适宜硬度浓度的净化水，要求硬度去除率较低的第一段半透膜产水量高于第二段半透膜的产水量。相对较高比例的第一段半透膜的产水量，可通过调低第一段半透膜处理后的浓水进入第二段半透膜的水量，即调低第二段半透膜的原水量从而相应减小第二半透膜的产水量来实现，对半透膜自身的渗透系数无特别限定或要求。
[0013]另一方面，对于高硬度浓度区域的原水，为获得适宜硬度浓度的净化水，要求硬度去除率较高的第二段半透膜的产水量要高于第一段半透膜产水量。但如前述说明，第二段半透膜的原水量和原水压力均小于第一段半透膜，为了实现相对较高比例的第二段半透膜的产水量，可通过增大第二段半透膜的单位膜面积、增加第二段膜的数量、或要求第二段半透膜的透水系数相对更高。在多段半透膜系统中，尽管增大第二段半透膜的单位膜面积或增加第二段半透膜的数量，均可以实现更高的产水量，但都必然增加膜的成本，增大整体装置的体积，从而提高净水处理装置的制造成本和使用成本。因此，第二段半透膜的透水系数高于第一段半透膜的透水系数。
[0014]优选所述第二段半透膜和第一段半透膜的硬度去除率比为1.3～3.2:1，进一步优选为1.5～3.0:1。对于第一段半透膜，其硬度去除率低于第二段半透膜，但如果选择硬度去除率过低的半透膜，其膜面的孔径较大或截留分子量较高，可能会降低第一段半透膜对有机物、重金属或细菌等的有效截留性能。因此第一段半透膜的硬度去除率优选为30％～70％。对于第二段半透膜，其硬度去除率高于第一段半透膜，但如果选择硬度去除率过高的半透膜，如硬度去除率达到99％左右的半透膜，由于第二段半透膜的原水为第一段半透膜的浓水，其硬度浓度比待处理水更高，使得运行过程中容易发生膜面无机结垢，从而影响膜使用寿命和系统运行稳定性。因此第二段半透膜的硬度去除率优选为70％～96％。
[0015]回收率是半透膜的产水量占原水量(原水量＝产水量+浓水量)的比例，如果回收率过低，则会降低半透膜的运行效率，也相应增加膜的成本。第一段半透膜的回收率优选为
高于10％，则第一段半透膜的浓水量小于待处理水总量的90％，即第二段半透膜的原水量小于第一段半透膜原水量的90％。如前述说明，为能够有效对应高硬度浓度区域的原水水质，要求硬度去除率较高的第二段半透膜的产水量高于第一段半透膜产水量。第二段半透膜的透水系数优选为第一段半透膜透水系数的1.2倍以上，进一步优选为1.5倍以上。
[0016]优选该净水处理装置还包括所述待处理水的水质检测单元、控制单元以及第一段半透膜浓水测的浓水阀门。
[0017]所述水质检测单元优选为硬度检测仪、电导率检测仪或TDS检测仪中的一种或多种，进一步优选为硬度检测仪。水质检测单元优选具备实时在线检测和自本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种净水处理装置，包括多段半透膜系统，其特征在于：待处理水经过第一段半透膜处理后的浓水进入第二段半透膜，第一段半透膜产水和第二段半透膜产水混合后作为净化水，所述第二段半透膜对硬度的去除率大于第一段半透膜对硬度的去除率，第二段半透膜的透水系数高于第一段半透膜的透水系数。2.根据权利要求1所述的净水处理装置，其特征在于：所述第二段半透膜和第一段半透膜的硬度去除率比为1.3～3.2:1。3.根据权利要求1所述的净水处理装置，其特征在于：所述第二段半透膜的透水系数为第一段半透膜透水系数的1.2倍以上。4.根据权利要求1所述的净水处理装置，其特征在于：该净水处理装置还包括所述待处理水的水质检测单元、控制单元以及第一段半透膜浓水测的浓水阀门。5.根据权利要求1所述的净水处理装置，其特征在于：所述第一段半透膜浓水进入第二段半透膜的水量占所述待处理水总量的10～90％。6.根据权利要求1所述的净水处理装置，其特征在于：所述第二段半透膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄圣散，刘亚昕，杨瑜芳，
申请(专利权)人：东丽先端材料研究开发中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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