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一种有效延长膜使用寿命的中处理工艺改进方法

阅读:314发布:2024-02-02

专利汇可以提供一种有效延长膜使用寿命的中处理工艺改进方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种新的中 水 回用的改进工艺,针对利用膜分离技术处理的前期预处理过程中传统工艺的不足,采用二级磁分离技术和相应的磁过滤设备代替传统的过滤工艺和设备,通过添加磁种和絮凝剂,作为膜分离技术的前期预处理技术和设备。通过此改进工艺预处理的 废水 可基本清除废水中的污染物质,满足膜分离进水的水质要求,大大减轻了微滤、 超滤 、纳滤、 反渗透 膜的压 力 ,延长了膜的使用寿命,降低了中水回用处理的成本。,下面是一种有效延长膜使用寿命的中处理工艺改进方法专利的具体信息内容。

1、一种有效延长膜使用寿命的中处理工艺改进方法,其 特征在于,其改进措施为:
利用二级磁分离技术和相应的磁过滤设备代替传统的过滤 工艺和设备,通过添加磁种和絮凝剂,可作为膜分离技术的前期 预处理技术和设备。
2、根据权利要求1所述的一种有效延长膜使用寿命的中水 处理工艺改进方法,其特征在于,该磁种为:粒径为8nm-100um 的Fe3O4。
3、根据权利要求1所述的一种有效延长膜使用寿命的中水 处理工艺改进方法,其特征在于,所述磁过滤设备采用连续式高 梯度磁场固液分离器,包括永久磁体、电磁场和超导电磁。
4、根据权利要求1和3所述的一种有效延长膜使用寿命的 中水处理工艺改进方法,其特征在于,磁过滤设备的磁场强度为 0.15~0.4T。
5、根据权利要求1和3所述的一种有效延长膜使用寿命的 中水处理工艺改进方法,其特征在于,磁过滤设备中磁场填料为 纤维磁性非晶质合金、不锈毛、海绵状金属。
6、根据权利要求5所述的一种有效延长膜使用寿命的中水 处理工艺改进方法,其特征在于,磁场填料在磁过滤设备中的填 充密度控制在4%~8%范围内。

说明书全文

技术领域

发明涉及中强化处理回用、海水脱盐技术,属于水处理 领域的中水回用的深度处理,具体地说是一种采用高梯度二级磁 分离技术、物化絮凝和膜处理相结合的中水回用处理方法。

背景技术

由于在水处理中,膜分离技术具有高效、节能、简单、占地 面积小和易于操作的特点而得到广泛应用。但是膜分离技术经济 性在很大程度上受膜污染的影响。膜污染是由于膜的表面上会因 进水中存在的各种污染物的沉积而引起,这造成系统性能(脱除 率和水通量)的下降,组件进出口压差的升高;引起不定期的停 产,事故多发及膜组件的清洗和更换等,从而运营费用增加,所 以防止膜污染是膜分离技术应用中最重要的方面之一。
膜污染的来源主要是:无机物,包括CaSO4,CaCO3,盐或 凝胶,磷酸复合物,无机胶体等;有机物,包括蛋白质,脂肪, 水化合物,生物,有机胶体及凝胶,腐质酸,多羟基芳香化 合物等。
为了防止膜的污染,常用的处理方法是在进入膜分离前都要 进行预处理,预处理的目的是:(1)除去悬浮固体,降低浊度; (2)抑制和控制微溶盐的沉淀;(3)调节和控制进水的温度和 PH;(4)杀死和抑制微生物的生长;(5)去除各种有机物;(6) 防止铁、锰等金属化物和二氧化的沉淀。原主要处理方法是 利用加入絮凝剂混凝-沉淀(澄清)-过滤工艺,通过砂滤器、滤 料过滤器、精密度过滤器等去除悬浮物、胶体物质,利用加氯混 凝过滤工艺或者活性炭吸附除去有机物,利用灭菌药剂(如氯、 次氯酸钠、臭氧)进行杀菌,而为了防止余氯和其他强氧化剂对 膜组件的损伤和破坏,又采用加入亚硫酸钠等还原剂或者用活性 炭吸附去除。而为了防止反渗透膜和纳滤膜的污染,又将微滤和 超滤过程作为反渗透过程的前期预处理过程。因此,在整个中水 处理传统工艺过程中,为了防止膜的污染而采取的预处理过程, 工艺复杂,添加药剂过多,同时处理效果也不十分理想,降低了 膜的使用寿命,增加膜的清洗和更换次数,从而增加了处理的难 度和运行成本费用。
发明人在中国专利申请号为200710073534.7的“二级磁 分离技术处理工业废/污水的方法”的申请专利中提供了一种适 应性强、工艺简单、流程较短、设备紧凑、投资少、运行成本低、 操作方便、效率高、磁粉可回收循环使用的采用高梯度磁分离技 术处理工业废水的方法,经过该方法处理后的污水几乎达到超滤 的效果。

