CN102642976A

CN102642976A - 一种水处理系统及一种水处理方法

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Publication number: CN102642976A
Application number: CN2012100995805A
Authority: CN
Inventors: 叶美灯
Original assignee: HANGZHOU THA COHN SCIENCE&TECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU THA COHN SCIENCE&TECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2012-04-05
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2012-08-22

Abstract

本发明属于水处理技术领域，涉及一种膜法水处理系统以及一种水处理方法，为了解决水体中钙、镁离子的浓度达到一定程度后，会在过滤膜上结垢的问题，本发明提供了一种水处理系统，包括设有过滤膜的膜处理部件，该系统还包括超低频波处理机构，所述超低频波处理机构包括设有超低频波发射端的超低频波发生器以及设有超低频波接收端的能量增进罐，同时还提供了一种水处理方法，包括：a、水分子氢键加强的步骤；b、水的膜过滤步骤；所述a步骤包括：用超低频波发生器的超低频波发射端向能量增进罐的超低频波接收端发射超低频波，采用以上任何一项技术方案均能有效的解决上述技术问题。

Description

一种水处理系统及一种水处理方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种水处理系统，本发明水处理系统通常包括设有过滤膜(例如可以包括超滤、纳滤、反渗透膜等)的膜处理部件，另外，本发明还提供了一种水处理方法。

背景技术

膜过滤技术是对水进行处理的一项技术，但水体中含有的钙、镁离子可以在过滤膜表面结垢，一旦水体中的钙、镁离子浓度过高(也即水体的硬度过高)，过滤膜表面就会结垢，导致过滤膜的出水量下降，操作压力升高，对膜的危害很大。

考虑到水体硬度对过滤膜的影响，现有技术在将水体通过膜过滤处理前，一般要进行预处理，旨在降低水体中钙、镁离子结垢的能力，所述预处理通常是向水体中加入阻垢剂，目前市面上见到的阻垢剂一般是含有N、P的络合物，能够给水体中的细菌、藻类等微生物提供丰富的营养，导致水体富营养化，而通常杀灭细菌及藻类的方法是向水体中添加具有氧化性的杀菌剂，这些添加的化学药剂都可能损害过滤膜，最终影响水体的膜处理效果。

由此可见，现有技术无法从根本上消除水体中钙、镁离子结垢对膜造成的不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是水体中钙、镁离子的浓度达到一定程度后，会在膜上结垢的问题，这一问题如不得到解决，则将使膜过滤技术对所处理的水体具备选择性，从而限制膜过滤技术的应用范围。不同于现有技术解决问题的方式，本发明极力避免向水体添加处理剂，通过改变水体本身的性质来降低水体中钙、镁离子的结垢能力，在此技术思路的基础上，本发明提供了一种水处理系统：

所述一种水处理系统，包括设有过滤膜的膜处理部件，其特征在于该系统还包括超低频波处理机构，所述超低频波处理机构包括设有超低频波发射端的超低频波发生器以及设有超低频波接收端的能量增进罐。

本发明发现，水是抗磁性物质，具有双极性结构，使用电磁波处理，不同频率的电磁波会对水产生不同的效果，本发明所述超低频波发生器的超低频波发射端向能量增进罐的超低频波接收端发射超低频波(超低频波的频率为20-20000Hz)，从而使能量增进罐中的水接收超低频波的处理，所述超低频波对水体的主要作用在于加强水分子之间的氢键键能，从而水分子可以包成团簇，大大的增加水对钙、镁离子的溶解能力。

本发明还发现，将水置于对水分子氢键具有破坏性的环境(例如，较高的水温等)，并不会妨碍超低频波发挥作用，加大超低频波的发射强度，可以在类似的环境中提高对水体钙、镁离子的溶解能力。

当然，也有可能向水体发射超低频波时，已经提高对钙、镁离子的溶解能力的水体仍然无法完全溶解钙、镁离子，从而产生水垢，此时，所述水垢至多以粉末状的形式存在，通常称为文石(软垢)，文石很容易受随水流动，并不需要做特别的除垢处理，不会影响膜系统的正常工作。

