专利名称：用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的方法及处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理净化处理方法及其装置，特别涉及一种用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的方法及处理系统。
背景技术：
反渗透膜是一种孔径小至纳米级，在一定的压力下，水分子才可以通过膜表面，从而可去除水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质。因此反渗透技术以其新型、高效、节能的分离技术在水及液体分离域占有重要位置，目前在海水淡化、中水回用、微污染地表水处理等多个领域得到广泛应用。
但普通反渗透膜在使用过程中微生物污染是困拢反渗透实际使用的主要问题之一，由于我国所使用的自来水水源来自于河道、湖泊或水库，因河道、湖泊或水库的水中溶解氧(D0)含量高，含磷、氮等富营养物质多，水的TOC、COD、BOD值较高，气温、水温较高等特点，水中微生物种类多，繁殖快，在采用反渗透膜过滤时容易导致反渗透膜被微生物污染。同时微生物在反渗透膜表面的吸附和繁殖会导致反渗透表面的污堵，这种污堵往往采用清洗等手段依然是不可回复的，并且导致反渗透产水中存有微生物。因此目前将反渗透膜技术应用于水处理中，需要对进入反渗透系统之前水源进行非常好的预处理。现有的方法是建立在消毒、絮凝、澄清和介质过滤之上的多级处理，即使采取上述手段后对反渗透膜还是存在非常高的潜在污染。为维持水处理系统的产水量和水处理后的要求，致使反渗透膜必须频繁定期进行清洗。同时目前大多数反渗透膜元件供应商对进水中的游离氯有苛刻的要求，要求游离氯含量要＜0.1mg/L，否则将会破坏渗透膜膜片结构，因此一些水处理系统设计为达到这一进水要求还需用还原剂还原水中余氯，或在反渗透系统前设置活性炭过滤器吸附水中余氯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的方法及处理系统。通过将抗氧化的反渗透膜，应用在水处理中，使得水处理系统的处理步骤更加简化，处理装置更加简单，提高了反渗透系统使用周期和水处理效果好，可以克服现有技术的不足。
本发明的实施方案一种用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法，其特点是该方法是在需净化的供水管内投加絮凝剂，使需净化水中的悬浮的固体粒子和金属离子与絮凝剂混合形成沉淀，再将混有絮凝剂的需净化水通过多介质过滤器，去除水中的悬浮物或沉淀，再向经多介质过滤器过滤后的需净化水中加入定量的次氯酸钠、阻垢剂，再通过混合器混合，再进入保安过滤器去除水中的小颗粒杂质，然后进入反渗透系统；通过耐氧化复合反渗透膜将需净化水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌和病毒进行过滤，同时添加在需净化水中的次氯酸钠在混合器内充分混合离解后离解出次氯酸，通过次氯酸对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀，再将通过耐氧化复合反渗透膜过滤后的净化水通过活性炭过滤罐过滤，通过活性炭过滤罐去除净化水中余氯，使需净化水达到最终使用要求。
上述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法中，所述的耐氧化复合反渗透膜，包括无纺布层和聚砜支撑层，在聚砜支撑层上有一个用多元胺与改性多酰氯或均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液制备的聚酰胺层；所述的均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯5～100份和改性多酰氯0～95份混匀构成的酰基氯有机溶液；所述份为重量份。
上述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法中，将制备好的聚酰胺层，在浓度0.5-10％、pH为7.5～8.5的过硫酸盐溶液中，浸泡10～120分钟，然后烘干，所采用的的过硫酸盐，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。
前述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法中，所述的耐氧化复合反渗透膜，包括无纺布层、聚砜支撑层和在聚砜支撑层上的聚酰胺层，将聚酰胺层在过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得耐氧化复合反渗透膜。
上述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法中，所述的过硫酸盐溶液，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠溶液；过硫酸盐溶液的浓度为0.5-10％、pH为7.5～8.5，浸泡时间为10～120分钟。