发明内容

本发明的主要目的在于:针对上述防止膜污染的预处理方法 的不足,提供一种有效的将二级磁分离技术作为膜分离技术的预 处理过程;再结合相应的微滤、超滤、反渗透和纳滤等膜分离技 术,就可以使中水得到进一步的深化处理,从而满足不同水质处 理的要求。该方法工艺简单,处理工序较少,而处理效果良好, 基本满足膜分离技术的进水要求,减少膜污染的程度,大大减少 膜清洗的次数,从而延长膜的使用寿命。
本发明的技术方案是:在于待处理废水通过磁场后,水中磁 性物质在高梯度强磁场作用下,可被直接吸附于磁过滤设备的填 料中,而水中其他的弱磁性和非磁性的物质则通过添加磁种和絮 凝剂,使磁种与污染物结合、混凝沉淀后,被磁过滤设备吸附于 填料中,从而达到去除水中污染物的作用;对于废水中的藻类、 细菌、病毒等物质,经过预磁器预磁,添加的磁种为细菌、病毒、 藻类和其他污染成分提供了有效吸附表面,在混凝剂的作用下, 和磁性接种剂表面共沉、水中颗粒压缩双电层、混凝剂最终水解 产物凝聚和架桥作用而结成磁性絮体,改善了混凝、沉淀效果。 当絮凝物通过磁滤器后,被填料吸附,从而使病毒、细菌、藻类、 有机物等水中污染物进一步去除。
此外,通过磁场的水分子的极性增强,溶解能增加,水中 形成盐类的晶核增加,有效地阻止盐类在膜上的吸附,从而增强 了膜的通透性。同时,在悬浮固体中有机胶体最难处理,大多数 胶体是荷电的,其同号电荷排斥而稳定地悬浮于水中,当这类 胶体凝结在膜表面上时,则引起膜的污染;而通过磁场的作用下, 并调整PH值,使水的电荷发生改变,形成异性电荷,吸附膜上 带电的污染物质和有机胶体,即利用磁化水的脱垢效应可起到一 定清洗膜的效果。
其次,高梯度磁场产生的感应电流磁力线直接作用于细菌 和病毒,破坏细胞组织使其死亡,达到灭菌杀毒的作用。
经过以上预处理的水质在进入膜分离过程前,已达到 SDI<3,基本满足膜分离进水水质的要求。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进 一步实现。
所述的一种有效延长膜使用寿命的中水处理工艺改进方法, 其中该磁种为:粒径为8nm-100um的Fe3O4。
所述的一种有效延长膜使用寿命的中水处理工艺改进方法, 其中所述磁过滤设备采用连续式高梯度磁场固液分离器,包括永 久磁体、电磁场和超导电磁。
所述的一种有效延长膜使用寿命的中水处理工艺改进方法, 其中磁过滤设备的磁场强度为0.15~0.4T。
所述的一种有效延长膜使用寿命的中水处理工艺改进方法, 其中磁过滤设备中磁场填料为纤维铁磁性非晶质合金、不锈 毛、海绵状金属。
所述的一种有效延长膜使用寿命的中水处理工艺改进方法, 其中磁场填料在磁过滤设备中的填充密度控制在4%~8%范围内。
本发明的有益效果是:该方法工艺简单,处理工序较少,而 处理效果良好,基本满足膜分离技术的进水要求,减少膜污染的 程度,大大减少膜清洗的次数,从而延长膜的使用寿命。

具体实施方式

具体的实施过程中应根据待处理废水的特点及介质的特性 来决定相适应的处理工艺。主要有:
工艺改进实施方案1:
当待处理污水中70%以上粒度大于1μm,磁化率大于零的强 磁性和磁性物质所占比率大于70%时,而且处理回用水的水质要 求不高时,可选用直接磁过滤+超滤(微滤)工艺;
工艺改进实施方案2:
当20%以上的粒度小于1μm,磁化率大于零的强磁性和磁性 物质所占比率大于70%时,而且处理回用水的水质要求不高时, 可选用磁聚+磁过滤+超滤(微滤)工艺;
工艺改进实施方案3:
当铁磁性物质所占比例小于70%时,可选用絮凝+磁聚+磁过 滤+超滤(微滤)的工艺;
工艺改进实施方案4:
当废水中含油成分较多时,可以采用絮凝+铁磁性物质+预磁 +磁过滤+超滤(微滤)的工艺;该工艺除油的优点在于磁粉对油 有良好的吸附能力,并依靠磁力作用与被污染的水体较彻底地分 离,而且经过磁过滤处理后可使含油废水的化学药剂投加量减少 40%以上。
工艺改进实施方案5:
对于海水淡化和需深度处理以达到脱盐目的的回用中水,可 以采用二级预处理的工艺方案,具体为:絮凝+磁聚+磁过滤+超 滤(微滤)+反渗透(纳滤)。
方案中所述磁种为:粒径仅8nm-100um的Fe3O4。
磁场强度一般在0.15~0.4T。
磁场填料为纤维状铁磁性非晶质合金、不锈钢毛、海绵状金 属。磁过滤效果主要和填料的填充密度和填料粗细有关,填充密 度控制在4%~8%范围内为宜。
所述磁过滤器采用连续式高梯度磁场固液分离器,包括永久 磁体、电磁铁和超导电磁。
以上工艺方案与常规的沉降、过滤方法相比,具有处理能力 大、效率高、能量消耗少、设备简单紧凑、占地面积小凳一系列 优点,可以使膜清洗的次数减少一半以上,从而使膜的使用寿命 延长一倍以上,而且整个水处理投资将减少20%以上,运营成本 也将减少30%以上。
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