膜过滤方法和膜过滤系统与流程

文档序号:17290951发布日期:2019-04-03 03:57阅读:555来源:国知局
膜过滤方法和膜过滤系统与流程
本发明涉及膜过滤方法和膜过滤系统。
背景技术
:通常,将絮凝剂添加到待处理的水中以进行絮凝和沉降处理或溶气浮选处理的废水处理是已知的(例如,参见专利文献1)。引文列表专利文献专利文献1:jph11-57313a技术实现要素:技术问题然而,如果对通过使用絮凝剂进行絮凝和沉降处理或溶气浮选处理而制备的处理水使用超滤膜或微滤膜,则有时会发生一种现象(污染),其中膜的表面被污染,并且膜孔被堵塞。因此,本发明的目的是提供一种膜过滤方法和膜过滤系统,其能够抑制超滤膜或微滤膜的污染,并且当与通过使用絮凝剂进行絮凝和沉降处理或溶气浮选处理而制备的处理水一起使用时能够实现稳定的操作。解决问题的方案(1)本发明实施方案的一个方面是膜过滤方法,其包括:向处理水中加入凝结剂,所述处理水是通过向待处理水中加入絮凝剂并进行絮凝和沉降处理或絮凝和溶气浮选处理而制备的;和进行超滤膜处理和微滤膜处理中的至少一种膜过滤处理。(2)在上述(1)所述的膜过滤方法中,其中,在进行所述膜过滤处理时,优选进行对所述处理水施加剪切力和向所述处理水中添加氧化剂中的至少一种,使得处理水中絮凝剂的平均分子量不大于膜过滤处理中使用的膜的截留分子量。(3)在上述(1)或(2)所述的膜过滤方法中,所述凝结剂的添加量优选为所述待处理水中的絮凝剂的浓度(mg/l)的0.5倍至75倍。(4)在上述(1)-(3)中任一项所述的膜过滤方法中,优选地在经过絮凝和沉降处理或絮凝和溶气浮选处理的处理水中通过lc-ocd检测到的聚合有机物的浓度来控制凝结剂的添加量。(5)在上述(1)-(4)中任一项所述的膜过滤方法中,优选地对经过膜过滤处理的处理水进行活性炭处理和反渗透膜处理中的至少一者后处理。(6)在上述(1)-(5)中任一项所述的膜过滤方法中,在进行所述膜过滤处理时,优选地控制所述处理水的ph,使得所述处理水的朗格利尔(langelier)饱和指数(lsi)小于0。(7)本发明一个实施方案的一个方面是一种膜过滤系统,其包括:凝结剂添加单元,用于向处理水中添加凝结剂,所述处理水是通过向待处理水中加入絮凝剂并进行絮凝和沉降处理或絮凝和溶气浮选处理而制备的;以及膜过滤处理单元,具有超滤膜和微滤膜中的至少一种,并对已添加有凝结剂的处理水进行膜过滤处理。(8)上述(7)中所述的膜过滤系统优选包括:用于向处理水施加剪切力的剪切力施加单元和用于在膜过滤处理时向处理水中添加氧化剂的氧化剂添加单元中的至少一个,其中施加剪切力和添加氧化剂中的至少一者确保处理水中的絮凝剂的平均分子量不大于膜过滤处理中使用的膜的截留分子量。(9)在上述(7)或(8)所述的膜过滤系统中,所述凝结剂的添加量优选为所述待处理水中的絮凝剂的浓度(mg/l)的0.5倍至75倍。(10)如上述(7)-(9)中任一项所述的膜过滤系统,优选具有后处理单元,用于对经过膜过滤处理的处理水进行后处理,其中,所述后处理单元优选为活性炭处理单元和反渗透膜处理单元中的至少一者。(11)如上述(7)-(10)中任一项所述的膜过滤系统,优选包括ph控制单元,所述ph控制单元用于控制所述处理水的ph,使得在进行所述膜过滤处理时,使得所述处理水的朗格利尔饱和指数(lsi)小于0。发明的有益效果根据本发明实施方案的膜过滤方法和膜过滤系统当与通过使用絮凝剂进行絮凝和沉降处理或溶气浮选处理而制备的处理水一起使用时,能够抑制污染并且能够实现超滤膜或微滤膜的稳定操作。附图说明图1是示出根据本发明一个实施方案的处理系统的结构的一个实例的示意图。图2是示出根据本发明另一个实施方案的处理系统的结构的一个实例的示意图。图3是示出根据本发明另一个实施方案的处理系统的结构的一个实例的示意图。图4是示出根据本发明另一个实施方案的处理系统的结构的一个实例的示意图。图5是示出根据本发明另一个实施方案的处理系统的结构的一个实例的示意图。图6是示出参考例中的处理系统的结构的示意图。图7是表示实例1和2以及比较例1和2中的膜过滤装置的过滤阻力(1/m)相对于过滤体积(m3/m2)的结果的图。图8是表示实例3和比较例3的膜过滤装置的过滤阻力(1/m)相对于过滤体积(m3/m2)的结果的图。图9是表示实例4和比较例4的膜过滤装置的过滤阻力(1/m)相对于过滤体积(m3/m2)的结果的图。具体实施方式下面描述本发明的实施方案。这些实施方案仅是实现本发明的实例,而本发明绝不受这些实施例的限制。图1是示出根据本发明的实施方案的处理系统的结构的一个实例的示意图。