[发明专利]一种有效延长膜使用寿命的中水处理工艺改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及中水强化处理回用、海水脱盐技术，属于水处理领域的中水回用的深度处理，具体地说是一种采用高梯度二级磁分离技术、物化絮凝和膜处理相结合的中水回用处理方法。

背景技术

由于在水处理中，膜分离技术具有高效、节能、简单、占地面积小和易于操作的特点而得到广泛应用。但是膜分离技术经济性在很大程度上受膜污染的影响。膜污染是由于膜的表面上会因进水中存在的各种污染物的沉积而引起，这造成系统性能(脱除率和水通量)的下降，组件进出口压差的升高；引起不定期的停产，事故多发及膜组件的清洗和更换等，从而运营费用增加，所以防止膜污染是膜分离技术应用中最重要的方面之一。

膜污染的来源主要是：无机物，包括CaSO₄，CaCO₃，铁盐或凝胶，磷酸钙复合物，无机胶体等；有机物，包括蛋白质，脂肪，碳水化合物，微生物，有机胶体及凝胶，腐质酸，多羟基芳香化合物等。

为了防止膜的污染，常用的处理方法是在进入膜分离前都要进行预处理，预处理的目的是：(1)除去悬浮固体，降低浊度；(2)抑制和控制微溶盐的沉淀；(3)调节和控制进水的温度和PH；(4)杀死和抑制微生物的生长；(5)去除各种有机物；(6)防止铁、锰等金属氧化物和二氧化硅的沉淀。原主要处理方法是利用加入絮凝剂混凝-沉淀(澄清)-过滤工艺，通过砂滤器、滤料过滤器、精密度过滤器等去除悬浮物、胶体物质，利用加氯混凝过滤工艺或者活性炭吸附除去有机物，利用灭菌药剂(如氯、次氯酸钠、臭氧)进行杀菌，而为了防止余氯和其他强氧化剂对膜组件的损伤和破坏，又采用加入亚硫酸钠等还原剂或者用活性炭吸附去除。而为了防止反渗透膜和纳滤膜的污染，又将微滤和超滤过程作为反渗透过程的前期预处理过程。因此，在整个中水处理传统工艺过程中，为了防止膜的污染而采取的预处理过程，工艺复杂，添加药剂过多，同时处理效果也不十分理想，降低了膜的使用寿命，增加膜的清洗和更换次数，从而增加了处理的难度和运行成本费用。

本发明人在中国专利申请号为200710073534.7的“二级磁分离技术处理工业废/污水的方法”的申请专利中提供了一种适应性强、工艺简单、流程较短、设备紧凑、投资少、运行成本低、操作方便、效率高、磁粉可回收循环使用的采用高梯度磁分离技术处理工业废水的方法，经过该方法处理后的污水几乎达到超滤的效果。

发明内容

本发明的主要目的在于：针对上述防止膜污染的预处理方法的不足，提供一种有效的将二级磁分离技术作为膜分离技术的预处理过程；再结合相应的微滤、超滤、反渗透和纳滤等膜分离技术，就可以使中水得到进一步的深化处理，从而满足不同水质处理的要求。该方法工艺简单，处理工序较少，而处理效果良好，基本满足膜分离技术的进水要求，减少膜污染的程度，大大减少膜清洗的次数，从而延长膜的使用寿命。

本发明的技术方案是：在于待处理废水通过磁场后，水中磁性物质在高梯度强磁场作用下，可被直接吸附于磁过滤设备的填料中，而水中其他的弱磁性和非磁性的物质则通过添加磁种和絮凝剂，使磁种与污染物结合、混凝沉淀后，被磁过滤设备吸附于填料中，从而达到去除水中污染物的作用；对于废水中的藻类、细菌、病毒等物质，经过预磁器预磁，添加的磁种为细菌、病毒、藻类和其他污染成分提供了有效吸附表面，在混凝剂的作用下，和磁性接种剂表面共沉、水中颗粒压缩双电层、混凝剂最终水解产物凝聚和架桥作用而结成磁性絮体，改善了混凝、沉淀效果。当絮凝物通过磁滤器后，被填料吸附，从而使病毒、细菌、藻类、有机物等水中污染物进一步去除。

此外，通过磁场的水分子的极性增强，溶解能力增加，水中形成盐类的晶核增加，有效地阻止盐类在膜上的吸附，从而增强了膜的通透性。同时，在悬浮固体中有机胶体最难处理，大多数胶体是荷电的，其同号电荷排斥而稳定地悬浮于水中，当这类胶体凝结在膜表面上时，则引起膜的污染；而通过磁场的作用下，并调整PH值，使水的电荷发生改变，形成异性电荷，吸附膜上带电的污染物质和有机胶体，即利用磁化水的脱垢效应可起到一定清洗膜的效果。

其次，高梯度磁场产生的感应电流或磁力线直接作用于细菌和病毒，破坏细胞组织使其死亡，达到灭菌杀毒的作用。

经过以上预处理的水质在进入膜分离过程前，已达到SDI＜3，基本满足膜分离进水水质的要求。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。