專利名稱：一種高回收率膜法水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理方法，具體地說是反滲透濃水處理方法。
背景技術(shù)：
目前反滲透RO濃水的處理方式主要如下
(I)回收后用作工藝前段過濾反洗用水。由于RO濃水中無懸浮物，含阻垢劑且有壓力，可用作過濾技術(shù)的反沖洗水、除塵水、沖灰沖渣水、冷卻水；或經(jīng)過簡單處理后混入原水回收。如果濃水中含環(huán)境優(yōu)先控制污染物，則需慎重使用。(2)蒸發(fā)、蒸餾濃縮。濃水的蒸發(fā)塘法適用于氣候炎熱、蒸發(fā)率高、年降雨量低、土地廣袤、地價低廉的地區(qū)”，要做好防滲工作，保護地下含水層。 (3)排入地表水或海水。該法是處理濃水最常用的方法，高效價廉。將RO濃水排放口設(shè)在遠(yuǎn)離海岸的地方，會減小其對海岸及海洋環(huán)境的影響。若利用潮汐周期規(guī)律排放濃水，稀釋擴散效果更好。(4)深井注入地下。將RO濃水混凝、沉淀、過濾處理后一部分排入沙漠深井，另一部分回流，繼續(xù)處理。(5)利用傳統(tǒng)的加藥沉淀過濾工藝，處理反滲透濃水。上述處理方式主要有以下問題
(I)對于RO濃水回用作過濾反洗用水，只能是簡單的反洗沖刷，其反洗水還是要排放或更進一步處理，不經(jīng)濟。(2)對于蒸發(fā)、蒸餾濃縮，蒸發(fā)受地域限制，且要做好防滲工作，以免污染地下含水層。蒸餾代價也很大，需要的一次性投資高，技術(shù)使用壽命短。(3)對于排入地表水或海水。RO濃水中的有害物質(zhì)及離子會影響到受納水體的水生環(huán)境或?qū)λ串a(chǎn)生污染。(4)對于RO濃水注入地下深井，注入管的防腐要求高，濃水注入土地的場所受限制，還需在線監(jiān)測周圍的土壤，成本高。(5)傳統(tǒng)的加藥沉淀過濾工藝，技術(shù)體積大，投資高，效果不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可以有效回收利用RO濃水且成本低的高回收率膜法水處理方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括如下方案依次相接的四個系統(tǒng)“加藥系統(tǒng)、磁水處理系統(tǒng)、微濾膜過濾系統(tǒng)和膜清洗系統(tǒng)”;加藥系統(tǒng)包括依次相接的調(diào)節(jié)箱、反應(yīng)箱以及沉淀箱；所述磁水處理系統(tǒng)包括進水循環(huán)泵和磁水處理器；微濾膜過濾系統(tǒng)包括微濾膜組件、與微濾膜組件相連的回用水箱以及回用水泵。膜清洗系統(tǒng)包括清洗泵、次氯酸鈉計量箱、鹽酸計量箱以及清水箱，清水箱的水源來自回用水箱。
產(chǎn)品工作過程或原理
對于處理反滲透濃水，關(guān)鍵點就在于使本系統(tǒng)后續(xù)膜元件不結(jié)垢，同時在本技術(shù)中所涉及的膜元件也盡量避免短時結(jié)垢。一般膜結(jié)垢主要是由于Ca、Mg離子含量高，造成膜元件結(jié)垢。所以只有把反滲透濃水中的Ca、Mg離子去掉，才能使整個系統(tǒng)長久穩(wěn)定運行。本技術(shù)分三大步驟來去除反滲透濃水中的Ca、Mg離子，同時盡量去除一些能通過加藥和磁水處理能產(chǎn)生沉淀的離子(如硅)。具體方法如下
步驟一加藥(加入石灰和Na2C03)
原理如下