前述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法中，为使需净化水通过耐氧化复合反渗透膜，静态混合器与耐氧化复合反渗透膜之间的连接管道上设有高压泵。
前述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法中，在需净化水中加入次氯酸钠，加入量以游离氯的含量不超过耐氧化复合反渗透膜的耐氯能力为限。
一种用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法所用的处理系统包括需净化水的储水罐1，其特点是储水罐1通过管道2与多介质过滤罐3相连接，在管道2上连接有水泵4和絮凝剂投放器5；多介质过滤罐3通过管道6与静态混合器9连接，在管道6上连接有次氯酸钠投放器8、阻垢剂投放器18，静态混合器9通过管道与保安过滤器7连接，保安过滤器7通过管道10与内有耐氧化复合反渗透膜的过滤装置11相连接，在管道10上连接有高压泵12，内有耐氧化复合反渗透膜的过滤装置11通过管道与活性碳过滤器14相连接，在活性碳过滤器14上还连接有输出管道15。
与现有技术相比，本发明通过在水处理中所采用的耐氧化复合反渗透膜代替现有渗透膜，因耐氧化复合反渗透膜具有的耐氯能力26000ppm/hrs，即在氯浓度为0.5mg/L条件下可长期稳定运行6年。通过利用耐氧化复合反渗透膜极强的耐氯能力，在需净化的水中加入次氯酸钠，次氯酸钠在水中形成次氯酸，因次氯酸作用于菌体蛋白质不仅可与细胞壁发生作用，且因次氯酸分子小，不带电荷，故侵入细胞内与蛋白质发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶，使糖代谢失调而致细胞死亡。并且次氯酸在透过反渗透膜时会对产水侧进行消毒，减少了反渗透膜不可逆污染和苛刻的化学清洗和消毒要求，可延长渗透膜使用寿命，使得反渗透系统受微生物污染几率大大降低，延长清洗周期。同时抗氧化渗透膜的应用，不仅省略了现有技术中为吸附余氯而投入的还原剂或活性炭过滤器工序，而且次氯酸钠的投加，可以替代现有水处理工艺中用作吸附有机物，胶体有机硅类物质的活性炭过滤器。这样即简化了水处理系统的工艺流程，节省了设备投入、设备维护费用和占地面积，又提高了反渗透系统的使用周期和水处理效果好。因此本发明具有很好的推广价值，具有很好的经济效益和社会效益。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
本发明的实施例；一种用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法。该方法是在需净化的供水管内投加絮凝剂，使需净化水中的悬浮的固体粒子和金属离子与絮凝剂混合形成沉淀，再将混有絮凝剂的需净化水通过多介质过滤器，去除水中的悬浮物或沉淀，再向经多介质过滤器过滤后的需净化水中加入定量的次氯酸钠、阻垢剂，再通过混合器混合，再进入保安过滤器去除水中的小颗粒杂质，然后进入反渗透系统；通过耐氧化复合反渗透膜将需净化水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌和病毒进行过滤，同时添加在需净化水中的次氯酸钠在混合器内充分混合离解后离解出次氯酸，通过次氯酸对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀，再将通过耐氧化复合反渗透膜过滤后的净化水通过活性炭过滤罐过滤，通过活性炭过滤罐去除净化水中余氯，使需净化水达到最终使用要求。
所述的耐氧化复合反渗透膜，可以是包括无纺布层和聚砜支撑层，在聚砜支撑层上有一个用多元胺与改性多酰氯或均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液制备的聚酰胺层；所述的均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯5～100份和改性多酰氯0～95份混匀构成的酰基氯有机溶液；所述份为重量份。将制备好的聚酰胺层，在浓度0.5-10％、pH为7.5～8.5的过硫酸盐溶液中，浸泡10～120分钟，然后烘干，所采用的的过硫酸盐，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。
所述的耐氧化复合反渗透膜，也可以包括无纺布层、聚砜支撑层和在聚砜支撑层上的聚酰胺层，将聚酰胺层在过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得耐氧化复合反渗透膜；所述的过硫酸盐溶液，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠溶液；过硫酸盐溶液的浓度为0.5-10％、pH为7.5～8.5，浸泡时间为10～120分钟。
为使需净化水通过耐氧化复合反渗透膜，静态混合器与耐氧化复合反渗透膜之间的连接管道上设有高压泵。在需净化水中加入次氯酸钠，通过添加在需净化水中的次氯酸钠在混合器内充分混合离解后离解出次氯酸，通过次氯酸对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀，加入量可参照中华人民共和国卫生部颁布的含氯消毒液推荐用量，以游离氯的含量不超过耐氧化复合反渗透膜的耐氯能力(本例为26000ppm/hrs)为上限。
