CN104108809B

CN104108809B - 废水的纯化方法

Info

Publication number: CN104108809B
Application number: CN201410247993.2A
Authority: CN
Inventors: 蒋传江; 姚国庆; 刘振峰
Original assignee: SHENZHEN HANTANG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN HANTANG ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2034-06-05
Also published as: CN104108809A

Abstract

一种废水的纯化方法，包括如下步骤：调节废水原液的pH值至9～10，然后经超滤处理，得到预处理的废水；在预处理的废水中加入还原剂直至预处理的废水的氧化还原电位不高于180mV，得到处理水；将处理水的pH值调节至6～8，然后依次经过滤处理和反渗透处理，得到纯水。上述废水的纯化方法能够有效地提高反渗透装置的使用寿命。

Description

废水的纯化方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种废水的纯化方法。

背景技术

因工业高精密生产对纯水的需求较高，需要使用高纯度的水，而用于工业高精密生产的水一般是由轻度污染废水(例如，高位逆流漂洗水)纯化而来，通常需要用到反渗透装置，而反渗透装置的进水须满足最大SDI(污染指数)15MIN为5.0，最高浊度为1.0NTU，且最大余氯浓度为0.1PPM。而根据国家《生活饮用水卫生标准》规定，自来水出厂时余氯(次氯酸根)含量≥0.3PPM，但不超过4PPM，且自来水管线末梢余氯不得小于0.05PPM，才能保证持续杀菌、消毒的作用，也就是说，废水中会有大量余氯存在，而在对其进行纯化时，这些余氯的存在对反渗透装置的抗氧化能力提出了巨大的挑战，严重影响反渗透装置的使用寿命。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种废水的纯化方法，该方法能够有效地提高反渗透装置的使用寿命。

一种废水的纯化方法，包括如下步骤：

调节废水原液的pH值至9～10，然后经超滤处理，得到预处理的废水；

在所述预处理的废水中加入还原剂直至所述预处理的废水的氧化还原电位不高于180mV，得到处理水；及

将所述处理水的pH值调节至6～8，然后依次经过滤处理和反渗透处理，得到纯水。

在其中一个实施例中，所述还原剂为亚硫酸氢钾的水溶液或亚硫酸氢钠的水溶液。

在其中一个实施例中，所述亚硫酸氢钾的水溶液的质量百分浓度为1％～3％；所述亚硫酸氢钠的水溶液的质量百分浓度为1％～3％。

在其中一个实施例中，所述在预处理的废水中加入还原剂直至所述预处理的废水的氧化还原电位不高于180mV的步骤具体为：使用氧化还原电位在线检测分析仪检测所述预处理的废水的氧化还原电位，使用计量泵承装所述还原剂，所述氧化还原电位在线检测分析仪控制所述计量泵自动向所述预处理的废水中添加所述还原剂。

在其中一个实施例中，所述调节废水原液的pH值的步骤中，将所述废水原液的pH值调节至9.5。

在其中一个实施例中，所述反渗透处理使用的装置为芳香族聚酰胺型反渗透膜。

在其中一个实施例中，所述反渗透处理的方法为：将所述过滤处理后的过滤水依次经第一级反渗透处理和第二级反渗透处理。

在其中一个实施例中，所述过滤处理的方法为保安过滤。

在其中一个实施例中，所述废水原液为重金属含量不高于100PPM、化学需氧量不高于100PPM的废水。

在其中一个实施例中，所述将处理水的pH值调节至6～8的步骤中，使用质量百分浓度为3％～5％的盐酸溶液调节所述处理水的pH值。

上述废水的纯化方法通过在先将废水原液的pH值调至9～10，再在超滤处理得到的预处理的废水中加入还原剂直至其氧化还原电位不高于180mV，然后在回调pH值，并依次经过滤处理和反渗透处理，即在废水进行反渗透处理之前，就将废水中具有强氧化性能的ClO^-还原成Cl^-，从而有效地降低了反渗透处理前的废水的氧化性能，以减少反渗透装置被氧化的程度，因此，从而有效地提高反渗透装置的使用寿命。

附图说明

图1为一实施方式的废水的纯化方法的流程图。

具体实施方式

下面主要结合附图及具体实施方式对废水的纯化方法作进一步详细的说明。

如图1所示，一实施方式的废水的纯化方法，包括如下步骤：

步骤S110：调节废水原液的pH值至9～10，然后经超滤处理，得到预处理的废水。

其中，废水原液为重金属含量不高于100PPM、化学需氧量(COD)不高于100PPM的废水，即为轻度污染废水。

通过先将废水原液的pH值调节至9～10，以达到沉淀废水原液中重金属的目的，且将pH值调节至9～10还能够便于后期对处理过的水进行pH值回调至中性。

优选的，步骤S110中，调节废水原液的pH值至9.5。若pH值过低，重金属沉淀不完全，会导致沉淀分离不彻底，pH值控制过高，后面用酸再次回调成中性的过程中要添加的药剂量太大，成本会更高。

