废水的纯化方法
【专利摘要】一种废水的纯化方法，包括如下步骤：调节废水原液的pH值至9～10，然后经超滤处理，得到预处理的废水；在预处理的废水中加入还原剂直至预处理的废水的氧化还原电位不高于180mV，得到处理水；将处理水的pH值调节至6～8，然后依次经过滤处理和反渗透处理，得到纯水。上述废水的纯化方法能够有效地提高反渗透装置的使用寿命。
【专利说明】废水的纯化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种废水的纯化方法。
【背景技术】
[0002] 因工业高精密生产对纯水的需求较高，需要使用高纯度的水，而用于工业高精密 生产的水一般是由轻度污染废水（例如，高位逆流漂洗水）纯化而来，通常需要用到反渗透 装置，而反渗透装置的进水须满足最大SDI (污染指数）15MIN为5. 0,最高浊度为1. 0NTU， 且最大余氯浓度为0. 1PPM。而根据国家《生活饮用水卫生标准》规定，自来水出厂时余氯 (次氯酸根）含量彡〇. 3PPM，但不超过4PPM，且自来水管线末梢余氯不得小于0. 05PPM，才 能保证持续杀菌、消毒的作用，也就是说，废水中会有大量余氯存在，而在对其进行纯化时， 这些余氯的存在对反渗透装置的抗氧化能力提出了巨大的挑战，严重影响反渗透装置的使 用寿命。
【发明内容】
[0003] 鉴于此，有必要提供一种废水的纯化方法，该方法能够有效地提高反渗透装置的 使用寿命。
[0004] 一种废水的纯化方法，包括如下步骤：
[0005] 调节废水原液的pH值至9?10,然后经超滤处理，得到预处理的废水；
[0006] 在所述预处理的废水中加入还原剂直至所述预处理的废水的氧化还原电位不高 于180mV，得到处理水；及
[0007] 将所述处理水的pH值调节至6?8,然后依次经过滤处理和反渗透处理，得到纯 水。
[0008] 在其中一个实施例中，所述还原剂为亚硫酸氢钾的水溶液或亚硫酸氢钠的水溶 液。
[0009] 在其中一个实施例中，所述亚硫酸氢钾的水溶液的质量百分浓度为1%?3% ;所 述亚硫酸氢钠的水溶液的质量百分浓度为1 %?3%。
[0010] 在其中一个实施例中，所述在预处理的废水中加入还原剂直至所述预处理的废水 的氧化还原电位不高于180mV的步骤具体为：使用氧化还原电位在线检测分析仪检测所述 预处理的废水的氧化还原电位，使用计量泵承装所述还原剂，所述氧化还原电位在线检测 分析仪控制所述计量泵自动向所述预处理的废水中添加所述还原剂。
[0011] 在其中一个实施例中，所述调节废水原液的pH值的步骤中，将所述废水原液的pH 值调节至9. 5。
[0012] 在其中一个实施例中，所述反渗透处理使用的装置为芳香族聚酰胺型反渗透膜。
[0013] 在其中一个实施例中，所述反渗透处理的方法为：将所述过滤处理后的过滤水依 次经第一级反渗透处理和第二级反渗透处理。
[0014] 在其中一个实施例中，所述过滤处理的方法为保安过滤。
[0015] 在其中一个实施例中，所述废水原液为重金属含量不高于100PPM、化学需氧量不 高于100PPM的废水。
[0016] 在其中一个实施例中，所述将处理水的pH值调节至6?8的步骤中，使用质量百 分浓度为3%?5%的盐酸溶液调节所述处理水的pH值。
[0017] 上述废水的纯化方法通过在先将废水原液的pH值调至9?10,再在超滤处理得到 的预处理的废水中加入还原剂直至其氧化还原电位不高于180mV，然后在回调pH值，并依 次经过滤处理和反渗透处理，即在废水进行反渗透处理之前，就将废水中具有强氧化性能 的cur还原成cr，从而有效地降低了反渗透处理前的废水的氧化性能，以减少反渗透装置 被氧化的程度，因此，从而有效地提高反渗透装置的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为一实施方式的废水的纯化方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019] 下面主要结合附图及【具体实施方式】对废水的纯化方法作进一步详细的说明。
[0020] 如图1所示，一实施方式的废水的纯化方法，包括如下步骤：
[0021] 步骤S110 :调节废水原液的pH值至9?10,然后经超滤处理，得到预处理的废水。