利用该处理方法所建立的处理系统如图1所示。净化水的储水罐1可以为储水池、河流、湖泊或自流水管，需净化水可以为河水，地表水或海水，储水罐1通过管道2与多介质过滤罐3连接，所述的管道可以为水渠或水管，多介质过滤罐3中的介质可为石英砂、无烟煤或锰砂等滤料，为保证储水罐1内的水能流入多介质过滤罐3，在管道2上连接有水泵4，同时为使净化水中的水中悬浮固体粒子和金属离子生成沉淀，在管道2上还连有絮凝剂投放器5；需净化水中的水中悬浮的固体粒子和金属离子与絮凝剂反应后形成的沉淀经多介质过滤罐3过滤后通过管道6与静态混合器9相连接，在连接多介质过滤罐3和静态混合器9的管道6上连接次氯酸钠投放器8、阻垢剂投放器18，通过静态混合器9将混入需净化水的次氯酸钠混合离解，次氯酸钠在需净化水中离解为氢氧化钠和次氯酸，静态混合器9通过管道与保安过滤器7连接，通过保安过滤器7对需净化水经行二次过滤，保安过滤器7通过管道10与内有耐氧化复合反渗透膜的过滤装置11相连接，因耐氧化复合反渗透膜须克服反渗透膜的渗透压才能达到过滤效果，所以在管道10上连接高压泵12，通过内有耐氧化复合反渗透膜的装置11中的耐氧化复合反渗透膜将需净化水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌和病毒进行过滤。同时添加在需净化水中的次氯酸钠在静态混合器9内充分混合离解后离解出次氯酸，通过次氯酸对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀。通过内有耐氧化复合反渗透膜的过滤器11过滤后的净化水通过管道与活性碳过滤器14相连接，通过活性炭过滤器14去除净化水中余氯，使净化水最终达到使用要求，经活性碳过滤器14过滤后可通过输出管道15供给使用用户。根据使用客户的不同，可以对去除余氯的活性炭过滤器14进行调整，使净化后水中的余氯达到客户的使用要求。也可在输出管道15上设置保安过滤器17，对活性炭过滤器14内漏出的活性炭粉末进一步过滤。
本发明中所采用的抗氧化反渗透膜可以是包括无纺布层和聚砜支撑层，在聚砜支撑层上有一个用多元胺与改性多酰氯或均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液制备的聚酰胺层。所采用的的均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯5～100份和改性多酰氯0～95份混匀构成的酰基氯有机溶液；所述份为重量份。所采用的的均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯20～95份和改性多酰氯5～80份混匀构成的酰基氯有机溶液。所采用的改性多酰氯，是5-碘-间苯二甲酰氯、2-碘-对苯二甲酰氯、5-溴-间苯二甲酰氯或2-溴-对苯二甲酰氯。
将制备好的聚酰胺层，在浓度0.5-10％、pH为7.5～8.5的过硫酸盐溶液中，浸泡10～120分钟，然后烘干。所采用的的过硫酸盐，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。
使用含有16％聚砜的DMF溶液组成的多孔聚砜支撑膜，放入2.5％的间苯二胺(MPDA)溶液约1分钟。胺溶液均含有0.1wt％的十二烷基磺酸钠(SDBS)表面活性剂。经MDPA浸泡后的支撑膜放在纸巾上用橡胶辊滚动去除正面及背面多余的溶液。以上步骤和多元胺的用量，与现有技术制备聚酰胺层的情况相同。然后将这种支撑层与表1中所列含有0.1％(wt/v％)的酰基氯(-COCl)有机溶液接触50秒，接着放入40℃烘箱中保持10分钟，形成聚酰胺层。取出后用浓度1％的过硫酸钾溶液，在磷酸钾缓冲溶液pH为8的时候处理30分钟。然后在140℃烘箱中保持5分钟，得到最终的复合反渗透膜。
表1(例1～6)
本发明中所采用的耐氧化复合反渗透膜，也可以是包括无纺布层、聚砜支撑层和在聚砜支撑层上的聚酰胺层。将聚酰胺层在过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得耐氧化复合反渗透膜。所采用的过硫酸盐溶液，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠溶液。所采用的过硫酸盐溶液的浓度为0.5-10％、pH为7.5～8.5，浸泡时间为10～120分钟。
利用现有技术制备有无纺布层、聚砜支撑层和聚酰胺层的反渗透膜。使用含有16％聚砜的DMF溶液组成的多孔聚砜支撑膜(即聚砜支撑层)，放入2.5％的间苯二胺(MPDA)溶液约1分钟。胺溶液均含有0.1wt％的十二烷基磺酸钠(SDBS)表面活性剂。经MDPA(A)浸泡后的支撑膜放在纸巾上用橡胶辊滚动去除正面及背面多余的溶液。然后将这种支撑层与均苯三甲酰氯(B)的有机溶液接触50秒，形成聚酰胺层，接着放入40℃～100℃烘箱中保持10分钟，形成聚酰胺复合反渗透膜。将制得的复合反渗透膜，取出后用浓度1％的过硫酸钾溶液，在磷酸钾缓冲溶液pH为8的时候浸泡30分钟。然后在140℃烘箱中保持5分钟，得到最终的耐氧化复合反渗透膜。
