专利名称：一种过滤水的方法
一种过滤水的方法技术领域
本发明属于水处理中超滤膜过滤净水领域，具体涉及一种过滤水的方法。
背景技术：
在给水和废水处理中，阻碍膜应用的问题主要是膜污染。在微滤/超滤前进行预处理，尤其是“在线”化学絮凝或絮凝-混凝，已被证明是控制膜污染的一种有效方法。至今，有很多研究是关于超滤膜前投加絮凝剂来控制膜污染。很多研究者在超滤膜前投加不同混凝剂，如不同铁盐，铝盐等都会不同程度的降低超滤膜的污染程度。决定膜污染的其中主要部分是滤饼层，而絮体的结构特性将决定滤饼层的结构。因此，研究絮体和控制滤饼层的结构就显得尤为重要。
至今，通过调整超滤前预处理来控制滤饼层的结构还是个空白，并还未有相关的研究报道。发明内容
本发明的目的是提供一种过滤水的方法。
本发明提供的过滤水的方法，包括如下步骤向原水中加入混凝剂5-10分钟形成微小絮体后再加入助凝剂5-10分钟后进行过滤。
上述方法中，所述原水为取自天然水体或蓄水水体(如河流、湖泊、池塘或地下蓄水层等)并可用作供水水源的水或含有有机污染物的水(如生活污水或工业废水);
所述混凝剂选自硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝、硫酸铁和氯化铁中的至少一种；所述聚合氯化铝的盐基度为50-80%，分子式为Al2(OH)n, η为(Γ2. 5，且η不为O ;
所述助凝剂选自阴性聚丙烯酰胺和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的至少一种。
所述阴性聚丙烯酰胺(PAM)的分子量为100万至1000万，具体为1000万，所述聚二烯丙基二甲基氯化铵(PolyDADMAC)的分子量为100万至1000万。
所述混凝剂与所述原水的用量比为O. 05、. 3mmol :1L，具体为O. 05、.1mmol 1L 或O. 05-0. 2mmol :1L,优选O.1mmol :1L,根据具体水质决定；
所述助凝剂与所述原水的用量比不超过O. 3mg :1L,具体为0-0. 3mg :1L,且所述助凝剂的用量不为0，更具体为0-0. 2mg :1L或0-0. 25mg :1L或0-0.1mg :1L，优选O. 2mg :1L。
所述过滤步骤中，所用过滤组件为超滤膜组件。
所述超滤膜组件为浸没式中空超滤膜组件或浸没式中空微滤膜组件。
本发明的主要优点在于
本发明通过在原水中加入混凝剂和微量助凝剂对原水进行化学预处理，利用混凝剂去除水中有机物形成絮体和通过微量助凝剂强化絮凝作用，由于混凝剂形成的絮体较小，投加微量助凝剂能促进絮凝作用，形成的絮体较大，絮体的结构更加松散(分形维数小)，絮体形成的滤饼层更为蓬松，更薄，降低水中污染物浓度，提高絮凝效果，增大了形成絮体的初始颗粒大小，降低了膜表面滤饼层的密实度和厚度，延缓了滤饼层的结晶化程度，从而达到了控制膜污染的目的。
图1为水的运行压力随时间的变化关系图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。 下述实施例中，溶解性有机碳(D0C,O. 45μηι膜过滤)利用总有机碳分析仪采用680°C氧化法分析(TOC-VCPH，SHIMADZU,日本)，浊度采用浊度分析仪进行分析(WTW TURB555IR,德国)，PH值采用pH计直接测定(上海雷磁)而得。
实施例1
对自来水经过去氯后加入腐植酸得到试验配水(也即原水)，腐植酸与自来水的用量比为5mg:lL，该实验配水的基本参数如下T0C为4. 08mg/L，浊度为3. 32NTU, pH值为7.95。
在上述实验配水中加入混凝剂硫酸铝，混凝剂与水的用量比为O.1mmol 1L,混合反应I分钟形成微小絮体后，再加入分子量为1000万的助凝剂阴性聚丙烯酰胺(PAM)(购自国药集团化学试剂公司)，助凝剂与水的用量比为O. 2mg 1L,反应5分钟后，进入膜反应器， 通过蠕动泵恒流过滤，水流量为20L/(m2h)，过滤时所用膜过滤组件为PVDF (聚偏二氟乙烯) 浸没式(也即外压式)中空纤维膜，所得出水的水质如下T0C为2. 08mg/L，浊度为O. 07NTU, pH值为7. 32
按照如上步骤，仅不加混凝剂和助凝剂，作为对照I ;
按照如上步骤，仅不加助凝剂，作为对照2 ；
按照如上步骤，将助凝剂与水的用量比替换为Img :1L，作为对照3。
对上述两对照处理所得出水的水质进行检测，所得结果如下
对照I所得出水水质TOC为3. 29mg/L,浊度为O. 08NTU, pH值为7. 89 ；
对照2和的出水水质=TOC为2. 29mg/L,浊度为O. 08NTU, pH值为7. 34 ；
对照3的出水水质=TOC为2. 55mg/L,浊度为O. 08NTU, pH值为7. 36 ；
由上可知，利用本发明提供的过滤方法，与对照2相似，均能提高出水水质，但本方法能够比对照2能显著降低跨膜压差的增长速度。
测定通过膜反应器后水的运行压力随时间的变化关系，所得结果如图1所示，由图可知，混凝剂和微量助凝剂预处理能显著降低直接过滤造成的膜污染，优于对照2，更优于对照I和对照3。
权利要求
1.一种过滤水的方法，包括如下步骤向原水中加入混凝剂5-10分钟形成微小絮体后再加入助凝剂5-10分钟后进行过滤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述混凝剂选自硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝、硫酸铁和氯化铁中的至少一种； 所述助凝剂选自阴性聚丙烯酰胺和聚二烯丙基二甲基氯化铵中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述聚合氯化铝的盐基度为50-80%，分子式为Al2(OH)n, n为(T2. 5，且n不为0，所述阴性聚丙烯酰胺的分子量为100万至1000万，所述聚二烯丙基二甲基氯化铵的分子量为100万至1000万。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于所述混凝剂与所述原水的用量比为 0. 05 0. 3mmol 1L,优选 0.1mmol IL ； 所述助凝剂与所述原水的用量比不超过0. 3mg :1L,优选0. 2mg :1L。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于所述过滤步骤中，所用过滤组件为超滤膜组件。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述超滤膜组件为浸没式中空超滤膜组件或浸没式中空微滤膜组件。
全文摘要
本发明公开了一种过滤水的方法。该方法包括如下步骤向原水中加入混凝剂5-10分钟形成微小絮体后再加入助凝剂5-10分钟后进行过滤。该方法通过在原水中加入混凝剂和微量助凝剂对原水进行化学预处理，利用混凝剂去除水中有机物形成絮体和通过微量助凝剂强化絮凝作用，由于混凝剂形成的絮体较小，投加微量助凝剂能促进絮凝作用，形成的絮体较大，絮体的结构更加松散(分形维数小)，絮体形成的滤饼层更为蓬松，更薄，降低水中污染物浓度，提高絮凝效果，增大了形成絮体的初始颗粒大小，降低了膜表面滤饼层的密实度和厚度，延缓了滤饼层的结晶化程度，从而达到了控制膜污染的目的。
文档编号C02F1/52GK103030199SQ20121055970
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者曲久辉, 俞文正, 刘会娟, 刘锐平, 兰华春, 李慧 申请人:中国科学院生态环境研究中心