[0022] 其中，废水原液为重金属含量不高于100PPM、化学需氧量（C0D)不高于100PPM的 废水，即为轻度污染废水。
[0023] 通过先将废水原液的pH值调节至9?10,以达到沉淀废水原液中重金属的目的， 且将pH值调节至9?10还能够便于后期对处理过的水进行pH值回调至中性。
[0024] 优选的，步骤S110中，调节废水原液的pH值至9. 5。若pH值过低，重金属沉淀不 完全，会导致沉淀分离不彻底，pH值控制过高，后面用酸再次回调成中性的过程中要添加的 药剂量太大，成本会更高。
[0025] 通过将调节pH值后的废水原液经超滤处理以实现固液分离，从而去除废水原液 中的重金属沉淀物。
[0026] 其中，超滤处理使用的装置为超滤膜。
[0027] 具体的，使用质量百分浓度为3 %?5 %的硫酸溶液或质量百分浓度为3 %?5% 的氢氧化钠的水溶液调节废水原液的pH值。由于废水原液的酸碱性是不同的，当废水原液 的pH值为强碱性时，使用质量百分浓度为3%?5%的硫酸溶液调节废水原液的pH值；当 废水原液的pH值为酸性时，使用质量百分浓度为3%?5%的氢氧化钠的水溶液调节废水 原液的pH值。
[0028] 步骤S120 :在预处理的废水中加入还原剂直至预处理的废水的氧化还原电位不 高于180mV，得到处理水。
[0029] 其中，还原剂为在反应过程中不产生气体，也不产生沉淀物的物质，优选地，还原 剂为亚硫酸氢钾的水溶液或亚硫酸氢钠的水溶液。其中，亚硫硫酸氢钾和亚硫酸氢钠均为 食品级。
[0030] 优选的，亚硫酸氢钾的水溶液的质量百分浓度为1%?3% ;亚硫酸氢钠的水溶液 的质量百分浓度为1 %?3 %。原水本身的氧化还原电位也就200?500mv，亚硫酸氢钠浓 度过高会导致药剂添加量过量，添加的药剂本身是电解质，过量的药剂会导致废水原水的 电导率升高，增大过滤装置的负荷。
[0031] 其中，步骤S120的反应式如下：
[0032] H++2CKT+HSCV = 2Cr+S0广+H20
[0033] 由于C1CT(次氯酸根）具有较强的氧化能力，会使反渗透装置严重氧化，而通过添 加还原剂将C1CT在反渗透处理之前还原成cr，从而能够防止废水中的C1CT对反渗透处理 的装置的氧化，有效地降低了反渗透装置被氧化的可能，从而提高了反渗透装置的使用寿 命，且cr能被反渗透装置截留，从而进一步去除cr，进一步提高了纯化的水的纯度，降低 了纯化后的水的电导率。
[0034] 而氧化还原电位能够反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化-还原性。其 中，氧化还原电位越高，氧化性越强；氧化还原电位越低，氧化性越弱。氧化还原电位为正， 表示溶液显示出一定的氧化性，氧化还原电位为负，则说明溶液显示出还原性。因此，通过 测试预处理的废水中的氧化还原电位就能够确定预处理的废水的氧化性。
[0035] 优选的，在预处理的废水中加入还原剂直至预处理的废水的氧化还原电位不高于 180mV的步骤具体为，使用氧化还原电位在线检测分析仪检测所述预处理的废水的氧化还 原电位，使用计量泵承装还原剂，氧化还原电位在线检测分析仪控制计量泵自动向预处理 的废水中添加还原剂。具体的，氧化还原电位检测分析仪与计量泵信号连接，氧化还原电位 在线检测分析仪检测预处理的废水的实时氧化还原电位，并将信号传输给计量泵，控制计 量泵向预处理的废水中添加还原剂，直到氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水 的氧化还原电位不高于180mV，控制计量泵停止添加还原剂。
[0036] 例如，氧化还原电位在线检测分析仪可以为上海昂禹环保科技有限公司的DD80 型号的氧化还原电位在线检测分析仪。
[0037] 其中，计量泵为自动加药计量泵。例如，计量泵可以为爱力浦计量泵公司的JCM1 型号的计量泵。
[0038] 可以理解，还可以使用其它方法测试预处理的废水的氧化还原电位，例如，氧化还 原电位的测试方法还可以为：以钼电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，与水样组成 原电池；用电子毫伏计或通用pH计测定钼电极相对于饱和甘汞电极的氧化还原电位，然后 再换算组成相对于标准氢电极的氧化还原电位作为结果。
[0039] 计算式为：Ψη= Ψω+ΨΜ?
