CN106587462A - 一种用于纳滤膜中央净水系统的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，原水箱通过原水泵与石英砂过滤器的进水口相连，石英砂过滤器出水口与臭氧接触塔相连，臭氧接触塔底部的臭氧进气口通过高压风机与臭氧发生器相连；臭氧接触塔的出水口经碳滤泵与活性炭过滤器的进水口相连，活性炭过滤器的出水口与中间水箱相连，中间水箱的出水口通过加压泵与精滤器相连，精滤器的出水口通过高压泵将水送入纳滤膜过滤器，纳滤膜过滤器的出水口安装紫外杀菌灯，通过紫外杀菌灯的出水管路与成品水储水箱相连；纳滤膜的浓水出水口设有两根支管，第一支管与浓水回收利用装置相连，第二支管与原水泵的进水口相连。本发明提高复合纳滤膜的耐氯耐氧化性5倍以上；将复合纳滤膜的水通量提高20‑50%；将复合纳滤膜的耐污染性能提高2倍以上；将中央净水系统的产水率提高至70%以上。

Description

一种用于纳滤膜中央净水系统的处理方法

技术领域

本发明涉及一种水处理系统及其处理方法，具体的讲是一种用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，属于水处理技术领域。

背景技术

纳滤膜又称为低压反渗透或疏松的反渗透膜，由于它的表面层的密度比反渗透膜的密度低，从而可以获得比反渗透膜高得多的水通量，同时对二价以上离子及分子量大于200的有机分子具有足够高的截留能力，其应用范围越来越广。但是，虽然聚酰胺类纳滤复合膜具有优异的脱盐性能及水透过性能，但在氧化性成分存在下，膜性能急剧下降。近三十年来，多家研究机构及跨国企业进行了大量的工作以改善它的耐氧化性能，但至今尚无突破性进展及相应的产品问世。如美国SST公司2002年在美国陆军研究报告No.201370中采用环戊四酰氯替代通用的均苯三甲酰氯单体，所得复合膜耐氯性得到提高，但由于其它性能得不到保障，尚无产品问世；Dow Chemical在US5876602及时代沃顿在US2008/0203013的专利中采用后氧化处理提高膜的耐氯耐氧化性能，但其影响了膜的脱盐性能，因而尚无产品问世。因此目前在纳滤膜应用过程中必须先经过严格的预处理，这大大增加了膜的使用成本。纳滤膜的另一个主要缺点是它的耐污染能力很弱，原水中很多潜在污染物，如胶体，蛋白质，微生物以及容易结垢的硬水离子等均容易造成膜的污堵，使膜性能迅速衰减，这就要求额外的预处理过程以便尽可能除掉这些组份，这同样增加了膜的使用成本。

在水处理应用中，复合膜的使用成本及单位产水的能量消耗所占费用比例较高，因此自从上世纪80年代产业化至今，复合膜的使用成本降低及降低使用压力或增加水透过率一直是业界努力的方向，因此，耐氧化、耐污染高通量纳滤膜的开发成为业界重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，本发明装置原理清晰可靠，造价低廉，实施简单易行，实现对中央净水设备原水的在线监测，自动控制浓水回收再处理，具生态环保意义。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种纳滤膜中央净水系统的处理系统，包括原水箱、石英砂过滤器、臭氧接触塔、活性炭过滤器、纳滤膜过滤器以及与纳滤膜过滤器浓水出口相连的浓水回收利用装置，所述原水箱通过原水泵与石英砂过滤器的进水口相连，所述石英砂过滤器出水口与所述臭氧接触塔相连，所述臭氧接触塔底部的臭氧进气口通过高压风机与臭氧发生器相连；所述臭氧接触塔的出水口经碳滤泵与活性炭过滤器的进水口相连，所述活性炭过滤器的出水口与中间水箱相连，所述中间水箱的出水口通过加压泵与精滤器相连，精滤器的出水口通过高压泵将水送入所述纳滤膜过滤器，所述纳滤膜过滤器的出水口安装紫外杀菌灯，通过紫外杀菌灯的出水管路与成品水储水箱相连；所述纳滤膜的浓水出水口设有两根支管，第一支管与浓水回收利用装置相连，第二支管与所述原水泵的进水口相连；

所述纳滤膜过滤器内设有复合纳滤膜，所述复合纳滤膜包括叠置在一起的支撑层和底膜层，所述底膜层表面引入过氧基或环氧基功能性反应基团，所述支撑层表面引入采用通用的界面聚合技术施加的复合聚酰胺超薄功能层，由所述复合聚酰胺超薄功能层的高分子链与底膜层表面的功能性反应基团发生键合作用，实现所述支撑层和底膜层交联结合。

