申请日2012.11.06
公开(公告)日2013.01.30
IPC分类号C02F1/44; C02F9/12
摘要
本发明公开了一种高回收率膜法水处理方法，该方法包括以下步骤：步骤一：加药：加入石灰和Na2CO3;步骤二：将原水进行磁水处理;步骤三：将原水进行陶瓷微滤膜净化，最终回收利用。本发明可以使反渗透系统的回收率大于90%以上;一次性投资费用低，设备使用年限长;使膜清洗周期变长，从而运行成本降低。过滤精度高，出水效果稳定，占地面积小;能有效解决高盐分反渗透浓水排放难的问题。
权利要求书
1.一种高回收率膜法水处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：加药：加入石灰和Na2CO3;
在盛有反渗透浓水的调节箱中加入石灰调节PH值(PH控制在7～9)，使镁离子降至25mg/L以下;然后在反应箱中加入Na2CO3消除永久硬度，搅拌均匀，使Ca、Mg离子形成Mg(OH)2 和CaCO3沉淀，此时钙离子含量降至40mg/L以下，在沉淀箱中进行固液分离;
步骤二：将原水进行磁水处理，强磁水处理器主要有防垢和杀菌、灭藻的功能;
步骤三：将原水进行陶瓷微滤膜净化，最终回收利用。
2.根据权利要求1所述一种高回收率膜法水处理方法，其特征在于：所述步骤一中在加入Na2CO3的同时，加入絮凝剂。
3.根据权利要求1所述一种高回收率膜法水处理方法，其特征在于：所述陶瓷膜是以无机陶瓷材料制备而成的非对称膜，呈管状或多通道状，管壁密布微孔。
4.根据权利要求1所述一种高回收率膜法水处理方法，其特征在于：所述微滤膜的分离范围为0.1～10um，用于最粗级别的分离，将菌丝体、颗粒物、胶体等较大颗粒的物质截留。
说明书
一种高回收率膜法水处理方法
技术领域
本发明涉及一种水处理方法，具体地说是反渗透浓水处理方法。
背景技术
目前反渗透RO浓水的处理方式主要如下：
(1)回收后用作工艺前段过滤反洗用水。由于RO浓水中无悬浮物，含阻垢剂且有压力，可用作过滤技术的反冲洗水、除尘水、冲灰冲渣水、冷却水;或经过简单处理后混入原水回收。如果浓水中含环境优先控制污染物，则需慎重使用。
(2)蒸发、蒸馏浓缩。浓水的蒸发塘法适用于气候炎热、蒸发率高、年降雨量低、土地广袤、地价低廉的地区 ”，要做好防渗工作，保护地下含水层。
(3) 排入地表水或海水。该法是处理浓水最常用的方法，高效价廉。将RO浓水排放口设在远离海岸的地方，会减小其对海岸及海洋环境的影响 。若利用潮汐周期规律排放浓水，稀释扩散效果更好。
(4) 深井注入地下。将RO浓水混凝、沉淀、过滤处理后一部分排入沙漠深井，另一部分回流，继续处理。
(5)利用传统的加药沉淀过滤工艺，处理反渗透浓水。
上述处理方式主要有以下问题：
(1)对于RO浓水回用作过滤反洗用水，只能是简单的反洗冲刷，其反洗水还是要排放或更进一步处理，不经济。
(2)对于蒸发、蒸馏浓缩，蒸发受地域限制，且要做好防渗工作，以免污染地下含水层。蒸馏代价也很大，需要的一次性投资高，技术使用寿命短。
(3)对于排入地表水或海水。RO浓水中的有害物质及离子会影响到受纳水体的水生环境或对水源产生污染。
(4)对于RO浓水注入地下深井，注入管的防腐要求高，浓水注入土地的场所受限制，还需在线监测周围的土壤，成本高。
(5)传统的加药沉淀过滤工艺，技术体积大，投资高，效果不稳定。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种可以有效回收利用RO浓水且成本低的高回收率膜法水处理方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案包括如下方案：依次相接的四个系统“加药系统、磁水处理系统、微滤膜过滤系统和膜清洗系统”;加药系统包括依次相接的调节箱、反应箱以及沉淀箱;所述磁水处理系统包括进水循环泵和磁水处理器;微滤膜过滤系统包括微滤膜组件、与微滤膜组件相连的回用水箱以及回用水泵。
