申请日2015.07.29
公开(公告)日2015.12.16
IPC分类号C02F1/44; C02F9/04; C02F9/02
摘要
一种超亲(疏)水纳滤膜组合的高效水处理方法，属于膜分离技术领域。首先将自然水水源进行预处理，去除悬浮物、胶体、细菌等物质，然后用超亲水纳滤膜或超疏水纳滤膜对其进行过滤，分步有效去除水体中的疏水和亲水性物质，此方法可以针对水体中不同亲疏水性的污染物进行分步、高效去除，同时赋予膜组件良好的抗污染性能，并且大大提高了饮用水出水品质。
权利要求书
1.超亲水纳滤膜和超疏水纳滤膜组合的高效水处理方法，其特征在于，包括 以下步骤：
(1)将天然水体进行预处理，去除悬浮物、胶体、细菌物质;
(2)将步骤(1)所得溶液作为进料液通过超亲水纳滤膜或超疏水纳滤膜， 进行过滤，得到滤过液，过滤操作压力范围为0～2.0MPa,进料液温度范围为 0℃～60℃;
(3)将步骤(2)所得滤过液作为进料液，再通过相应的超疏水纳滤膜或超 亲水纳滤膜进行过滤，操作压力范围为0～2.0MPa,进料液温度范围为0℃～ 60℃。
2.按照权利要求1的超亲水纳滤膜和超疏水纳滤膜组合的高效水处理方法， 其特征在于，步骤(2)采用超亲水纳滤膜则对应步骤(3)采用超疏水纳滤膜， 若步骤(2)采用超疏水纳滤膜则对应步骤(3)采用超亲水纳滤膜。
3.按照权利要求1的超亲水纳滤膜和超疏水纳滤膜组合的高效水处理方法， 其特征在于，若步骤(2)中的进料液中疏水物质相对较多，则步骤(2)采用 超亲水纳滤膜则对应步骤(3)采用超疏水纳滤膜;若步骤(2)中的进料液中 亲水物质相对较多，则步骤(2)采用超疏水纳滤膜则对应步骤(3)采用超亲 水纳滤膜。
4.按照权利要求1的超亲水纳滤膜和超疏水纳滤膜组合的高效水处理方法， 其特征在于，所述的天然水体主要包括地表水或地下水。
5.按照权利要求1的超亲水纳滤膜和超疏水纳滤膜组合的高效水处理方法， 其特征在于，所述的预处理方法包括吸附、沉淀、过滤、混凝中的一种或者几 种方法。
6.按照权利要求1的超亲水纳滤膜和超疏水纳滤膜组合的高效水处理方法，其 特征在于，所述的超亲水膜是将1μL-10μL纯水滴在超亲水膜表面，在30s内 其接触角小于等于5°;
所述的超疏水膜将1μL-10μL纯水滴在膜表面，在30s内其接触角大于等 于150°。
说明书
超亲(疏)水纳滤膜组合的高效水处理方法
技术领域
本发明涉及一种超亲(疏)水纳滤膜组合的高效水处理方法，属 于膜分离技术领域。
背景技术
近年来，随着我国经济的高速发展和工业化、城市化进程的加快， 大量的生活和工业废水排入水体，使人类赖以生存的饮用水水源日益 受到污染。据报道，我国目前90%以上的饮用水水源为微污染水体， 全国约有3亿人喝不上达标的饮用水，饮用水安全问题已经引起了社 会各界的广泛关注。由于饮用水水源的不断恶化，传统的混凝、沉淀、 过滤和消毒处理工艺已经难以满足日益严格的水质要求。在饮用水处 理技术的更新换代中，与常规水处理工艺相比，膜分离技术具有出水 优质稳定、安全性高、占地面积小、容易实现自动控制等优点，已经 成为21世纪最有应用价值的水处理技术之一。