本发明的进一步限定技术方案：浓水回收利用装置包括调节反应罐、沉淀池、多介质过滤器、第二纳滤膜过滤器以及初滤水箱，所述调节反应罐上设有絮凝剂和PH调节剂加药口，所述调节反应罐的出水口通过输水泵与沉淀池的进水口相连，所述沉淀池的底部设有沉淀物排放口，所述沉淀池中部设有出水口经管道与多介质过滤器相连，所述多介质过滤器的出水口通过第二高压泵将水送入所述第二纳滤膜过滤器，所述第二纳滤膜过滤器的出水口与初滤水箱相连，所述第二纳滤膜过滤器的浓水出水口经管道通向所述调节反应罐，所述初滤水箱底部出水口经清洗泵通向所述第二纳滤膜过滤器，用以清洗第二纳滤膜过滤器。

前述的纳滤膜中央净水系统的处理系统，所述精滤器内填充PP棉滤芯，所述PP棉滤芯的孔径为5-20微米；所述活性炭过滤器内填充物为载银活性炭滤芯或白头烧结活性炭滤芯。

前述的纳滤膜中央净水系统的处理系统，所述纳滤膜的浓水出水口处设有检测探头，通过控制电路判断所述浓水出水口处的两根支管的通断。

前述的纳滤膜中央净水系统的处理系统，所述石英砂过滤器上设有防溢流回路支管；所述纳滤膜过滤器由两台纳滤膜并联设置构成。

一种用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，具体方法如下：

开启原水泵，将原水箱中的水打入石英砂过滤器，除去原水中的较大直径固体杂质，经石英砂过滤后的水送至臭氧接触塔，在臭氧接触塔内水与臭氧逆流接触，除去水中有机物，提高后续活性炭的吸附能力，残余废气由臭氧接触塔顶部排空；

经臭氧接触塔处理后的水经过活性炭过滤器，吸附掉水中的微量有机污染物，并储存到中间水箱中暂存；

中间水箱中的水再由加压泵送至精滤器，通过精滤器中的PP棉滤芯过滤掉水中的灰尘以及其他粗颗粒的污染物；通过高压泵将水送入纳滤膜过滤器过滤，制得的纯水再通过紫外杀菌器灯杀灭其中残留的细菌，最后送入成品水储水箱，产生的浓水根据检测结果选择流向，浓度较低的水返回原水泵再经净化处理，浓度高的浓水送入浓水回收利用装置；

浓水进入浓水回收利用装置先经调节反应罐，加入絮凝剂和PH调节剂充分搅拌后通过输水泵送入沉淀池沉淀，沉淀池的上层清液经多介质过滤器过滤后，由第二高压泵将水送入第二纳滤膜过滤器，产生的纯水送入初滤水箱，产生的浓水送入调节反应罐，初滤水箱底部的出水口经清洗泵通向第二纳滤膜过滤器，用以清洗第二纳滤膜过滤器。

在本发明的复合纳滤膜中引入一种新型含功能性基团添加剂，将其添加到底膜层的铸膜液中，将聚砜底膜层表面经适当的物理化学处理，使其表面引入过氧基、环氧基等功能性反应基团，然后采用通用的界面聚合技术复合聚酰胺超薄功能层到支撑层表面，使得聚酰胺分子中的酰胺基以及聚酰胺高分子链的端基如胺基及羧基与底膜表面的反应性功能基团发生键合作用，从而实现聚酰胺脱盐功能层与支撑层界面交联结构，使界面复合强度大大增加，提高复合纳滤膜的耐氯耐氧化性；同时在已有工艺技术基础上，在复合成膜反应体系中优选出独特的添加剂，控制及优化聚酰胺功能层厚度、密度及表面亲水性及表面粗糙度等，提高现有纳滤复合膜的水通量；采用特种制造工艺，降低膜表面粗糙度，提高膜的耐污染性能；采用高性能纳滤膜核心处理工艺，在饮用水质安全风险的末端控制技术与应用研究、高效节能型管道分质供水关键技术及装备产业化的基础上，采用PLC控制，实现对中央净水设备原水的在线监测，自动控制浓水回流再处理，将中央净水系统的产水率提高至70%以上。

本发明的有益效果是：

本发明与现有水处理系统相比，具有以下特点：（1）提高复合纳滤膜的耐氯耐氧化性5倍以上；（2）将复合纳滤膜的水通量提高20-50%；（3）将复合纳滤膜的耐污染性能提高2倍以上；（4）将中央净水系统的产水率提高至70%以上。

