CN102259991A - 控制膜污染的化学预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种控制膜污染的化学预处理方法，该方法包括：向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂，使原水经过絮凝反应沉淀出絮体颗粒后，进入膜过滤设备过滤，从而制取饮用水，其中，氯胺的加入量为0.5-3mg/L，氯氮比为2∶1至7∶1。
Description
技术领域
本发明属于膜过滤净水领域，提供了一种控制膜污染的化学预处理方法。
背景技术
由于社会经济发展步伐加快，环境污染越来越严重，水资源也遭到破坏，因此，对水处理行业的要求也越来越高。膜生物反应器作为一种新的水处理方法越来越广泛地被应用。但是，膜生物反应器中膜的污染是一直困扰本领域的问题。膜被污染后过滤能力下降，运行能耗增加，膜清洗频率增加，膜的寿命也缩短。
迄今为止，本领域尚未开发出一种能有效地控制膜生物反应器中膜污染的方法。
因此，本领域迫切需要开发出一种能有效地控制膜生物反应器中膜污染的方法。
发明内容
本发明提供了一种新颖的控制膜污染的化学预处理方法，能有效地控制膜生物反应器中膜的污染，从而解决了现有技术中存在的问题。
本发明提供了一种控制膜污染的化学预处理方法，该方法包括：
向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂，使原水经过絮凝反应沉淀出絮体颗粒后，进入膜过滤设备过滤，从而制取饮用水，其中，氯胺的加入量为0.5-3mg/L，氯氮比为2∶1至7∶1。
在一个优选的实施方式中，所述氯胺氧化剂和絮凝剂同时加入原水中；或者先向原水中加入氯胺氧化剂，间隔0.01-6小时后再加入絮凝剂。
在另一个优选的实施方式中，在向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂后，使原水经过10-20分钟的絮凝反应。
在另一个优选的实施方式中，在向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂后，使原水经过絮凝反应沉淀15-180分钟。
在另一个优选的实施方式中，所述氯胺是预先配制好的氯胺；或者是直接向原水中加入氯和氨氮制取的氯胺；或者是直接利用原水中的氨氮，加入氯生成的氯胺。
在另一个优选的实施方式中，所述絮凝剂是三氯化铁，其加入量为2-30mg/L。
在另一个优选的实施方式中，所述絮凝剂是聚合氯化铝，其加入量为1-10mg/L。
在另一个优选的实施方式中，所述膜过滤设备包括膜组件。
在另一个优选的实施方式中，所述膜组件包括超滤膜、微滤膜、纳滤膜和反渗透膜。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的控制膜污染的化学预处理工艺流程图。
图2是根据本发明的另一个实施方式的控制膜污染的化学预处理工艺流程图。
图3是根据本发明的另一个实施方式的控制膜污染的化学预处理工艺流程图。
图4是根据本发明的另一个实施方式的控制膜污染的化学预处理工艺流程图。
图5示出了根据图1所示的工艺流程(但是不加入氯胺)的运行压力随时间的变化关系图。
图6示出了根据图1所示的工艺流程的运行压力随时间的变化关系图。
图7示出了根据图3所示的工艺流程(但是不加入氯胺)的流量随时间的变化关系图。
图8示出了根据图3所示的工艺流程的流量随时间的变化关系图。
具体实施方式
本发明的发明人在经过了广泛而深入的研究之后发现，膜的污染和进水水质有直接关系，可以通过控制进水水质来控制膜的污染；用氯胺作为氧化剂对水体进行消毒可以减少消毒副产物的生成，而且消毒效果比较稳定；氯胺和其他氧化剂相比的其他优点是比较容易渗透到膜，对膜表面污染层杀菌能力较强；氯胺和絮凝剂一起作用，有助絮凝作用，能形成较大絮体颗粒，更加容易沉淀，从而使进入膜的水质浊度、CODMn(化学需氧量)等指标更加优越，从而达到减缓膜污染的目的。基于上述发现，本发明得以完成。
本发明通过在原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂，对原水进行化学预处理，达到了控制膜污染的目的。
氯胺具有氧化作用。氯胺和其在水中的水解产物次氯酸、二氯胺等通过破坏胶体颗粒表面的有机涂层，降低胶体颗粒表面负电荷和双电层排斥作用、减小颗粒问的空间阻碍，达到有利于颗粒问的碰撞的效果，使水中胶体颗粒易于脱稳，形成较大的絮体颗粒，从而有利于后继沉淀工艺对颗粒物的去除。
氯胺对原水中浮游生物如藻类等具有灭活作用。藻类本身带负电，同时其代谢产物会吸附在胶体颗粒表面，增加其负电性，从而使混凝效果不好；并且藻类会粘附在滤料表面，使滤池过滤周期显著缩短，造成滤池频繁反冲洗。氯胺可灭活藻类，破坏其对常规水处理工艺的不利影响，从而体现出对高藻水体的显著助凝助滤效果。氯胺对滤料表面有机物和微生物具有破坏作用。常规工艺滤料表面通常被有机物包裹或附着生长一些微生物，使水中的颗粒物不易与滤料结合从而失去一定的过滤截留功能。氯胺比较稳定，在进入滤池时能保持较高的浓度，不仅氧化去除了滤料表面的有机物，而且由于其较强的穿透生物膜能力，能够渗透到内部，灭活滤料表面附着的微生物，使其在反冲洗中易于脱落，从而提高过滤效率，延长过滤周期。
本发明提供了一种控制膜污染的化学预处理方法，该方法包括：
向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂，使原水经过絮凝反应沉淀出絮体颗粒后，进入膜过滤设备过滤，从而制取饮用水。
在本发明中，所述氯胺可以是预先配制好的氯胺；或者是直接向原水中加入氯和氨氮制取的氯胺；或者是直接利用原水中的氨氮，加入氯生成的氯胺。
在本发明中，氯胺的加入量优选为0.5-3mg/L，氯氮比优选为2∶1至7∶1。
在本发明中，所述氯胺氧化剂和絮凝剂可以同时加入原水中；或者可以先向原水中加入氯胺氧化剂，间隔0.01-6小时后再加入絮凝剂。
在本发明中，在向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂后，可以使原水经过10-20分钟的絮凝反应。
在本发明中，在向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂后，可以使原水经过絮凝反应沉淀15-180分钟。
在本发明中，所述絮凝剂可以是三氯化铁，其加入量为2-30mg/L。
在本发明中，所述絮凝剂可以是聚合氯化铝，其加入量为1-10mg/L。
以下参看附图。
图1是根据本发明的一个实施方式的控制膜污染的化学预处理工艺流程图。如图1所示，在絮凝反应池前加入氯胺(NH2Cl)，在絮凝反应池中加入絮凝剂，在絮凝反应后经过沉淀池沉淀后进入膜组件。
图2是根据本发明的另一个实施方式的控制膜污染的化学预处理工艺流程图。如图2所示，氯胺和絮凝剂同时加入絮凝反应池中，在絮凝反应后经过沉淀池沉淀后进入膜组件。