Ca(HC03)2+Ca(OH)2 — 2CaC03+2H20CaS04+Na2C03 — CaC03+Na2S04Mg(HC03)2+2Ca(OH)2 — Mg(OH)2+2CaC03+2H20MgS04+Ca(OH)2 — Mg(OH)2+CaS04CaS04+Na2C03 — CaC03+Na2S04以上可以看出，在盛有反滲透濃水的調(diào)節(jié)箱中加入石灰調(diào)節(jié)PH值(PH控制在7 9)，消除暫時性硬度，鎂離子降至25mg/L以下；然后在反應(yīng)箱中加入似20)3消除永久硬度，同時為了保證沉淀效果，可以加入絮凝劑，攪拌均勻，使Ca、Mg離子形成Mg (OH) 2和CaCO3沉淀，此時鈣離子含量降至40mg/L以下，在沉淀箱中進行固液分離，從而使后續(xù)膜處理系統(tǒng)能更長時間更有效地處理原水而不結(jié)垢，達(dá)到增加回收率的目的。步驟二 原水進行磁水處理
強磁水處理器主要有防垢和殺菌、滅藻的功能。對于反滲透濃水而言，其溶液中離子含量很高，后續(xù)膜處理系統(tǒng)還是有結(jié)垢的風(fēng)險，強磁水處理器能有效防垢，減輕了后續(xù)膜處理系統(tǒng)的壓力。一般而言，在常溫(O 50°C)常壓(O I. Ompa)的狀態(tài)下，原水瞬時通過磁水處理器內(nèi)強磁場切割磁力線，受磁極作用而導(dǎo)致水分子偶極矩增大并發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使大分子團斷裂成大量細(xì)碎的單個水分子。它們強烈吸引并包圍了易在水中與酸根離子結(jié)成針狀結(jié)晶硬垢的Ca2+和Mg2+，使它們無法靠近受熱的管壁或容器壁，轉(zhuǎn)而以粒狀結(jié)晶體隨排污大流排出系統(tǒng)之外。從而達(dá)到陶瓷膜防垢的目的。原水切割磁力線時其內(nèi)部能產(chǎn)生電流，導(dǎo)致其中部分水電解而產(chǎn)生單原子氧(H20=2H++02-)，單原子氧具有強烈的殺菌作用，從而達(dá)到殺菌的目的；而單原子氧又是不穩(wěn)定的，破壞了藻類的生存環(huán)境，達(dá)到滅藻的目的。對于后續(xù)膜處理系統(tǒng)而言，防垢、殺菌、滅藻,是理想的原水預(yù)處理方法。步驟三陶瓷微濾膜凈化
在壓力作用下，原水在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動，水分子(或產(chǎn)品水)透過膜，水體中的污染物等雜質(zhì)被截留去除，從而實現(xiàn)水質(zhì)凈化的目的。陶瓷膜是以無機陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而成的非對稱膜，呈管狀或多通道狀，管壁密布微孔。微濾膜的分離范圍為O. I 10um，用于最粗級別的分離，將菌絲體、顆粒物、膠體等較大顆粒的物質(zhì)截留。經(jīng)過加藥沉淀和磁水處理的反滲透濃水再通過陶瓷微濾膜凈化而產(chǎn)生SDI < 3，出水濁度:< 0. 2 NTU, PH=6 9，能進一步凈化的清水。有益效果本發(fā)明的有益效果如下(O目前反滲透(RO)回收率一般為75%左右，本技術(shù)可以使回收率大于90%以上。( 2 )用陶瓷微濾膜降低RO濃水中的鹽分，可以循環(huán)重復(fù)利用，排放量小。相比于把RO濃水蒸餾濃縮等技術(shù)，一次性投資費用低，技術(shù)使用年限長。(3)采用強磁技術(shù)，大大減輕了高濃度含鹽量廢水中膜結(jié)垢的傾向，使膜清洗周期變長，從而運行成本降低。(4)利用陶瓷膜過濾，過濾精度高，出水效果穩(wěn)定，占地面積小。陶瓷膜堅固耐沖刷和耐酸堿的特點，是本技術(shù)選用其作為過濾系統(tǒng)的原因之一。(5)相比于目前一些企業(yè)直接排放RO濃水造成二次污染，本技術(shù)采用直接處理反滲透(RO)濃水，加藥和調(diào)節(jié)PH使其離子沉淀，再用強磁技術(shù)殺菌除垢，最后通過陶瓷膜過濾產(chǎn)出澄清的可以重復(fù)利用的水，能有效解決排放難的問題。
