[發明專利]反滲透膜上溶解性微生物產物類有機污染物的控制方法

無效

• 申請號: 201010605121.0
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102153169A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 楊慶峰;李亞娟
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種水處理技術領域的方法，具體是一種用于反滲透膜上溶解性微生物產物類有機污染物的控制方法。

背景技術

當前，由于水資源的過度使用以及持續污染，導致水資源短缺問題日益嚴重。反滲透(RO)脫鹽技術由于設備投資省、能量消耗低、建設周期短等諸多優點，近年來發展迅速，正日益成為水處理方面的主導技術。目前，不僅利用RO技術從海水、地表水中獲得飲用水資源取得了很大進展，而且利用RO技術對污水處理廠的二級出水進行回用處理以作為非直接飲用水源也得到了普遍的關注。

然而，在RO處理二級出水過程中，膜污染始終是制約該技術廣泛應用的瓶頸之一。經過生物處理之后的二級出水中產生了大量的溶解性微生物產物，通過預處理并不能夠有效地清除這些物質，而且溶解于水體中的有機物大多帶有電荷，能夠牢固地吸附在膜表面形成有機物薄膜污染層，是目前讓反滲透行業最頭痛也是最難于解決的問題，此類膜污染物會導致反滲透膜性能快速衰退，使反滲透膜的脫鹽率、產水率快速、大幅降低。因此如何減輕溶解性微生物產物類有機污染物對反滲透膜的污染，在二級廢水回用中愈來愈引起人們的關注。

目前對反滲透膜的有機污染主要采取的措施有以下三種：第一是根據進水水質采用適宜的預處理方法，盡可能地減少進入RO系統的有機污染物質；第二是開發耐污染的反滲透復合膜材料，或者對膜表面通過物理、化學、接枝、共混或等離子體改性等方法在膜表面引入所需的活化基團或支鏈，以改善膜的親水性能、使膜的表面更加光滑，耐污染性更強；第三當產水量下降到一定程度時，選擇合適的清洗液對污染物質進行有效的清洗。但是這些措施主要是針對膜材料的改進、污染前的處理以及污染后的清洗，而針對反滲透運行過程中有效地減緩膜有機污染的措施研究得很少。如果在反滲透運行中能有效減緩膜的有機污染，則對于延長膜的使用壽命、延長清洗周期和確保反滲透裝置的正常運行都有著重要的作用，所以研究在反滲透運行過程中采用合適的方法來減緩膜的有機污染意義重大。

經過對現有技術的檢索發現，Hong和Elimelech(Hong?S，Elimelech?M.Chemical?and?physical?aspects?of?natural?organic?matter(NOM)fouling?of?nanofiltration?membranes.Journal?of?Membrane?Science，1997，132：159-181)曾采用乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)來減輕納濾膜上天然有機物腐殖酸的污染，他們利用強螯合劑EDTA對鈣離子的螯合作用來減少廢水中的自由鈣離子和已與腐殖酸螯合的鈣離子濃度，從而減少腐殖酸在納濾膜上的沉積。

但是該現有技術中所采用的EDTA濃度較高，因EDTA與鈣離子是按化學計量1∶1進行反應的，因此該技術中藥劑成本很高，根本不適宜大規模工程應用。此外，腐殖酸是天然有機物，與溶解性微生物產物相比其官能團少，對反滲透膜造成的污染較輕。綜上，目前文獻中尚缺乏在反滲透運行過程中控制溶解性微生物產物類有機污染的有效方法。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種反滲透膜上溶解性微生物產物類有機污染物的控制方法，可以有效地減緩反滲透膜的有機污染速率以及延長膜的清洗周期，降低運行成本。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明通過在溶解性微生物產物對反滲透膜的污染過程中向反滲透系統內添加低于或等于10mg/L濃度的復合阻滯劑，該復合阻滯劑由質量比占80％的羥基亞乙基二膦酸(HEDP)和質量比占20％的聚丙烯酸(PAA)構成，實現反滲透膜上溶解性微生物產物污染的控制，具體包括以下步驟：

第一步、在反滲透膜濃縮液出口安裝壓力表、濃水閥門、流量計及循環回路，并在反滲透膜器產水端安裝小量程流量計，使濃水和產水全部回流至原水槽進行循環；

第二步、在原水槽與反滲透膜器之間的高壓泵后安裝一個旁路閥門，然后在原水槽中安裝換熱器并使其與恒溫槽連接；

第三步、在原水槽中配制所需的含有溶解性微生物產物的污染溶液，并添加0-10mg/L的質量比占80％的HEDP和質量比占20％的PAA，開啟恒溫槽，使原水槽內的溶液溫度恒定在10-30℃，調節pH值并啟動反滲透系統，并調節反滲透膜進水壓力為0.8-20MPa，濃水流量為50-50000L/h。

第四步、記錄反滲透系統運行過程中產水通量、溶液溫度、進水以及產水電導等隨時間的變化，并由此計算歸一化產水通量值Jv/Jv0，得到反滲透膜的污染曲線。污染曲線的Jv/Jv0下降幅度越小，說明膜污染越輕。