权利要求
1.用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法，其特征在于该方法是在需净化的供水管内投加絮凝剂，使需净化水中的悬浮的固体粒子和金属离子与絮凝剂混合形成沉淀，再将混有絮凝剂的需净化水通过多介质过滤器，去除水中的悬浮物或沉淀，再向经多介质过滤器过滤后的需净化水中加入次氯酸钠、阻垢剂，再通过混合器混合，再进入保安过滤器去除水中的小颗粒杂质，然后进入反渗透系统；通过耐氧化复合反渗透膜将需净化水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌和病毒进行过滤，同时添加在需净化水中的次氯酸钠在混合器内充分混合离解后离解出次氯酸，通过次氯酸对耐氧化复合反渗透膜表面过滤过程中附着的微生物进行控制和灭杀，再将通过耐氧化复合反渗透膜过滤后的净化水通过活性炭过滤罐过滤，通过活性炭过滤罐去除净化水中余氯，使需净化水达到最终使用要求。
2.根据权利要求1所述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法，其特征在于所述的耐氧化复合反渗透膜，包括无纺布层和聚砜支撑层，在聚砜支撑层上有一个用多元胺与改性多酰氯或均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液制备的聚酰胺层；所述的均苯三甲酰氯和改性多酰氯构成的酰基氯有机溶液，是用均苯三甲酰氯5～100份和改性多酰氯0～95份混匀构成的酰基氯有机溶液；所述份为重量份。
3.根据权利要求2所述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法，其特征在于将制备好的聚酰胺层，在浓度0.5-10％、pH为7.5～8.5的过硫酸盐溶液中，浸泡10～120分钟，然后烘干，所采用的的过硫酸盐，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。
4.根据权利要求1所述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法，其特征在于所述的耐氧化复合反渗透膜，包括无纺布层、聚砜支撑层和在聚砜支撑层上的聚酰胺层，将聚酰胺层在过硫酸盐溶液中浸泡，然后烘干，得耐氧化复合反渗透膜。
5.根据权利要求4所述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法，其特征在于所述的过硫酸盐溶液，是过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠溶液；过硫酸盐溶液的浓度为0.5-10％、pH为7.5～8.5，浸泡时间为10～120分钟。
6.根据权利要求1所述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法，其特征在于为使需净化水通过耐氧化复合反渗透膜，静态混合器与耐氧化复合反渗透膜之间的连接管道上设有高压泵。
7.根据权利要求1所述的用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法，其特征在于在需净化水中加入次氯酸钠，加入量以游离氯的含量不超过耐氧化复合反渗透膜的耐氯能力为限。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的一种用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法所用的处理系统包括需净化水的储水罐(1)，其特征在于储水罐(1)通过管道(2)与多介质过滤罐(3)相连接，在管道(2)上连接有水泵(4)和絮凝剂投放器(5)；多介质过滤罐(3)通过管道(6)与静态混合器(9)连接，在管道(6)上连接有次氯酸钠投放器(8)、阻垢剂投放器(18)，静态混合器(9)通过管道与保安过滤器(7)连接，保安过滤器(7)通过管道(10)与内有耐氧化复合反渗透膜的过滤装置(11)相连接，在管道(10)上连接有高压泵(12)，内有耐氧化复合反渗透膜的过滤装置(11)通过管道与活性碳过滤器(14)相连接，在活性碳过滤器(14)上还连接有输出管道(15)。
全文摘要
本发明公开了一种用耐氧化复合反渗透膜进行水处理的处理方法及其处理系统，该方法是在需净化水中加入一定量的次氯酸钠，将加入次氯酸钠的需净化水通过混合器混合，通过保安过滤装置进行二次过滤，进入耐氧化复合反渗透膜，通过耐氧化复合反渗透膜将需净化水进行过滤，同时，通过次氯酸对耐氧化复合反渗透膜表面过滤产生的微生物进行控制和灭杀，再将通过反渗透过滤后的净化水通过活性炭过滤罐过滤，通过活性炭过滤罐去除净化水中余氯，最终使净化水达到使用要求。本发明既简化了水处理系统的工艺，节省了设备投入、设备维护费用和占地面积，又减少了清洗频率，延长了反渗透系统的使用寿命。
文档编号B01D71/00GK101066789SQ20071020057
公开日2007年11月7日 申请日期2007年4月29日 优先权日2007年4月29日
发明者王思亮, 张慧林, 吴宗策, 金焱, 蔡志奇 申请人:贵阳时代汇通膜科技有限公司