具體實施方式
·下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。一種高回收率膜法水處理方法，包括如下步驟
步驟一加藥(加入石灰和Na2C03)
在盛有反滲透濃水的調(diào)節(jié)箱中加入石灰調(diào)節(jié)PH值(PH控制在7 9)，消除暫時性硬度，鎂離子降至25mg/L以下；然后在反應(yīng)箱中加入似20)3消除永久硬度，同時為了保證沉淀效果，可以加入絮凝劑，攪拌均勻，使Ca、Mg離子形成Mg(OH)2和CaCO3沉淀,此時|丐離子含量降至40mg/L以下，在沉淀箱中進行固液分離，從而使后續(xù)膜處理系統(tǒng)能更長時間更有效地處理原水而不結(jié)垢，達(dá)到增加回收率的目的。步驟二 對原水進行磁水處理
強磁水處理器主要有防垢和殺菌、滅藻的功能。對于反滲透濃水而言，其溶液中離子含量很高，后續(xù)膜處理系統(tǒng)還是有結(jié)垢的風(fēng)險，強磁水處理器能有效防垢，減輕了后續(xù)膜處理系統(tǒng)的壓力。一般而言，在常溫(O 50°C)常壓(O I. Ompa)的狀態(tài)下，原水瞬時通過磁水處理器內(nèi)強磁場切割磁力線，受磁極作用而導(dǎo)致水分子偶極矩增大并發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使大分子團斷裂成大量細(xì)碎的單個水分子。它們強烈吸引并包圍了易在水中與酸根離子結(jié)成針狀結(jié)晶硬垢的Ca2+和Mg2+，使它們無法靠近受熱的管壁或容器壁，轉(zhuǎn)而以粒狀結(jié)晶體隨排污大流排出系統(tǒng)之外。從而達(dá)到陶瓷膜防垢的目的。原水切割磁力線時其內(nèi)部能產(chǎn)生電流，導(dǎo)致其中部分水電解而產(chǎn)生單原子氧(H20=2H++02-)，單原子氧具有強烈的殺菌作用，從而達(dá)到殺菌的目的；而單原子氧又是不穩(wěn)定的，破壞了藻類的生存環(huán)境，達(dá)到滅藻的目的。對于后續(xù)膜處理系統(tǒng)而言，防垢、殺菌、滅藻,是理想的原水預(yù)處理方法。步驟三對原水進行陶瓷微濾膜凈化
在壓力作用下，原水在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動，水分子(或產(chǎn)品水)透過膜，水體中的污染物等雜質(zhì)被截留去除，從而實現(xiàn)水質(zhì)凈化的目的。陶瓷膜是以無機陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而成的非對稱膜，呈管狀或多通道狀，管壁密布微孔。微濾膜的分離范圍為O. I 10um，用于最粗級別的分離，將菌絲體、顆粒物、膠體等較大顆粒的物質(zhì)截留。經(jīng)過加藥沉淀和磁水處理的反滲透濃水再通過陶瓷微濾膜凈化而產(chǎn)生SDI < 3，出水濁度〈O. 2 NTU, PH=6 9，能進一步凈化的清水。本發(fā)明采用磁水處理器，主要是利用其防垢與殺菌、滅藻的功能，盡量緩減微濾膜的結(jié)垢傾向，延長清洗周期。其清洗耗水量小，效果優(yōu)良。通過以上“加藥+磁水處理+微濾膜過濾”等三部分原理的組合、串聯(lián)，RO濃水經(jīng)過調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、沉淀池進行加藥反應(yīng)沉淀后，形成固液分離。來自濃縮池的水被泵經(jīng)磁水處理器提升到微濾膜組件。