膜清洗系统包括清洗泵、次氯酸钠计量箱、盐酸计量箱以及清水箱，清水箱的水源来自回用水箱。
产品工作过程或原理：
对于处理反渗透浓水，关键点就在于使本系统后续膜元件不结垢，同时在本技术中所涉及的膜元件也尽量避免短时结垢。一般膜结垢主要是由于Ca、Mg离子含量高，造成膜元件结垢。所以只有把反渗透浓水中的Ca、Mg离子去掉，才能使整个系统长久稳定运行。
本技术分三大步骤来去除反渗透浓水中的Ca、Mg离子，同时尽量去除一些能通过加药和磁水处理能产生沉淀的离子(如硅)。
具体方法如下：
步骤一：加药(加入石灰和Na2CO3)
原理如下：
Ca(HCO3)2+Ca(OH)2 → 2CaCO3+2H2O
CaSO4+Na2CO3 → CaCO3+Na2SO4
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2 → Mg(OH)2+2CaCO3+2H2O
MgSO4+Ca(OH)2 →Mg(OH)2+CaSO4
CaSO4+Na2CO3 → CaCO3+Na2SO4
以上可以看出，在盛有反渗透浓水的调节箱中加入石灰调节PH值(PH控制在7～9)，消除暂时性硬度，镁离子降至25mg/L以下;然后在反应箱中加入Na2CO3消除永久硬度，同时为了保证沉淀效果，可以加入絮凝剂，搅拌均匀，使Ca、Mg离子形成Mg(OH)2 和CaCO3沉淀，此时钙离子含量降至40mg/L以下，在沉淀箱中进行固液分离，从而使后续膜处理系统能更长时间更有效地处理原水而不结垢，达到增加回收率的目的。
步骤二：原水进行磁水处理
强磁水处理器主要有防垢和杀菌、灭藻的功能。
对于反渗透浓水而言，其溶液中离子含量很高，后续膜处理系统还是有结垢的风险，强磁水处理器能有效防垢，减轻了后续膜处理系统的压力。一般而言，在常温(0～50℃)常压(0～1.0mpa)的状态下，原水瞬时通过磁水处理器内强磁场切割磁力线，受磁极作用而导致水分子偶极矩增大并发生偏转，使大分子团断裂成大量细碎的单个水分子。它们强烈吸引并包围了易在水中与酸根离子结成针状结晶硬垢的Ca2+和Mg2+,使它们无法靠近受热的管壁或容器壁，转而以粒状结晶体随排污大流排出系统之外。从而达到陶瓷膜防垢的目的。原水切割磁力线时其内部能产生电流，导致其中部分水电解而产生单原子氧(H2O=2H++O2-)，单原子氧具有强烈的杀菌作用，从而达到杀菌的目的;而单原子氧又是不稳定的，破坏了藻类的生存环境，达到灭藻的目的。对于后续膜处理系统而言，防垢、杀菌、灭藻，是理想的原水预处理方法。
步骤三：陶瓷微滤膜净化
在压力作用下，原水在膜管内或膜外侧流动，水分子(或产品水)透过膜，水体中的污染物等杂质被截留去除，从而实现水质净化的目的。陶瓷膜是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而成的非对称膜，呈管状或多通道状，管壁密布微孔。微滤膜的分离范围为0.1～10um，用于最粗级别的分离，将菌丝体、颗粒物、胶体等较大颗粒的物质截留。
经过加药沉淀和磁水处理的反渗透浓水再通过陶瓷微滤膜净化而产生SDI﹤3，出水浊度：< 0.2 NTU，PH=6～9，能进一步净化的清水。
有益效果：本发明的有益效果如下：
(1)目前反渗透(RO)回收率一般为75%左右，本技术可以使回收率大于90%以上。
(2)用陶瓷微滤膜降低RO浓水中的盐分，可以循环重复利用，排放量小。相比于把RO浓水蒸馏浓缩等技术，一次性投资费用低，技术使用年限长。
(3)采用强磁技术，大大减轻了高浓度含盐量废水中膜结垢的倾向，使膜清洗周期变长，从而运行成本降低。
(4)利用陶瓷膜过滤，过滤精度高，出水效果稳定，占地面积小。陶瓷膜坚固耐冲刷和耐酸碱的特点，是本技术选用其作为过滤系统的原因之一。
(5)相比于目前一些企业直接排放RO浓水造成二次污染，本技术采用直接处理反渗透(RO)浓水，加药和调节PH使其离子沉淀，再用强磁技术杀菌除垢，最后通过陶瓷膜过滤产出澄清的可以重复利用的水，能有效解决排放难的问题。