本发明还对上述一种水处理系统做了以下改进：

该系统还包括中间过滤部件，所述中间过滤部件包括通过能量增进罐与过滤膜处理部件连通的活性碳过滤罐；

所述中间过滤部件还包括通过活性碳过滤罐与能量增进罐连通的石英砂过滤罐；

该系统还包括后过滤部件，所述后过滤部件包括连通能量增进罐及过滤膜处理部件的保安过滤罐，所述保安过滤罐的滤芯为pp滤芯；

该系统还包括前处理机构，所述前处理处理机构包括设有电极的预处理罐以及向电极供电的供电控制器，所述前处理罐通过能量增进罐与膜处理部件连通。

另外，本发明在极力避免向水体添加处理剂，通过改变水体本身的性质来降低水体中钙、镁离子的结垢能力的技术思路的基础上，还提供了一种水处理方法，该方法包括：

a、水分子氢键加强的步骤；

b、水的膜过滤步骤；

所述a步骤包括：用超低频波发生器的超低频波发射端向能量增进罐的超低频波接收端发射超低频波。

本发明还对上述水处理方法做了进一步的补充完善：

该方法还包括在a步骤之前的杀菌处理步骤，所述杀菌处理步骤包括：用供电控制器向置于水中的电极通电；

该方法还包括在a步骤之前的中间过滤步骤，所述中间过滤步骤包括将水通入活性碳过滤罐的步骤；

所述中间过滤步骤还包括在将水通入活性碳过滤罐之前的使水通过石英砂过滤罐的步骤；

该方法还包括在a步骤及b步骤之间的后过滤步骤，所述后过滤步骤包括将水通入滤芯为pp滤芯的保安过滤罐。

附图说明

图1是实施例1-3所述一种水处理系统的结构示意图；

图2是实施例1-3所述一种水处理方法的流程图。

具体实施方式

本具体实施方式是对发明内容部分的详述。

一种水处理系统，包括设有过滤膜的膜处理部件以及超低频波处理机构，所述超低频波处理机构包括设有超低频波发射端的超低频波发生器以及设有超低频波接收端的能量增进罐。

除了水体中钙、镁离子等能够形成水垢的物质之外，水体中的细菌及藻类微生物也会严重影响膜的正常工作，特别是那些富营养化的水体(即含有较高的COD值)，细菌及藻类微生物的大量繁殖不可避免，不得不采取的一种可选的方案是添加杀菌剂，但显然会导致背景技术部分所述的不良后果，另外，杀菌剂的效力也在不断的下降，细菌及藻类微生物的抗药能力的增强是不容忽视的，一种现状是杀菌剂的的杀菌速度赶不上细菌的繁殖速度。

本发明没有添加化学药剂，并减少了水体中细菌及藻类微生物的大量繁殖几率。不同于添加杀菌剂之类常规的杀菌方法，本发明尝试从另一角度解决细菌及藻类微生物大量繁殖的问题，即尽最大可能的抑制细菌及藻类微生物的繁殖能力，即便是在富营养化程度较高的水体中。细菌的成分主要有氢键DNA的蛋白质(通过氢键把蛋白质形成一个链状)，细胞膜和其他部件，它们都具有两极键，但细菌被超低频波处理后，细菌的两极就随着电波进行改变，使得细菌分裂受到抑制，只能是向两端延伸，细菌的鞭毛变弯曲，大多数细菌相互黏附在一起，类似电穿和电熔的过程，所有这些都使得细菌生长受到抑制，控制了它们的新陈代谢。实际上水体被超低频波照射超过24个小时后，细菌总数就会急剧下降。

另外，实践证明电磁波也会选择性的损害生物膜(例如对于细菌，就是细菌的细胞膜)内部，一旦失去生物膜，细菌及藻类微生物就会死亡。

由此可见，向水体发射超低频波，不但能够消除由水体中钙、镁离子形成的水垢，而且能够很好的阻止水体中的细菌及藻类微生物的繁殖，并杀伤细菌及藻类微生物。

另一个控制细菌及藻类微生物繁殖力的方案是尽量的降低水体的富营养化程度，使细菌及藻类微生物失去生长繁殖所必须的养分，例如可以在能量增进罐前增设中间过滤部件，所述中间过滤部件包括与能量增进罐连通的活性碳过滤罐，活性碳过滤罐内的活性碳能够有效的吸附水体中有机物，当然，所述中间过滤部件最好还包括石英砂过滤罐，所述石英砂过滤罐设置在活性碳过滤罐之前，并对水体中的颗粒状杂质、悬浮物及胶体等物质进行清除，因为这些物质很有可能堵塞活性碳过滤罐，影响活性碳过滤罐的正常工作，并增加活性碳的吸附范围及强度。

中间过滤部件在使用一段时间后，可能丧失水体处理能力，更换中间过滤部件是一种简单的处理方式，但在更换过程中，需要使流经本发明所述的水处理系统停下来，待更换过后，再继续流动，也即破坏了本发明所述水处理系统对水体处理的持续性。

本发明对此设置了补救措施，为所述水处理系统增设了后过滤部件，所述后过滤部件包括连通能量增进罐及膜处理部件的保安过滤器，所述保安过滤器的滤芯为pp滤芯，使所述保安过滤器具备石英砂过滤罐及活性碳过滤罐的功能。

为进一步提高对水体中的细菌及藻类等微生物的杀伤力，本发明还是尽量的避免使用杀菌剂，采取的方案是，对水处理系统增设前处理机构，所述前处理处理机构包括设有电极的预处理罐以及向电极供电的供电控制器，所述前处理罐通过能量增进罐与膜处理部件连通。

