[发明专利]一种减轻纳滤处理饮用水中腐殖酸膜污染的预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种减轻纳滤处理饮用水中腐殖酸膜污染的预处理方法，属于水处理技术领域。

背景技术

天然有机物(NOM)存在于天然水源中，主要由腐殖酸构成。腐殖酸具有离子交换、螯合、吸附、凝聚、溶胶等功能，在饮用水源中含量越高，水质卫生状况越差；另外，腐殖酸还是水处理中消毒副产物的主要前驱物质之一，具有致癌作用。因此，对腐殖酸去除的研究一直是国内外水处理和环境工程领域的热点问题。

目前去除腐殖酸的方法主要有活性炭吸附法、光化学催化氧化法、光电化学法、强化混凝、臭氧氧化和膜技术。其中，膜技术被认为是21世纪水处理领域的高新技术，尤其近年随着膜材料制备技术的发展，价格逐年下降，膜技术已越来越成为水质净化处理的发展方向和必然趋势。但是，膜技术直接应用于饮用水处理过程，悬浮物质、胶体颗粒和溶解性有机物会在膜表面和膜孔内吸附沉淀，造成膜通量在短时间大幅下降，膜污染是制约膜技术应用的关键因素。因此，有效减缓膜污染的发生，可以大幅提高膜的使用寿命。

纳滤是近些年来兴起的一项新型膜分离技术，目前已广泛应用于饮用水中有机物的去除。研究表明纳滤对腐殖酸的去除率可以高达99％以上，但是在实际操作过程中发现膜通量衰减快。Zazouli等研究了腐殖酸对纳滤膜污染的影响，导致纳滤膜通量的严重衰减和操作压力的升高；Bellona等指出腐殖酸产生的膜污染会影响纳滤膜的截留性能。纳滤膜是一种以溶解扩散过程为主的污染截留膜，膜的孔径范围在纳米级，其对前面的预处理工艺出水的水质有较高的要求，因此选择合适的预处理工艺成为纳滤给水深度处理技术的棘手问题。

混凝作为预处理能有效的减轻膜污染的发生，混凝对水体中胶体物质和天然有机物，特别是疏水性有机物有很好的去除效果。混凝最为水质安全处理工艺中最普遍采用的单元技术，投加混凝剂后，会通过吸附和共沉作用，与腐殖酸形成溶解性络合物，然后相互连接形成不溶解的架桥络合物，能有效去除腐殖酸并形成絮体。

将混凝预处理与纳滤相结合处理腐殖酸，可发挥二者的性能。

本发明将混凝预处理与纳滤进行耦合集成，来解决纳滤膜的污染问题，为饮用水中腐殖酸的纳滤去除提供了一种可行的预处理方法。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种能有效减轻纳滤处理饮用水中腐殖酸中膜污染、缓解通量衰减速度的混凝预处理方法。

本发明的主要技术内容在于：配置一定浓度的腐殖酸溶液，首先进行混凝预处理装置，边搅拌边加入一定量的混凝剂，调节pH，混凝出水后进纳滤膜处理系统，进行腐殖酸的去除研究。

本发明所述的腐殖酸溶液浓度为5mg/L～40mg/L。

本发明所述的混凝剂为无机铝盐、铁盐的一种，用量为0.10mM～0.50mM。

本发明所述的搅拌强度为50r/min～250r/min，搅拌时间为3min～30min。

本发明所述的pH范围为5.5～9.5。

本发明所述的无机铝盐、铁盐为氯化铝、聚合氯化铝或硫酸铝；无机铁盐为氯化铁或硫酸亚铁。

具体实施方式

下面结合本发明一种减轻纳滤处理饮用水中腐殖酸膜污染的预处理方法，说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

配置浓度为10mg/L的腐殖酸溶液，首先投加0.1mM的AlCl₃，依次进行250r/min搅拌0.5min，200r/min搅拌1min和60r/min搅拌15min，调节pH为7.50，混凝出水后进纳滤膜处理系统，进行腐殖酸的去除研究，运行12小时后，通量衰减为53.1％。

实施例2：

配置浓度为10mg/L的腐殖酸溶液，首先投加0.4mM的AlCl₃，250r/min搅拌0.5min，200r/min搅拌1min和60r/min搅拌15min，调节pH为7.50，混凝出水后进纳滤膜处理系统，进行腐殖酸的去除研究，运行12小时后，通量衰减为73.9％。

实施例3：

配置浓度为10mg/L的腐殖酸溶液，首先投加0.1mM的PAC，250r/min搅拌0.5min，200r/min搅拌1min和60r/min搅拌15min，调节pH为7.50，混凝出水后进纳滤膜处理系统，进行腐殖酸的去除研究，运行12小时后，通量衰减为58.2％。

实施例4：

配置浓度为10mg/L的腐殖酸溶液，首先投加0.5mM的PAC，250r/min搅拌0.5min，200r/min搅拌1min和60r/min搅拌15min，调节pH为7.50，混凝出水后进纳滤膜处理系统，进行腐殖酸的去除研究，运行12小时后，通量衰减为75.2％。