[0040] 式中：ψη表示的是被测水样的氧化还原电位，mV ;
[0041] Wind表示的是实测水样的氧化还原电位，mV ;
[0042] Ψ#表示的是测定温度下饱和甘汞电极的电极电位，mV。
[0043] 步骤S130 :将处理水的pH值调节至6?8,然后依次经过滤处理和反渗透处理，得 到纯水。
[0044] 由于调节pH-定是在废水进入反渗透膜之前调节，经过反渗透膜的水已经是经 过脱盐处理过的，电导率已经下降了，再加入酸性药剂，电导率又会升高。因此，在过滤处理 之前调节处理水的pH值。
[0045] 优选的，过滤处理的方法为保安过滤。其中，保安过滤指的是水从微滤滤芯（精度 一般小于5 μ m)的外侧进入滤芯内部，微量悬浮物或细小杂质颗粒物被截留在滤芯外部的 过程。其中，过滤处理使用的装置为保安过滤器，例如，深圳市兴荣恒净水科技公司的3-100 型号的保安过滤器。
[0046] 优选的，反渗透处理使用的装置为芳香族聚酰胺型反渗透膜。芳香族聚酰胺型反 渗透膜具有高交联密度和高亲水性的特点，以及优良的脱盐率、产水量、耐氧化性、有机物 去除率和二氧化硅去除率等优点，能够有效去除溶质，得到纯度较高的纯水。且芳香族聚酰 胺型反渗透膜具有较宽的适用pH范围，可以宽到3?11。
[0047] 优选的，反渗透处理的方法为：将过滤处理后的过滤水依次经第一级反渗透处理 和第二级反渗透处理。一般经过一次反渗透无得到的水的纯度不高，通过两次反渗透处理 能够将水的电导率能降低至20us/cm以内。
[0048] 其中，在第一级反渗透处理之后，第二级反渗透处理之前，还包括将第一级反渗透 处理得到的反渗透液进行中转暂存的步骤。
[0049] 优选的，在将处理水的pH值调节至6?8之后，过滤处理之前，还包括将处理水进 行暂时存储的步骤。通过将处理水暂时存储，以将处理水中转以进行过滤处理。
[0050] 优选的，将处理水的pH值调节至6?8的步骤中，使用质量百分浓度为3%?5% 的盐酸溶液调节处理水的pH值。
[0051] 上述废水的纯化方法通过在先将废水原液的pH值调至9?10,再在超滤处理得到 的预处理的废水中加入还原剂直至其氧化还原电位不高于180mV，然后在回调pH值，并依 次经过滤处理和反渗透处理，即在废水进行反渗透处理之前，就将废水中具有强氧化性能 的cur还原成cr，从而有效地降低了反渗透处理前的废水的氧化性能，以减少反渗透装置 被氧化的程度，因此，从而有效地提高反渗透装置的使用寿命。
[0052] 此外，由于上述废水的纯化方法在反渗透处理之前就将强氧化性能的C1CT还原成 cr，而cr能被在反渗透处理过程中被截留，从而进一步去除cr，较少了水中的离子的含 量，进一步提高了纯化的水的纯度，降低了纯化后的水的电导率。
[0053] 以下为具体实施例部分：
[0054] 实施例1
[0055] 本实施例的废水的纯化方法的过程如下：
[0056] (1)提供重金属含量为85PPM、化学需氧量为95PPM的废水原液，其中废水原液的 pH为11，电导率为1500US/cm左右，氧化还原电位为500mV，在废水原液中添加质量百分浓 度为3 %的硫酸溶液，直至废水原液的pH值为9,接着将调节pH值后的废水原液经超滤膜 进行超滤处理，得到预处理的废水。
[0057] (2)氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水的氧化还原电位为190mV， 并控制计量泵自动向预处理的废水中加入质量百分浓度为1%的亚硫酸氢钠的水溶液，直 至预处理的废水的氧化还原电位为180mV，计量泵停止加料，得到处理水。
[0058] (3)再次检测处理水的pH值为9,然后向处理水中加入质量百分浓度为3%的盐酸 溶液直至处理水的pH值为6,此时，测得处理水的电导率为150US/cm，然后将调节pH值后 的处理水于中转水箱中暂时存储，再经保安过滤器过滤，接着经一个芳香族聚酰胺型反渗 透膜进行第一级反渗透处理后，经中转水箱中暂时存储，再经另一个芳香族聚酰胺型反渗 透膜进行第二级反渗透处理，得到纯水。
