[發(fā)明專(zhuān)利]一種反滲透濃水的處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210132445.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103373786A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/10
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/10;C02F1/66;C02F5/00
• 代理公司: 北京元本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11308
• 代理人: 葉凡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污水的處理方法，特別涉及一種反滲透濃水的處理方法，屬于工業(yè)水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，反滲透技術(shù)作為一種標(biāo)準(zhǔn)水處理技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于工業(yè)及生活用水的凈化處理。但由于反滲透過(guò)程中膜污染的存在，使得反滲透的產(chǎn)水率始終維持一個(gè)較低的水平。一級(jí)反滲透的理論產(chǎn)水率為75％，而實(shí)際產(chǎn)水率僅為50％-60％。以目前北京約10萬(wàn)噸/天的城市反滲透純水生產(chǎn)系統(tǒng)為例，企業(yè)每天需要消耗近15萬(wàn)噸的自來(lái)水，其中約有1/3的水量將作為反滲透濃雜鹽水被直接排放城市污水管網(wǎng)，不僅造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)，而且嚴(yán)重加劇了水環(huán)境的高鹽度污染。

國(guó)內(nèi)外研究人員一直致力于提高反滲透過(guò)程的產(chǎn)水率，但產(chǎn)水率的升高伴隨著操作壓力升高及鈣鎂離子結(jié)垢等問(wèn)題，所以在實(shí)際操作過(guò)程中單純提高反滲透的回收率很少采用，多采用反滲透技術(shù)與其他膜及非膜技術(shù)相結(jié)合方式來(lái)提高回收率，減少濃水排放量。有報(bào)道采用高脫鹽的納濾技術(shù)與反滲透膜技術(shù)相結(jié)合，在不提高操作壓力的條件下，可使反滲透海水淡化的產(chǎn)水率從30-40％提高至60％以上。此外，采用二級(jí)反滲透聯(lián)用提高產(chǎn)水率也有報(bào)道。但隨著產(chǎn)水率的提高，不但膜污染十分嚴(yán)重，而且由于鹽度升到導(dǎo)致操作壓力迅速增高，因此亟需開(kāi)發(fā)出經(jīng)濟(jì)可行的反滲透濃水處理技術(shù)。

膜蒸餾是一種采用疏水微孔膜，以膜兩側(cè)蒸汽壓力差為傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力的膜分離過(guò)程。當(dāng)不同溫度的水溶液被疏水微孔膜分開(kāi)時(shí)，由于膜的疏水性，膜兩側(cè)的水溶液均不能透過(guò)膜孔進(jìn)入另一例，但由于熱側(cè)水溶液與膜界面的水蒸汽壓高于冷側(cè)，水蒸汽就會(huì)透過(guò)膜孔從熱側(cè)進(jìn)入冷側(cè)而冷凝，成為滲出水。濃水留在熱側(cè)形成滲余水。與常規(guī)的壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過(guò)程(反滲透、納濾等)相比，膜蒸餾具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)膜蒸餾過(guò)程幾乎是在常壓下進(jìn)行，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便；(2)在非揮發(fā)性溶質(zhì)水溶液的膜蒸餾過(guò)程中，只有水蒸汽能透過(guò)膜孔，所以蒸餾液十分純凈；(3)可以處理極高濃度的水溶液，是目前唯一能從溶液中直接分離出結(jié)晶產(chǎn)物的膜過(guò)程；(4)無(wú)需把溶液加熱到沸點(diǎn)，只需膜兩側(cè)維持適當(dāng)?shù)臏夭睿撨^(guò)程就可以進(jìn)行，有可能利用太陽(yáng)能、地?zé)帷⒐S的余熱和溫?zé)岬墓I(yè)廢水等廉價(jià)能源。

考慮到膜蒸餾可處理高濃度溶液的特點(diǎn)，可將其應(yīng)用于反滲透濃水的濃縮處理以提高反滲透濃水的產(chǎn)水率，但在加熱情況下，反滲透濃水中含有的Ca²⁺，Mg²⁺等結(jié)垢離子仍會(huì)導(dǎo)致膜污染，因此需對(duì)反滲透濃水進(jìn)行一定的軟化處理后，方可通過(guò)膜蒸餾技術(shù)進(jìn)行濃縮處理。

誘導(dǎo)結(jié)晶軟化是利用水中原有的或投加的某些離子與結(jié)垢離子，如Ca²⁺，Mg²⁺等發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成晶體，然后向廢水中添加一種結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)與該晶體相似的固體顆粒(晶種)，以破壞溶液的亞穩(wěn)態(tài)，使生成的結(jié)晶沉淀，從而達(dá)到軟化的目的。結(jié)晶法去除重金屬所選用的誘晶載體一般是粒徑為0.1-0.5mm石英砂類(lèi)物質(zhì)，沉淀劑一般選擇氫氧化物、硫化物或者碳酸鹽。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于膜蒸餾技術(shù)的反滲透濃水的處理方法，本發(fā)明的反滲透濃縮處理方法可降低膜污染，實(shí)現(xiàn)對(duì)反滲透濃水的進(jìn)一步濃縮處理，在大幅度降低反滲透濃水的水量的同時(shí)，獲得大量可直接回用的純水。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種反滲透濃水的處理方法，包括對(duì)反滲透濃水依次進(jìn)行結(jié)晶處理和膜蒸餾處理。

其中，所述反滲透濃水是指采用反滲透系統(tǒng)制備工業(yè)純水后產(chǎn)生的電導(dǎo)率≥1000μS/cm的水。

特別是，所述電導(dǎo)率優(yōu)選為1000-3500μS/cm。

特別是，所述反滲透濃水中主要含有Ca²⁺，Mg²⁺，K⁺，Na⁺等無(wú)機(jī)鹽離子，TOC(總有機(jī)碳)＜5mg/L。

尤其是，所述反滲透濃水中Ca²⁺＜500mg/L，Mg²⁺＜500mg/L。

其中，所述結(jié)晶處理包括如下順序進(jìn)行的步驟：

1)向反滲透濃水中加入結(jié)晶誘導(dǎo)載體；

2)攪拌反應(yīng)1-3h后，靜置沉淀，析出晶體；

3)過(guò)濾，進(jìn)行固液分離，濾除析出的晶體，獲得軟化水(即結(jié)晶處理后的軟化水)。

特別是，步驟1)中所述的結(jié)晶誘導(dǎo)載體選擇石英砂或碳酸鈣。

尤其是，所述結(jié)晶誘導(dǎo)載體石英砂或碳酸鈣的粒度為0.1-0.5mm。