在膜分离技术蓬勃发展的过程中，膜污染是其大规模应用的主要 技术瓶颈，长期运转中出现的膜污染问题不仅导致膜通量下降、出水 水质恶化、能耗加大，同时运行后期膜更换也造成了膜技术处理成本 的提高。因此，发展一种兼备高出水品质和抗污染能力的膜法水处理 工艺有着十分重要的意义。许多研究者尝试将几种不同工艺进行组合 来降低膜污染并提高出水品质，例如混凝-超滤，絮凝-砂率-超滤/ 纳滤，电场-超滤，活性炭(臭氧)-混凝-超滤/纳滤，超滤-反渗透 等工艺，并取得了一定的效果。众所周知，根据亲疏水性不同，水体 中污染物小分子可以分为亲水性物质、疏水性物质和中性物质;膜表 面也呈现出不同的亲疏水性。然而目前尚未有研究者依据污染物和膜 表面的亲疏水性进行处理工艺的改进。
发明内容
本发明目的在于提供一种可以针对水体中亲疏水性不同的污染 物进行分步高效去除，并具备良好的抗污染性能的超亲(疏)水纳滤 膜组合的高效水处理方法，一般污染水的污染物都为亲水性的或/和 疏水性的物质和少量中性物质，尤其很小的颗粒污染物目前还无法有 效地去除，采用本发明方法可分步除去亲水性的或疏水性的物质，经 过过滤可进一步除去中性污染物。
该方法包括以下步骤：
(1)将天然水体进行预处理，去除悬浮物、胶体、细菌等物质。
(2)将步骤(1)所得溶液作为进料液通过超亲水纳滤膜或超疏 水纳滤膜，进行过滤，得到滤过液，过滤操作压力范围为0～2.0MPa, 进料液温度范围为0℃～60℃。
(3)将步骤(2)所得滤过液作为进料液，再通过相应的超疏水 纳滤膜或超亲水纳滤膜进行过滤，操作压力范围为0～2.0MPa,进料 液温度范围为0℃～60℃。
步骤(2)采用超亲水纳滤膜则对应步骤(3)采用超疏水纳滤膜， 若步骤(2)采用超疏水纳滤膜则对应步骤(3)采用超亲水纳滤膜。
若步骤(2)中的进料液中疏水物质相对较多，则步骤(2)采用 超亲水纳滤膜则对应步骤(3)采用超疏水纳滤膜。若步骤(2)中的 进料液中亲水物质相对较多，则步骤(2)采用超疏水纳滤膜则对应 步骤(3)采用超亲水纳滤膜。
在本发明的方法中，所述的天然水体主要包括地表水或地下水。
在本发明的方法中，所述的预处理方法包括吸附、沉淀、过滤、 混凝中的一种或者几种方法。
在本发明的方法中，所述的超亲水纳滤膜，其表现为，将1μL-10 μL纯水滴在超亲水膜表面，在30s内其接触角小于等于5°。
在本发明的方法中，所述的超疏水纳滤膜，其表现为，将1μL-10 μL纯水滴在膜表面，在30s内其接触角大于等于150°。
本发明在步骤(2)中采用超亲水纳滤膜或超疏水纳滤膜对应除 去大部分的疏水物质或亲水物质，在步骤(3)中再采用超疏水纳滤 膜或超亲水纳滤膜对应除去大部分的亲水物质或疏水物质，从而达到 水的净化。
本发明技术方案的原理是：水体中污染物根据亲疏水性不同可以 分为亲水性物质和疏水性物质。在溶液中，超亲水膜表面有一层水化 层，可以阻止疏水物质接近膜表面，因此超亲水膜对疏水物质有很好 的截留效果;在超疏水膜表面有一层气体层，可以阻止亲水物质接近 膜表面，因此超疏水膜对亲水物质有很好的截留效果。本文通过超亲 (疏)水纳滤膜的组合过滤的方法，可以对水体中的亲疏水性不同的 污染物进行分步高效去除，同时兼备良好的抗污染性能，使得最终的 水洁净。本发明可以根据需要再增加超亲水纳滤膜或超疏水纳滤膜的 组数。