[0059] 使用电导率测试仪测试得到本实施例的纯水的电导率。
[0060] 由于没有被还原的次氯酸根能够透过反渗透膜，且若反渗透膜被氧化后，会发生 穿孔现象，使得氯离子也能透过反渗透膜，使用本实施例的方法连续过水三个月后，根据国 标GB/T23978-2009方法使用硝酸银滴定测试本实施例的经第一级反渗透膜处理的水的氯 离子含量，其中，当氯离子的浓度低〇. 003PPM时，即低于最低检出限，显示为0,则本实施例 得到的纯水和经第一级反渗透膜处理的水的氯离子的浓度值，见表1。
[0061] 实施例2
[0062] 本实施例的废水的纯化方法的过程如下：
[0063] (1)提供重金属含量为100PPM、化学需氧量为100PPM的废水原液，其中废水原液 的pH为3,电导率为2000US/cm，氧化还原电位为350mV，在废水原液中添加质量百分浓度为 5%的氢氧化钠的水溶液，直至废水原液的pH值为10,接着将调节pH值后的废水原液经超 滤膜进行超滤处理，得到预处理的废水。
[0064] (2)氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水的氧化还原电位为285mV， 并控制计量泵自动向预处理的废水中加入质量百分浓度为3%的亚硫酸氢钾的水溶液，直 至预处理的废水的氧化还原电位为180mV，计量泵停止加料，得到处理水。
[0065] (3)再次检测处理水的pH值为9. 2,然后向处理水中加入质量百分浓度为5%的盐 酸溶液直至处理水的pH值为8,此时，测得处理水的电导率为200US/cm，然后将调节pH值 后的处理水于中转水箱中暂时存储，再经保安过滤器过滤，接着经一个芳香族聚酰胺型反 渗透膜进行第一级反渗透处理后，经中转水箱中暂时存储，再经另一个芳香族聚酰胺型反 渗透膜进行第二级反渗透处理，得到纯水。
[0066] 使用实施例1中相同的测试方法，得到本实施例得到的纯水的电导率值和经第一 级反渗透膜处理的水的氯离子的浓度值，见表1。
[0067] 实施例3
[0068] 本实施例的废水的纯化方法的过程如下：
[0069] (1)提供重金属含量为90PPM、化学需氧量为90PPM的废水原液，其中废水原液的 pH为11. 5,电导率为1800US/cm，氧化还原电位为200mV，然后在废水原液中添加质量百分 浓度为5 %的硫酸溶液，直至废水原液的pH值为9. 5,接着将调节pH值后的废水原液经超 滤系统进行超滤处理，得到预处理的废水。
[0070] (2)氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水的氧化还原电位为205mV， 并控制计量泵向预处理的废水中加入质量百分浓度为2%的亚硫酸氢钠的水溶液，直至预 处理的废水的氧化还原电位为180mV，计量泵停止加料，得到处理水。
[0071] (3)再次检测处理水的pH值为9. 3,然后向处理水中加入质量百分浓度为4%的盐 酸溶液直至处理水的pH值为7,此时，测得处理水的电导率为250US/cm，然后将调节pH值 后的处理水于中转水箱中暂时存储，再经保安过滤器过滤，接着经一个芳香族聚酰胺型反 渗透膜进行第一级反渗透处理后，经中转水箱中暂时存储，再经另一个芳香族聚酰胺型反 渗透膜进行第二级反渗透处理，得到纯水。
[0072] 使用实施例1相同的测试方法，得到本实施例得到的纯水的电导率和经第一级反 渗透膜处理的水的氯离子的浓度值，见表1。
[0073] 实施例4
[0074] 本实施例的废水的纯化方法的过程如下：
[0075] (1)提供重金属含量为100PPM、化学需氧量为100PPM的废水原液，其中废水原液 的pH为3,电导率为2000US/cm，氧化还原电位为350mV，在废水原液中添加质量百分浓度为 3%的氢氧化钠的水溶液，直至废水原液的pH值为10,接着将调节pH值后的废水原液经超 滤膜进行超滤处理，得到预处理的废水。