通过将调节pH值后的废水原液经超滤处理以实现固液分离，从而去除废水原液中的重金属沉淀物。

其中，超滤处理使用的装置为超滤膜。

具体的，使用质量百分浓度为3％～5％的硫酸溶液或质量百分浓度为3％～5％的氢氧化钠的水溶液调节废水原液的pH值。由于废水原液的酸碱性是不同的，当废水原液的pH值为强碱性时，使用质量百分浓度为3％～5％的硫酸溶液调节废水原液的pH值；当废水原液的pH值为酸性时，使用质量百分浓度为3％～5％的氢氧化钠的水溶液调节废水原液的pH值。

步骤S120：在预处理的废水中加入还原剂直至预处理的废水的氧化还原电位不高于180mV，得到处理水。

其中，还原剂为在反应过程中不产生气体，也不产生沉淀物的物质，优选地，还原剂为亚硫酸氢钾的水溶液或亚硫酸氢钠的水溶液。其中，亚硫硫酸氢钾和亚硫酸氢钠均为食品级。

优选的，亚硫酸氢钾的水溶液的质量百分浓度为1％～3％；亚硫酸氢钠的水溶液的质量百分浓度为1％～3％。原水本身的氧化还原电位也就200～500mv，亚硫酸氢钠浓度过高会导致药剂添加量过量，添加的药剂本身是电解质，过量的药剂会导致废水原水的电导率升高，增大过滤装置的负荷。

其中，步骤S120的反应式如下：

H⁺+2ClO^-+HSO₃ ^-＝2Cl^-+SO₄ ^2-+H₂O

由于ClO^-(次氯酸根)具有较强的氧化能力，会使反渗透装置严重氧化，而通过添加还原剂将ClO^-在反渗透处理之前还原成Cl^-，从而能够防止废水中的ClO^-对反渗透处理的装置的氧化，有效地降低了反渗透装置被氧化的可能，从而提高了反渗透装置的使用寿命，且Cl^-能被反渗透装置截留，从而进一步去除Cl^-，进一步提高了纯化的水的纯度，降低了纯化后的水的电导率。

而氧化还原电位能够反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化-还原性。其中，氧化还原电位越高，氧化性越强；氧化还原电位越低，氧化性越弱。氧化还原电位为正，表示溶液显示出一定的氧化性，氧化还原电位为负，则说明溶液显示出还原性。因此，通过测试预处理的废水中的氧化还原电位就能够确定预处理的废水的氧化性。

优选的，在预处理的废水中加入还原剂直至预处理的废水的氧化还原电位不高于180mV的步骤具体为，使用氧化还原电位在线检测分析仪检测所述预处理的废水的氧化还原电位，使用计量泵承装还原剂，氧化还原电位在线检测分析仪控制计量泵自动向预处理的废水中添加还原剂。具体的，氧化还原电位检测分析仪与计量泵信号连接，氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水的实时氧化还原电位，并将信号传输给计量泵，控制计量泵向预处理的废水中添加还原剂，直到氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水的氧化还原电位不高于180mV，控制计量泵停止添加还原剂。

例如，氧化还原电位在线检测分析仪可以为上海昂禹环保科技有限公司的DD80型号的氧化还原电位在线检测分析仪。

其中，计量泵为自动加药计量泵。例如，计量泵可以为爱力浦计量泵公司的JCM1型号的计量泵。

可以理解，还可以使用其它方法测试预处理的废水的氧化还原电位，例如，氧化还原电位的测试方法还可以为：以铂电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，与水样组成原电池；用电子毫伏计或通用pH计测定铂电极相对于饱和甘汞电极的氧化还原电位，然后再换算组成相对于标准氢电极的氧化还原电位作为结果。

计算式为：Ψ_n＝Ψ_ind+Ψ_ref

式中：Ψ_n表示的是被测水样的氧化还原电位，mV；

Ψ_ind表示的是实测水样的氧化还原电位，mV；

Ψ_ref表示的是测定温度下饱和甘汞电极的电极电位，mV。

步骤S130：将处理水的pH值调节至6～8，然后依次经过滤处理和反渗透处理，得到纯水。

由于调节pH一定是在废水进入反渗透膜之前调节，经过反渗透膜的水已经是经过脱盐处理过的，电导率已经下降了，再加入酸性药剂，电导率又会升高。因此，在过滤处理之前调节处理水的pH值。

优选的，过滤处理的方法为保安过滤。其中，保安过滤指的是水从微滤滤芯(精度一般小于5μm)的外侧进入滤芯内部，微量悬浮物或细小杂质颗粒物被截留在滤芯外部的过程。其中，过滤处理使用的装置为保安过滤器，例如，深圳市兴荣恒净水科技公司的3-100型号的保安过滤器。

