[发明专利]三步联合净化膜反洗水方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术，具体涉及一种反洗水净化技术。

发明背景

水源的严重污染和水质标准的日益严格，导致水资源的供需矛盾尖锐化，严重影响到我国国民经济的发展和人们生活水平的提高，因而充分利用现有的水资源并提高给水处理系统的产水率(或回收率)和出水水质已成为当务之急。近几年来，随着材料价格的下降和性能的改善，膜分离技术在水处理领域得到了广泛关注，其中微滤和超滤工艺因具有工作压力低、出水水质稳定、易实现自动控制等特点而成为水处理领域的热点，开始逐渐取代传统的给水处理工艺，但微滤膜或超滤膜的反洗同样要消耗大量的处理水，导致系统的回收率降低。我国是严重缺水的国家之一，人均水资源的占有量仅为世界平均值的1/4，因而提高给水处理厂的回收率显得更加尤为重要。

提高回收率的方法有两种：将反洗水回流至原水，或者对反洗水单独处理。膜组件需要每隔一段时间进行反洗，以恢复微滤膜的通量，这部分反洗水简称为膜反洗水。由于膜反洗水中的大部分污染物为附着及沉积在膜表面和膜孔内的物质，它们是造成膜污染的主要原因，若将膜反洗水回流至原水中，将会使给水处理厂膜组件的污染速率大幅度增加，最终导致膜组件的寿命缩短、处理成本增加。

在此背景下，采用膜组件分离单元对给水处理厂的膜反洗水进行处理，使之达到生活饮用水质标准的要求，是提高水资源利用率的可选方法之一。粉末活性炭(PAC)能够吸附小分子有机物，混凝适合去除大分子污染物，而微滤能够将PAC颗粒和铁盐絮凝体截留在反应器中，本发明将混凝、粉末活性炭(PAC)吸附和微滤联用，费用低，操作简单方便，自动化程度高，而且该工艺具有很强的互补性，是一种非常实用的反洗水净化方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种由铁盐混凝-活性炭吸附-微滤三步联合净化膜反洗水方法，来净化给水处理中由微滤或超滤装置产生的反洗水，使其满足生活饮用水水质标准的要求。

三步联合净化膜反洗水方法，由铁盐混凝、活性炭吸附和中空纤维微滤膜组件三步组合进行过滤净化，其具体方法由以下步骤完成：

(1)以连续方式向混凝反应器中投加铁盐，铁盐是指氯化铁、硫酸铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铁。

(2)以间歇方式向混凝反应器中投加粉末活性炭，粉末活性炭是指粒径小于0.1mm的具有吸附功能的多孔性炭，其外观为粉末状。

(3)铁盐和粉末活性炭投加量根据反洗水中的有机物含量确定，当反洗水的COD_Mn为8.5±0.5mg/L时，铁盐投加量的参考值为15mg/L(以FeCl₃计)，粉末活性炭投加量的参考值为15mg/L，即可满足要求。若处理效果不佳，可增加30％的铁盐和粉末活性炭的投加量。

(4)混凝反应器以搅拌或曝气方式、膜分离器以曝气方式提供搅拌混合，使铁盐和粉末活性炭能与反洗水中的有机污染物充分接触反应，形成的铁盐絮凝体和粉末活性炭颗粒通过膜分离去除，从而达到净化反洗水的目的。

为了降低膜污染速率，处理膜反洗水采用的膜组件孔径应该小于产生膜反洗水的膜组件的孔径。若水源中小分子有机物的含量较少，且混凝-微滤工艺能够满足净化要求时，可以不投加粉末活性炭。

附图及附表说明

附图为本发明实施例的实验装置系统图。

具体实施方式

以天然地表水为原水，采用混凝-微滤工艺制备生活饮用水，规模为150m³/d，膜组件为中空纤维式，公称孔径0.1μm，该系统的回收率为90.8％；膜组件每30min需要进行反洗，以恢复微滤膜的通量，本发明中的膜反洗水即来自该系统。

膜反洗水和地表水源水中有机物的分子量分布见附表。与天然地表水源相比，膜反洗水中分子量小于10kDa(Da为分子量单位，道尔顿)的有机物含量显著降低；分子量大于10kDa的有机物含量明显升高，尤其是分子量大于30kDa的有机物，其含量为地表水源的11倍。故采用铁盐混凝、粉末活性炭(以下简称PAC)吸附和微滤三步联用工艺处理膜反洗水具有明显的效果。