向电极供电，就能改变水中的氧化还原电位，改变细菌及藻类微生物所处的化学环境，达到杀伤细菌及藻类等微生物的目的，技术人员可以通过控制供电控制器改变电极的电流及电压，从而间接控制水中的氧化还原电位。

所述前处理机构的前处理罐可以直接连通能量增进罐，本发明建议最好能够使前处理罐通过中间过滤部件连通能量增进罐，显然，这样的水处理效果会更好。

所述一种水处理系统的杀菌灭藻率在90％以上，处理过的水的细菌浓度至少小于1×10⁵个/ml。

基于与所述水处理系统同样的设计思路，本发明还提供了一种水处理方法，该方法包括：

a、水分子氢键加强的步骤；

b、水的膜过滤步骤；

在阅读完前文后，本领域技术人员可知，通过对a步骤的实施，可以得到一个附加的技术效果，即在通过加强水分子氢键，使水体对钙、镁离子的溶解力加大的同时，还很好的抑制及杀灭了水体中细菌及藻类等微生物，减少了由细菌及藻类微生物的生长繁殖给过滤膜带来的不良影响。

而在a步骤之前可以设置中间过滤步骤，所述中间过滤步骤包括将水通入活性碳过滤罐的步骤以及将水通入活性碳过滤罐之前的使水通过石英砂过滤罐的步骤。

在a步骤之前还可以设置杀菌处理步骤，该步骤包括用供电控制器向置于水中的电极通电。

而在a步骤及b步骤之间可以设置后过滤步骤，所述后过滤步骤包括将水通入滤芯为pp滤芯的保安过滤罐。

根据本部分前文的描述，技术人员可以容易的理解设置这些步骤所能带来的相应技术效果，并顺利的实施。

以下实施例1-3均采用如下一种水处理系统(见图1)：

所述一种水处理系统包括三个并联连通的内部设有过滤膜的膜组件9、内设有电极2的预处理罐3、向电极2供电的供电控制器1、石英砂过滤罐4、活性碳过滤罐5、能量增进罐6、超低频波发生器7以及保安过滤罐8，预处理罐3、石英砂过滤罐4、活性碳过滤罐5、能量增进罐6、保安过滤罐8以及三个并联连通的膜组件9依次串联连通，预处理罐3设有进水口，位于预处理罐3内部的电极2与供电控制器1连接，能量增进罐6设有超低频波接收端，超低频波发生器7设有超低频波发射端，保安过滤罐8的滤芯为pp滤芯。

以下为实施例1-3对原水(实施例部分均指待处理的污水)的处理流程(见图2)：

原水进入预处理罐3，打开供电控制器1，对位于预处理罐3内的电极2进行供电，改变原水中的化学环境，随后通过水泵依次进入石英砂过滤罐4及活性碳过滤罐5过滤，然后进入能量增进罐6，打开超低频波发生器7，使能量增进罐6上的超低频波接收端能够接收到来自超低频波发生器7超低频波发射端的超低频波，处理完后，进入内设有pp滤芯的保安过滤罐8，最后再通水泵进入膜组件9过滤。

在实施例1中，所述预处理罐3及供电控制器1两者可以合称为杀菌抑藻处理器(由杭州泰佳科技有限公司制造，型号为TCR-MM-1)，所述超低频波发生器7及能量增进罐6可以合称为能量增进器(由新加坡绿信科技有限公司制造，型号为TCN-CVN-1)。

在实施例2中，所述预处理罐3及供电控制器1两者可以合称为杀菌抑藻处理器(由杭州泰佳科技有限公司制造，型号为TCR-RR-2)，所述超低频波发生器7及能量增进罐6可以合称为能量增进器(由新加坡绿信科技有限公司制造，型号为TTC-CVF-2)。

在实施例3中，所述预处理罐3及供电控制器1两者可以合称为杀菌抑藻处理器(由杭州泰佳科技有限公司制造，型号为TCR-RR-2)，所述超低频波发生器7及能量增进罐6可以合称为能量增进器(由新加坡绿信科技有限公司制造，型号为TTR-PVF-1)。

实施例1

本实施例中，膜组件中的过滤膜为超滤膜，原水为深井水通过所述一种水处理系统来制取饮用水。原水中钙离子含量308mg/l，镁离子237mg/l，铁离子0.05mg/l，浊度NTU＜1.0，COD＜1.5mg/l，温度25℃，PH＝7.5，异养菌总数≤5.6×10⁵个/ml，处理流量为40m³/h。

