[发明专利]一种臭氧混凝联用预处理防止膜污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜法水处理技术领域的方法，具体是以臭氧用于膜过滤过程中。对膜进料液进行投加臭氧的预处理，能改变腐殖酸、蛋白质等长链分子有机物颗粒尺寸，降低水中Fe²⁺、Mn²⁺等金属离子浓度，达到减轻膜污染的作用，同时能更容易获得好的水质。

背景技术

目前，膜分离作为一项新兴的高效分离技术，其在水处理中得到了广泛的重视，具有巨大的应用潜力。但是，膜法的一个主要不利因素是膜污染。另一方面，微滤、超滤低压膜的截留相对分子量较大，对小分子质量有机物去除效果较差，因此原水直接采用超滤、微滤膜工艺对水中的有机物去除率并不高，为此在膜前设置适当的预处理工艺，不仅可以提高整个处理系统的有机物去除率，而且可以减轻有机物对膜的污染，延长膜的反洗周期和使用寿命，减少膜的更新费用。

目前，对进膜水的预处理方向的研究主要有如下几方面：预混凝、投加粉末活性炭法和投加氧化剂(如臭氧)。投加混凝剂和粉末活性炭的主要目的是去除较低分子量的天然有机物，这是因为这部分有机物不仅是三氯甲烷等三致物质的前体物，而且往往是造成膜污染的主要因素。混凝的目的是利用混凝剂将小颗粒悬浮胶体结成粗大矾花，以减小膜阻力提高膜透水通量；通过混凝剂的电中性和吸附作用，使溶解性的有机物变为超过膜孔径大小的微粒，从而为膜所截留去除，也降低了膜污染。粉末活性炭可有效吸附水中低分子量的有机物，使溶解性有机物转移成固相，再利用MF(微滤)或UF(超滤)膜截留去除。而投加氧化剂则被认为是氧化剂氧化分解了造成膜污染的有机物的缘故。适当的预处理能大大延长膜工作周期，减少反冲洗次数，使膜使用寿命延长，制水成本下降。

发明内容

本发明的目的在于臭氧用于膜过滤过程中。对膜进料液进行投加臭氧的预处理，能改变腐殖酸、蛋白质等长链分子有机物颗粒尺寸，降低水中Fe²⁺、Mn²⁺等金属离子浓度，达到减轻膜污染的作用，同时能更容易获得好的水质。

本发明是通过以下技术方案实现的，具体包括如下步骤：

(1)臭氧、混凝联用工艺采用先投加一定量的臭氧到原水中，停留一段时间后用纯氮气吹脱，然后水样进行混凝搅拌。沉淀后上清液用于MF或UF膜过滤。

(2)将氧化处理后的水过MF或UF膜，保持一定压力过滤，通过测定膜通量来考察膜通量的变化趋势。考察膜污染潜能下降趋势。

(3)采用国标法测定水中铁、锰、高锰酸盐指数等指标，考察水质变化情况。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

(1)臭氧、混凝联用预处理工艺采用投加0.5～5.0mg/L的臭氧到原水中(取自太湖水)，停留5～15min后用纯氮气吹脱。此时水样进行混凝搅拌实验。

(2)混凝剂采用精制硫酸铝Al₂(SO4)₃·18H₂O和氯化铁，将配制好的混凝剂投加液按一定量投加到水样中，采用实验搅拌器(DC-506型)快速(100r/min)搅拌1～3min，然后慢速(30r/min)搅拌10～30min，沉淀15～30min。

(3)沉淀后取清液用于0.01～0.45μm的MF或UF膜过滤，每次过滤水样压力为0.1～0.3MPa，测定膜比通量值来考察膜通量的变化趋势。

(4)臭氧的投加可使膜污染潜能下降率15～50％，臭氧投加量2.0mg/L左右使膜透水通量达到最大；把大部分的强疏水性有机物氧化成弱疏或亲水性有机物，从而减少了对膜的污染。

(5)采用臭氧、混凝预处理工艺，膜出水的铁、锰含量均在0.1mg/L以下，膜出水的高锰酸盐指数基本控制在3mg/L以下，满足我国最新的生活饮用水水质标准。