优选的，反渗透处理使用的装置为芳香族聚酰胺型反渗透膜。芳香族聚酰胺型反渗透膜具有高交联密度和高亲水性的特点，以及优良的脱盐率、产水量、耐氧化性、有机物去除率和二氧化硅去除率等优点，能够有效去除溶质，得到纯度较高的纯水。且芳香族聚酰胺型反渗透膜具有较宽的适用pH范围，可以宽到3～11。

优选的，反渗透处理的方法为：将过滤处理后的过滤水依次经第一级反渗透处理和第二级反渗透处理。一般经过一次反渗透无得到的水的纯度不高，通过两次反渗透处理能够将水的电导率能降低至20us/cm以内。

其中，在第一级反渗透处理之后，第二级反渗透处理之前，还包括将第一级反渗透处理得到的反渗透液进行中转暂存的步骤。

优选的，在将处理水的pH值调节至6～8之后，过滤处理之前，还包括将处理水进行暂时存储的步骤。通过将处理水暂时存储，以将处理水中转以进行过滤处理。

优选的，将处理水的pH值调节至6～8的步骤中，使用质量百分浓度为3％～5％的盐酸溶液调节处理水的pH值。

此外，由于上述废水的纯化方法在反渗透处理之前就将强氧化性能的ClO^-还原成Cl^-，而Cl^-能被在反渗透处理过程中被截留，从而进一步去除Cl^-，较少了水中的离子的含量，进一步提高了纯化的水的纯度，降低了纯化后的水的电导率。

以下为具体实施例部分：

实施例1

本实施例的废水的纯化方法的过程如下：

(1)提供重金属含量为85PPM、化学需氧量为95PPM的废水原液，其中废水原液的pH为11，电导率为1500US/cm左右，氧化还原电位为500mV，在废水原液中添加质量百分浓度为3％的硫酸溶液，直至废水原液的pH值为9，接着将调节pH值后的废水原液经超滤膜进行超滤处理，得到预处理的废水。

(2)氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水的氧化还原电位为190mV，并控制计量泵自动向预处理的废水中加入质量百分浓度为1％的亚硫酸氢钠的水溶液，直至预处理的废水的氧化还原电位为180mV，计量泵停止加料，得到处理水。

(3)再次检测处理水的pH值为9，然后向处理水中加入质量百分浓度为3％的盐酸溶液直至处理水的pH值为6，此时，测得处理水的电导率为150US/cm，然后将调节pH值后的处理水于中转水箱中暂时存储，再经保安过滤器过滤，接着经一个芳香族聚酰胺型反渗透膜进行第一级反渗透处理后，经中转水箱中暂时存储，再经另一个芳香族聚酰胺型反渗透膜进行第二级反渗透处理，得到纯水。

使用电导率测试仪测试得到本实施例的纯水的电导率。

由于没有被还原的次氯酸根能够透过反渗透膜，且若反渗透膜被氧化后，会发生穿孔现象，使得氯离子也能透过反渗透膜，使用本实施例的方法连续过水三个月后，根据国标GB/T23978-2009方法使用硝酸银滴定测试本实施例的经第一级反渗透膜处理的水的氯离子含量，其中，当氯离子的浓度低0.003PPM时，即低于最低检出限，显示为0，则本实施例得到的纯水和经第一级反渗透膜处理的水的氯离子的浓度值，见表1。

实施例2

本实施例的废水的纯化方法的过程如下：

(1)提供重金属含量为100PPM、化学需氧量为100PPM的废水原液，其中废水原液的pH为3，电导率为2000US/cm，氧化还原电位为350mV，在废水原液中添加质量百分浓度为5％的氢氧化钠的水溶液，直至废水原液的pH值为10，接着将调节pH值后的废水原液经超滤膜进行超滤处理，得到预处理的废水。

(2)氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水的氧化还原电位为285mV，并控制计量泵自动向预处理的废水中加入质量百分浓度为3％的亚硫酸氢钾的水溶液，直至预处理的废水的氧化还原电位为180mV，计量泵停止加料，得到处理水。

(3)再次检测处理水的pH值为9.2，然后向处理水中加入质量百分浓度为5％的盐酸溶液直至处理水的pH值为8，此时，测得处理水的电导率为200US/cm，然后将调节pH值后的处理水于中转水箱中暂时存储，再经保安过滤器过滤，接着经一个芳香族聚酰胺型反渗透膜进行第一级反渗透处理后，经中转水箱中暂时存储，再经另一个芳香族聚酰胺型反渗透膜进行第二级反渗透处理，得到纯水。