经过30天时间处理，超滤浓水(指过滤膜相对于出水端一侧的取样水，以下依此类推)钙离子浓度1439mg/l，镁离子920mg/l，浊度NTU＜3.0，COD＜7.5mg/l。水量及操作压力达到设计要求。超滤膜表面结垢情况不明显(出水流量120L/m²·h，操作压力：0.2MPa)，使用效果良好。使用到55天的时候膜表面开始有结垢现象，操作压力有所升高，产水量有所下降。出现这种情况可以增加能量(电流)，由原来的5A增加到8A，来达到最佳的处理效果。

对比例

原水中钙离子含量308mg/l，镁离子237mg/l，铁离子0.05mg/l，浊度NTU＜1.0，COD＜1.5mg/l，温度25℃，PH＝7.5。

在这种环境下，直接用超滤膜过滤，15天就会出现结垢现象，产水量下降明显，需要树脂软化设备，增加投资成本；还要向水中加入阻垢剂、杀菌剂等，减少系统的使用寿命。

实施例2

本实施例中，膜组件中的过滤膜为反渗透膜，原水为化工废水通过反渗透膜处理来回用部分废水。废水中NaCl含量1500mg/l，钙离子含量521mg/l，镁离子含量156mg/l，浊度NTU＜1.0，温度25℃，PH＝8.3，异养菌总数≤2.7×10⁶个/ml，流量65m³/h。

同样经过30天时间的处理，经检测反渗透浓水中NaCl含量5868mg/l，钙离子含量1987mg/l，镁离子含量598mg/l，浊度NTU＜4.0，异养菌总数≤0.8×10⁵个/ml。产水流量、进水压力、浓水压力、段间压力达到设计要求。反渗透膜表面没有明显结垢情况。当然，如果后期出现结垢情况(此时即便结垢，也是文石(软垢))，同样可以通过增加能量(电流)，由原来的8A增加到10A，来控制能量增进器的处理效果。

实施例3

原水为含盐废水通过纳滤膜处理到自来水标准。含盐废水中NaSO₄含量411mg/l，钙离子含量237mg/l，镁离子含量123mg/l，浊度NTU＜1.0，温度25℃，PH＝8.1，异养菌总数≤8.5×10⁵个/ml，流量105m³/h。

经过50天时间的连续运行，经检测纳滤浓水中NaSO₄含量1980mg/l，钙离子含量756mg/l，镁离子含量395mg/l，异养菌总数≤0.2×10⁵个/ml。纳滤系统的产水流量、产水水质、进水压力、浓水压力、段间压力达到设计要求。纳滤膜表面没有明显结垢情况。处理到后期出现结垢现象(此时即便结垢，也是文石(软垢))明显的话还可以通过增加超低频波发生器的数量或者增加超低频波发生器的功率来控制处理效果。

Claims

1.一种水处理系统，包括设有过滤膜的膜处理部件，其特征在于该系统还包括超低频波处理机构，所述超低频波处理机构包括设有超低频波发射端的超低频波发生器以及设有超低频波接收端的能量增进罐。

2.根据权利要求1所述的一种水处理系统，其特征在于该系统还包括中间过滤部件，所述中间过滤部件包括通过能量增进罐与膜处理部件连通的活性碳过滤罐。

3.根据权利要求2所述的一种水处理系统，其特征在于所述中间过滤部件还包括通过活性碳过滤罐与能量增进罐连通的石英砂过滤罐。

4.根据权利要求2或3所述的一种水处理系统，其特征在于该系统还包括后过滤部件，所述后过滤部件包括连通能量增进罐及膜处理部件的保安过滤罐，所述保安过滤罐的滤芯为pp滤芯。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种水处理系统，其特征在于该系统还包括前处理机构，所述前处理处理机构包括设有电极的预处理罐以及向电极供电的供电控制器，所述前处理罐通过能量增进罐与过滤膜处理部件连通。

6.一种水处理方法，包括：

a、水分子氢键加强的步骤；

b、水的膜过滤步骤；

所述a步骤包括：用权利要求1所述超低频波发生器的超低频波发射端向能量增进罐的超低频波接收端发射超低频波。

7.根据权利要求6所述的一种水处理方法，其特征在于该方法还包括在a步骤之前的杀菌处理步骤，所述杀菌处理步骤包括：用供电控制器向置于水中的电极通电。

8.根据权利要求6所述的一种水处理方法，其特征在于该方法还包括在a步骤之前的中间过滤步骤，所述中间过滤步骤包括将水通入活性碳过滤罐的步骤。

9.根据权利要求8所述的一种水处理方法，其特征在于所述中间过滤步骤还包括在将水通入活性碳过滤罐之前的使水通过石英砂过滤罐的步骤。

10.根据权利要求8或9所述的一种水处理方法，其特征在于该方法还包括在a步骤及b步骤之间的后过滤步骤，所述后过滤步骤包括将水通入滤芯为pp滤芯的保安过滤罐。