图3是根据本发明的另一个实施方式的控制膜污染的化学预处理工艺流程图。如图3所示，在絮凝反应池前加入氯胺，在絮凝反应池中加入絮凝剂，在絮凝反应后不经过沉淀直接进入膜组件。
图4是根据本发明的另一个实施方式的控制膜污染的化学预处理工艺流程图。如图4所示，氯胺和絮凝剂同时加入絮凝反应池中，在絮凝反应后不经过沉淀直接进入膜组件。
本发明的主要优点在于：
本发明通过在原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂对原水进行化学预处理，利用氯胺的氧化作用和消毒作用抑制细菌增长，利用氯胺的助凝作用使絮凝作用更彻底，使在沉淀后的水质更优，从而达到了控制膜污染的目的。
实施例
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。
实施例1：
按图1所示的工艺流程进行试验。采用PVDF(聚偏二氟乙烯)外压膜，原水为河道水，基本参数COD(mg/L)为26.93，SS(固体悬浮物含量)(mg/L)为10。运行为恒流运行，流量为0.6m3/h。在正常运行时(没有加入氯胺)，压力上升比较快，清洗周期为1-1.5个月/次(如图5所示)。在加入氯胺(预制氯胺，添加量为0.5-3mg/L)后，继续恒流运行，控制流量为0.6m3/h，结果显示压力上升比较缓慢，清洗周期延长至2-3个月(如图6所示)。
实施例2：
按图3所示的工艺流程进行试验。采用PVC(聚氯乙烯)内压膜，原水为地表水，基本参数COD(mg/L)为8.2，浊度为1.55NTU。运行为恒压运行，压力为0.1MPa。在正常运行时，流量下降比较快，清洗周期为1小时/次(如图7所示)。在加入氯胺(为预制氯胺，添加量为0.5-3mg/L)后，继续恒压运行，控制压力为0.1MPa，结果显示流量下降比较缓慢，清洗周期延长至3小时/次(如图8所示)。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种控制膜污染的化学预处理方法，该方法包括：
向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂，使原水经过絮凝反应沉淀出絮体颗粒后，进入膜过滤设备过滤，从而制取饮用水，其中，氯胺的加入量为0.5-3mg/L，氯氮比为2∶1至7∶1。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯胺氧化剂和絮凝剂同时加入原水中；或者先向原水中加入氯胺氧化剂，间隔0.01-6小时后再加入絮凝剂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂后，使原水经过10-20分钟的絮凝反应。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在向原水中加入氯胺氧化剂和絮凝剂后，使原水经过絮凝反应沉淀15-180分钟。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述氯胺是预先配制好的氯胺；或者是直接向原水中加入氯和氨氮制取的氯胺；或者是直接利用原水中的氨氮，加入氯生成的氯胺。
6.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂是三氯化铁，其加入量为2-30mg/L。
7.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂是聚合氯化铝，其加入量为1-10mg/L。
8.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述膜过滤设备包括膜组件。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述膜组件包括超滤膜、微滤膜、纳滤膜和反渗透膜。
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| CN 201010188196 CN102259991A (zh) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | 控制膜污染的化学预处理方法 |
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| CN 201010188196 CN102259991A (zh) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | 控制膜污染的化学预处理方法 |
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| CN102259991A true CN102259991A (zh) | 2011-11-30 |
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| CN 201010188196 Pending CN102259991A (zh) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | 控制膜污染的化学预处理方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109911975A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-06-21 | 江南大学 | 一种卤胺类大分子化合物改性的介孔材料及其制备方法与应用 |
| CN110255755A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-09-20 | 天津城建大学 | 用于减轻膜污染的一体化水处理方法 |
| CN115626703A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-20 | 山东大学 | 利用一氯胺预氧化强化混凝高效除藻的方法 |
-
2010
- 2010-05-28 CN CN 201010188196 patent/CN102259991A/zh active Pending
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 《天津工业大学学报》 20091231 董廷尉等 "膜前预处理技术在饮用水处理中的研究进展" 第26-31页 1-9 第28卷, 第6期 * |
| 《水处理技术》 20061231 陈杰等 "氯胺的氧化助凝助滤效能" 第24-26,30页 1-9 第32卷, 第12期 * |
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