附图说明

图1为本发明装置的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明

实施例1

本实施例提供一种用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，结构如图1所示，包括原水箱1、石英砂过滤器2、臭氧接触塔3、活性炭过滤器4、纳滤膜过滤器5以及与纳滤膜过滤器浓水出口相连的浓水回收利用装置，精滤器内填充PP棉滤芯，PP棉滤芯的孔径为5-20微米；活性炭过滤器内填充物为载银活性炭滤芯，石英砂过滤器上设有防溢流回路支管；原水箱通过原水泵6与石英砂过滤器2的进水口相连，石英砂过滤器2出水口与臭氧接触塔3相连，臭氧接触塔底部的臭氧进气口通过高压风机7与臭氧发生器8相连；臭氧接触塔3的出水口经碳滤泵9与活性炭过滤器4的进水口相连，活性炭过滤器4的出水口与中间水箱10相连，中间水箱10的出水口通过加压泵11与精滤器12相连，精滤器12的出水口通过高压泵13将水送入纳滤膜过滤器5，纳滤膜过滤器由两台纳滤膜并联设置构成；纳滤膜过滤器的出水口安装紫外杀菌灯14，通过紫外杀菌灯14的出水管路与成品水储水箱15相连；纳滤膜的浓水出水口设有两根支管，第一支管与浓水回收利用装置相连，第二支管与原水泵的进水口相连，纳滤膜的浓水出水口处设有检测探头，通过控制电路判断浓水出水口处的两根支管的通断；

纳滤膜过滤器内设有复合纳滤膜，复合纳滤膜包括叠置在一起的支撑层和底膜层，底膜层表面引入过氧基或环氧基功能性反应基团，支撑层表面引入采用通用的界面聚合技术施加的复合聚酰胺超薄功能层，由复合聚酰胺超薄功能层的高分子链与底膜层表面的功能性反应基团发生键合作用，实现支撑层和底膜层交联结合。

本实施例的浓水回收利用装置包括调节反应罐16、沉淀池17、多介质过滤器18、第二纳滤膜过滤器19以及初滤水箱20，调节反应罐16上设有絮凝剂和PH调节剂加药口，调节反应罐16的出水口通过输水泵21与沉淀池17的进水口相连，沉淀池17的底部设有沉淀物排放口，沉淀池中部设有出水口经管道与多介质过滤器18相连，多介质过滤器18的出水口通过第二高压泵22将水送入第二纳滤膜过滤器19，第二纳滤膜过滤器的出水口与初滤水箱20相连，第二纳滤膜过滤器的浓水出水口经管道通向调节反应罐16，初滤水箱底部出水口经清洗泵23通向第二纳滤膜过滤器19，用以清洗第二纳滤膜过滤器。

本实施例的工作过程如下：

开启原水泵，将原水箱中的水打入石英砂过滤器，除去原水中的较大直径固体杂质，经石英砂过滤后的水送至臭氧接触塔，在臭氧接触塔内水与臭氧逆流接触，除去水中有机物，提高后续活性炭的吸附能力，残余废气由臭氧接触塔顶部排空；经臭氧接触塔处理后的水经过活性炭过滤器，吸附掉水中的微量有机污染物，并储存到中间水箱中暂存；

中间水箱中的水再由加压泵送至精滤器，通过精滤器中的PP棉滤芯过滤掉水中的灰尘以及其他粗颗粒的污染物；通过高压泵将水送入纳滤膜过滤器过滤，制得的纯水再通过紫外杀菌器灯杀灭其中残留的细菌，最后送入成品水储水箱，产生的浓水根据检测结果选择流向，浓度较低的水返回原水泵再经净化处理，浓度高的浓水送入浓水回收利用装置；

浓水进入浓水回收利用装置先经调节反应罐，加入絮凝剂和PH调节剂充分搅拌后通过输水泵送入沉淀池沉淀，沉淀池的上层清液经多介质过滤器过滤后，由第二高压泵将水送入第二纳滤膜过滤器，产生的纯水送入初滤水箱，产生的浓水送入调节反应罐，初滤水箱底部的出水口经清洗泵通向第二纳滤膜过滤器，用以清洗第二纳滤膜过滤器。

经检测，本实施例产品技术指标如下：

（1）高性能复合纳滤膜： NaCl脱盐率≥80%，MgSO₄脱盐率≥90%，水通量≥1.5吨/M²•天，耐氯性≥5000ppm•h（(测试条件：2000ppm NaCl/MgSO₄，测试压力：50 psi），耐氯性超国际通用纳滤膜水平5倍，耐污染性超国际通用纳滤膜水平2倍。