使用实施例1中相同的测试方法，得到本实施例得到的纯水的电导率值和经第一级反渗透膜处理的水的氯离子的浓度值，见表1。

实施例3

本实施例的废水的纯化方法的过程如下：

(1)提供重金属含量为90PPM、化学需氧量为90PPM的废水原液，其中废水原液的pH为11.5，电导率为1800US/cm，氧化还原电位为200mV，然后在废水原液中添加质量百分浓度为5％的硫酸溶液，直至废水原液的pH值为9.5，接着将调节pH值后的废水原液经超滤系统进行超滤处理，得到预处理的废水。

(2)氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水的氧化还原电位为205mV，并控制计量泵向预处理的废水中加入质量百分浓度为2％的亚硫酸氢钠的水溶液，直至预处理的废水的氧化还原电位为180mV，计量泵停止加料，得到处理水。

(3)再次检测处理水的pH值为9.3，然后向处理水中加入质量百分浓度为4％的盐酸溶液直至处理水的pH值为7，此时，测得处理水的电导率为250US/cm，然后将调节pH值后的处理水于中转水箱中暂时存储，再经保安过滤器过滤，接着经一个芳香族聚酰胺型反渗透膜进行第一级反渗透处理后，经中转水箱中暂时存储，再经另一个芳香族聚酰胺型反渗透膜进行第二级反渗透处理，得到纯水。

使用实施例1相同的测试方法，得到本实施例得到的纯水的电导率和经第一级反渗透膜处理的水的氯离子的浓度值，见表1。

实施例4

本实施例的废水的纯化方法的过程如下：

(1)提供重金属含量为100PPM、化学需氧量为100PPM的废水原液，其中废水原液的pH为3，电导率为2000US/cm，氧化还原电位为350mV，在废水原液中添加质量百分浓度为3％的氢氧化钠的水溶液，直至废水原液的pH值为10，接着将调节pH值后的废水原液经超滤膜进行超滤处理，得到预处理的废水。

表1表示的实施例1～实施例4得到的纯水和传统的废水的纯化方法得到的纯水的电导率，及实施例1～实施例4的方法连续处理废水3个月后经第一级反渗透膜处理的水的氯离子的浓度值和对比例1的传统的废水的纯化方法连续处理水3个月后经反渗透膜处理的水的氯离子的浓度值。

表1

	电导率(US/cm)	氯离子浓度(PPM)
			实施例1	180	0
实施例2	200	0
			实施例3	250	0
实施例4	235	0
			对比例1	300	5.2PPM

从表1可以看出，实施例1～实施例4得到的纯水的电导率最多只有250US/cm，而对比例1的纯水的电导率为300US/cm，远高于实施例1～实施例4的方法处理得到的纯水的电导率，即实施例实施例1～实施例4的方法处理得到的纯水的纯度更高。

且从表1中还可以看出，依据氯离子国标GB/T23978-2009测试方法，3个月连续处理水后，实施例1～实施例4经第一级反渗透膜处理的水的氯离子浓度值均为0，即低于最低检出线，而对比例1经反渗透膜处理的水中的氯离子的浓度为5.2PPM，而实施例1～实施例4的方法处理废水经第一反渗透膜处理后，氯离子浓度均低于最低检出线，能够有效地降低废水的氧化性，即采用实施例1～实施例4的方法处理废水能够有效的提高反渗透膜的使用寿命。通过试验实践证明，传统的反渗透膜使用自来水生产纯水，膜组在连续过水3个月后即发生氧化穿孔问题。在使用氧化还原电位法后，膜的使用寿命可延长至使用5年时间。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种废水的纯化方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述处理水的pH值调节至6～8，然后依次经过滤处理和反渗透处理，得到纯水；

其中，所述将处理水的pH值调节至6～8的步骤中，使用质量百分浓度为3％～5％的盐酸溶液调节所述处理水的pH值；所述反渗透处理使用的装置为芳香族聚酰胺型反渗透膜；所述还原剂为亚硫酸氢钾的水溶液或亚硫酸氢钠的水溶液，所述亚硫酸氢钾的水溶液的质量百分浓度为1％～3％；所述亚硫酸氢钠的水溶液的质量百分浓度为1％～3％，所述在预处理的废水中加入还原剂直至所述预处理的废水的氧化还原电位不高于180mV的步骤具体为：使用氧化还原电位在线检测分析仪检测所述预处理的废水的氧化还原电位，使用计量泵承装所述还原剂，所述氧化还原电位在线检测分析仪控制所述计量泵自动向所述预处理的废水中添加所述还原剂。

2.根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述调节废水原液的pH值的步骤中，将所述废水原液的pH值调节至9.5。

3.根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述反渗透处理的方法为：将所述过滤处理后的过滤水依次经第一级反渗透处理和第二级反渗透处理。

4.根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述过滤处理的方法为保安过滤。

5.根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述废水原液为重金属含量不高于100PPM、化学需氧量不高于100PPM的废水。