利用微濾錯流過濾技術(shù)，沉淀池中的污泥被高速提升到微濾膜系統(tǒng)，錯流經(jīng)過膜表面回到沉淀池。滲透水透過膜后進到最終回用水箱，最終達(dá)到去除反滲透濃水中的鹽分而循環(huán)利用的目的。每通過膜一次，污泥就濃縮一點。通過對25%的RO濃水的直接處理形成的清潔水，可以與原反滲透系統(tǒng)的75%產(chǎn)水混合回用，也可以進一步凈化處理后回用，從而使原來整個反滲透系統(tǒng)的回收率由75%提高到90%以上。產(chǎn)水流量連續(xù)監(jiān)測。如果觀察到流量低到預(yù)定值時，則膜進行化學(xué)清洗。本發(fā)明針對目前反滲透(RO)回收率不高的現(xiàn)狀，處理反滲透濃水并回收利用；利·用陶瓷膜代替普通的過濾器過濾，過濾精度高，效果穩(wěn)定，占地面積小。陶瓷膜堅固耐沖刷和耐酸堿的特點，是本技術(shù)選用其作為過濾系統(tǒng)的原因之一；采用強磁技術(shù)，大大減輕了膜結(jié)垢的傾向，使膜清洗周期變長，從而運行成本降低；相比于蒸發(fā)、蒸餾結(jié)晶反滲透濃水，本技術(shù)所采用的技術(shù)要求低，壓力小，使用壽命長，投資成本大大降低；反滲透(RO)濃水中含鹽量高，直接排放會造成污染，本技術(shù)采用直接處理反滲透(RO)濃水，加藥和調(diào)節(jié)PH使其離子沉淀，再用強磁技術(shù)殺菌除垢，最后通過陶瓷膜過濾產(chǎn)出澄清的可以重復(fù)利用的水，能有效解決高鹽度RO濃水排放難的問題。
權(quán)利要求
1.一種高回收率膜法水處理方法，其特征在于包括以下步驟 步驟一加藥加入石灰和Na2CO3 ； 在盛有反滲透濃水的調(diào)節(jié)箱中加入石灰調(diào)節(jié)PH值(PH控制在7 9)，使鎂離子降至25mg/L以下；然后在反應(yīng)箱中加入Na2CO3消除永久硬度,攪拌均勻，使Ca、Mg離子形成Mg (OH) 2和CaCO3沉淀,此時I丐離子含量降至40mg/L以下,在沉淀箱中進行固液分離；步驟二 將原水進行磁水處理，強磁水處理器主要有防垢和殺菌、滅藻的功能； 步驟三將原水進行陶瓷微濾膜凈化，最終回收利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高回收率膜法水處理方法，其特征在于所述步驟一中在加入Na2CO3的同時，加入絮凝劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高回收率膜法水處理方法，其特征在于所述陶瓷膜是以無機陶瓷材料制備而成的非對稱膜，呈管狀或多通道狀，管壁密布微孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高回收率膜法水處理方法，其特征在于所述微濾膜的分離范圍為O. I 10um，用于最粗級別的分離，將菌絲體、顆粒物、膠體等較大顆粒的物質(zhì)截&3甶O
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高回收率膜法水處理方法，該方法包括以下步驟步驟一加藥加入石灰和Na2CO3；步驟二將原水進行磁水處理；步驟三將原水進行陶瓷微濾膜凈化，最終回收利用。本發(fā)明可以使反滲透系統(tǒng)的回收率大于90%以上；一次性投資費用低，設(shè)備使用年限長；使膜清洗周期變長，從而運行成本降低。過濾精度高，出水效果穩(wěn)定，占地面積小；能有效解決高鹽分反滲透濃水排放難的問題。
文檔編號C02F9/12GK102897965SQ20121043749
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者王春 申請人:南京南自科林系統(tǒng)工程有限公司