（2）节水型中央净水处理系统产水水质达到《饮用净水水质标准》CJ94，产水率提高至70%以上。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，包括原水箱、石英砂过滤器、臭氧接触塔、活性炭过滤器、纳滤膜过滤器以及与纳滤膜过滤器浓水出口相连的浓水回收利用装置，所述原水箱通过原水泵与石英砂过滤器的进水口相连，所述石英砂过滤器出水口与所述臭氧接触塔相连，所述臭氧接触塔底部的臭氧进气口通过高压风机与臭氧发生器相连；所述臭氧接触塔的出水口经碳滤泵与活性炭过滤器的进水口相连，所述活性炭过滤器的出水口与中间水箱相连，所述中间水箱的出水口通过加压泵与精滤器相连，精滤器的出水口通过高压泵将水送入所述纳滤膜过滤器，所述纳滤膜过滤器的出水口安装紫外杀菌灯，通过紫外杀菌灯的出水管路与成品水储水箱相连；所述纳滤膜的浓水出水口设有两根支管，第一支管与浓水回收利用装置相连，第二支管与所述原水泵的进水口相连；其特征在于处理方法如下：

开启原水泵，将原水箱中的水打入石英砂过滤器，除去原水中的较大直径固体杂质，经石英砂过滤后的水送至臭氧接触塔，在臭氧接触塔内水与臭氧逆流接触，除去水中有机物，提高后续活性炭的吸附能力，残余废气由臭氧接触塔顶部排空；

经臭氧接触塔处理后的水经过活性炭过滤器，吸附掉水中的微量有机污染物，并储存到中间水箱中暂存；

中间水箱中的水再由加压泵送至精滤器，通过精滤器中的PP棉滤芯过滤掉水中的灰尘以及其他粗颗粒的污染物；通过高压泵将水送入纳滤膜过滤器过滤，制得的纯水再通过紫外杀菌器灯杀灭其中残留的细菌，最后送入成品水储水箱，产生的浓水根据检测结果选择流向，浓度较低的水返回原水泵再经净化处理，浓度高的浓水送入浓水回收利用装置；

浓水进入浓水回收利用装置先经调节反应罐，加入絮凝剂和PH调节剂充分搅拌后通过输水泵送入沉淀池沉淀，沉淀池的上层清液经多介质过滤器过滤后，由第二高压泵将水送入第二纳滤膜过滤器，产生的纯水送入初滤水箱，产生的浓水送入调节反应罐，初滤水箱底部的出水口经清洗泵通向第二纳滤膜过滤器，用以清洗第二纳滤膜过滤器。

2.根据权利要求1所述的用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，其特征在于，所述纳滤膜过滤器内设有复合纳滤膜，所述复合纳滤膜包括叠置在一起的支撑层和底膜层，所述底膜层表面引入过氧基或环氧基功能性反应基团，所述支撑层表面引入采用通用的界面聚合技术施加的复合聚酰胺超薄功能层，由所述复合聚酰胺超薄功能层的高分子链与底膜层表面的功能性反应基团发生键合作用，实现所述支撑层和底膜层交联结合。

3.根据权利要求1所述的用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，其特征在于，所述浓水回收利用装置包括调节反应罐、沉淀池、多介质过滤器、第二纳滤膜过滤器以及初滤水箱，所述调节反应罐上设有絮凝剂和PH调节剂加药口，所述调节反应罐的出水口通过输水泵与沉淀池的进水口相连，所述沉淀池的底部设有沉淀物排放口，所述沉淀池中部设有出水口经管道与多介质过滤器相连，所述多介质过滤器的出水口通过第二高压泵将水送入所述第二纳滤膜过滤器，所述第二纳滤膜过滤器的出水口与初滤水箱相连，所述第二纳滤膜过滤器的浓水出水口经管道通向所述调节反应罐，所述初滤水箱底部出水口经清洗泵通向所述第二纳滤膜过滤器，用以清洗第二纳滤膜过滤器。

4.根据权利要求1所述的用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，其特征在于，所述精滤器内填充PP棉滤芯，所述PP棉滤芯的孔径为5-20微米。

5.根据权利要求1所述的用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，，其特征在于，所述活性炭过滤器内填充物为载银活性炭滤芯或白头烧结活性炭滤芯。

6.根据权利要求1所述的用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，其特征在于，所述纳滤膜的浓水出水口处设有检测探头，通过控制电路判断所述浓水出水口处的两根支管的通断。

7.根据权利要求1所述的用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，其特征在于，所述石英砂过滤器上设有防溢流回路支管。

8.根据权利要求1所述的用于纳滤膜中央净水系统的处理方法，其特征在于，所述纳滤膜过滤器由两台纳滤膜并联设置构成。