[0076] (2)氧化还原电位在线检测分析仪检测预处理的废水的氧化还原电位为285mV， 并控制计量泵自动向预处理的废水中加入质量百分浓度为3%的亚硫酸氢钾的水溶液，直 至预处理的废水的氧化还原电位为180mV，计量泵停止加料，得到处理水。
[0077] (3)再次检测处理水的pH值为9. 2,然后向处理水中加入质量百分浓度为5%的盐 酸溶液直至处理水的pH值为8,此时，测得处理水的电导率为200US/cm，然后将调节pH值 后的处理水于中转水箱中暂时存储，再经保安过滤器过滤，接着经一个芳香族聚酰胺型反 渗透膜进行第一级反渗透处理后，经中转水箱中暂时存储，再经另一个芳香族聚酰胺型反 渗透膜进行第二级反渗透处理，得到纯水。
[0078] 使用实施例1中相同的测试方法，得到本实施例得到的纯水的电导率值和经第一 级反渗透膜处理的水的氯离子的浓度值，见表1。
[0079] 表1表示的实施例1?实施例4得到的纯水和传统的废水的纯化方法得到的纯水 的电导率，及实施例1?实施例4的方法连续处理废水3个月后经第一级反渗透膜处理的 水的氯离子的浓度值和对比例1的传统的废水的纯化方法连续处理水3个月后经反渗透膜 处理的水的氯离子的浓度值。
[0080] 表 1
[0081]
【权利要求】
1. 一种废水的纯化方法，其特征在于，包括如下步骤： 调节废水原液的pH值至9?10,然后经超滤处理，得到预处理的废水； 在所述预处理的废水中加入还原剂直至所述预处理的废水的氧化还原电位不高于 180mV，得到处理水；及 将所述处理水的pH值调节至6?8,然后依次经过滤处理和反渗透处理，得到纯水。
2. 根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述还原剂为亚硫酸氢钾的 水溶液或亚硫酸氢钠的水溶液。
3. 根据权利要求2所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述亚硫酸氢钾的水溶液的 质量百分浓度为1%?3% ;所述亚硫酸氢钠的水溶液的质量百分浓度为
4. 根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述在预处理的废水中加入 还原剂直至所述预处理的废水的氧化还原电位不高于180mV的步骤具体为：使用氧化还 原电位在线检测分析仪检测所述预处理的废水的氧化还原电位，使用计量泵承装所述还原 齐U，所述氧化还原电位在线检测分析仪控制所述计量泵自动向所述预处理的废水中添加所 述还原剂。
5. 根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述调节废水原液的pH值的 步骤中，将所述废水原液的pH值调节至9. 5。
6. 根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述反渗透处理使用的装置 为芳香族聚酰胺型反渗透膜。
7. 根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述反渗透处理的方法为：将 所述过滤处理后的过滤水依次经第一级反渗透处理和第二级反渗透处理。
8. 根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述过滤处理的方法为保安 过滤。
9. 根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述废水原液为重金属含量 不高于100PPM、化学需氧量不高于100PPM的废水。
10. 根据权利要求1所述的废水的纯化方法，其特征在于，所述将处理水的pH值调节至 6?8的步骤中，使用质量百分浓度为3%?5%的盐酸溶液调节所述处理水的pH值。
【文档编号】C02F9/04GK104108809SQ201410247993
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】蒋传江, 姚国庆, 刘振峰 申请人:深圳市翰唐环保科技有限公司