图1所示的处理系统1包括絮凝沉降系统和膜过滤系统。絮凝沉降系统包含第一絮凝反应罐10、絮凝剂添加管线12和絮凝沉降罐14。膜过滤系统包含作为凝结剂添加单元一个实例的凝结剂添加装置15和凝结剂添加管线16、第二絮凝反应罐18以及作为膜过滤处理单元一个实例的膜过滤装置20。待处理的水管线22连接至第一絮凝反应罐10的入口。此外,连接管线24a的一端连接至第一絮凝反应罐10的出口,另一端连接至絮凝沉降罐14的入口,连接管线24b的一端连接至絮凝沉降罐14的出口,另一端连接至第二絮凝反应罐18的入口,并且连接管线24c的一端连接至第二絮凝反应罐18的出口,另一端连接至膜过滤装置20的入口。此外,膜过滤装置20的出口连接至处理水管线26。絮凝剂添加管线12连接至第一絮凝反应罐10。此外,凝结剂添加管线16的一端连接至凝结剂添加装置15,另一端连接至第二絮凝反应罐18。凝结剂添加装置15由容纳凝结剂的罐、排出凝结剂的泵和阀等构成。从凝结剂添加装置15供应的凝结剂穿过凝结剂添加管线16并被供应到第二絮凝反应罐18。本实施方案中使用的凝结剂的实例包括聚氯化铝(pacl)、硫酸铝、氯化铁、硫酸铁和氯化铝。用于本实施方案的絮凝剂的实例包括聚合物絮凝剂如聚丙烯酰胺类絮凝剂、聚磺酸类絮凝剂、聚丙烯酸类絮凝剂、聚丙烯酸酯类絮凝剂、聚胺类絮凝剂和聚甲基丙烯酸类絮凝剂、以及小分子量的絮凝剂(凝结剂)如表面活性剂。絮凝剂(例如由图中未示出的絮凝剂添加装置供应)穿过絮凝剂添加管线12,并供给第一絮凝反应罐10。膜过滤装置20包含具有超滤膜的uf膜装置和具有微滤膜的mf膜装置中的至少一个。uf膜装置或mf膜装置例如由至少一个模块组成,该模块具有容纳在可密封容器内的超滤膜或微滤膜。对超滤膜或微滤膜的形状没有特别限制,可能的形状包括中空纤维膜、管状膜、平膜和螺旋膜。用于使水穿过膜过滤装置20的方法可以采用任何供水方法,包括内压式方法和外压式方法,并且可以应用任何过滤方法,包括错流过滤和死端过滤。超滤膜或微滤膜的材料的实例包括有机膜如聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚氯乙烯(pvc)、聚醚砜(pes)和醋酸纤维素(ca)、以及无机膜如陶瓷。超滤膜的截留分子量例如通常在5,000至360,000的范围内,并且优选在10,000至360,000的范围内。超滤膜的孔径例如在0.01μm至0.1μm的范围内,并且优选在0.01μm至0.03μm的范围内。微滤膜的孔径例如在0.1μm至0.5μm的范围内,并且优选在0.1μm至0.2μm的范围内。对由处理系统1处理的待处理的水没有特别限制,并且实例包括含有杂质(例如悬浮固体)和水垢成分(例如钙)的原水,并且待处理的水的具体实例包括工业废水(例如来自电镀系统等的废水)、自来水、地下水(例如井水、泉水和潜流水)和地表水(例如,河水和湖水)。下面描述本实施例的处理系统1的操作的一个实例。待处理的水穿过待处理的水管线22并供给第一絮凝反应罐10,而絮凝剂从絮凝剂添加管线12供给第一絮凝反应罐10。在第一絮凝反应罐10内,用搅拌器28a搅拌待处理的水和絮凝剂,待处理的水中的杂质(如悬浮固体)发生絮凝。随后,含有絮凝剂的待处理的水穿过连接管线24a并供给絮凝沉降罐14,并使絮凝的杂质(如悬浮固体)沉淀为污泥。上清液穿过连接管线24b并作为经过絮凝沉降处理的处理水而供给第二絮凝反应罐18。此外,凝结剂从凝结剂添加装置15穿过凝结剂添加管线16供给到第二絮凝反应罐18。在第二絮凝反应罐18内,用搅拌器28b搅拌处理水和凝结剂,使处理水中任何残留的絮凝剂与凝结剂接触。含有添加了凝结剂的处理水通过连接管线24c并被引入膜过滤装置20中。处理水中的杂质被膜过滤装置20内的滤膜如超滤膜或微滤膜截留,已除去杂质的处理水从处理水管线26排出。将这样获得的处理水例如可以用作食品加工厂、化学工厂、半导体工厂和机械工厂等中的洗涤水等。使用从膜过滤处理等获得的处理水定期反洗膜过滤装置20,积聚在膜表面上的杂质或者与反洗废水一起从系统中排出,或者被送入絮凝物沉降罐14中。就实现反洗废水中的悬浮固体的沉降和分离而言,以及就提高水回收率(处理水量/供水量的比率,如果废水从系统中排出,水回收率会降低)而言,反洗废水优选地供给至絮凝沉降罐14中。通常,如果用超滤膜或微滤膜等对含有絮凝剂的处理水进行膜过滤处理,则絮凝剂积聚在膜表面上,并且容易发生膜的污染。然而,在本实施方案中,认为通过使凝结剂与絮凝剂接触,凝结剂粘附到絮凝剂上,将絮凝剂转化为不太可能粘附到膜表面上的形式,或者可以通过反洗等容易从膜表面脱离的形式。因此,与不添加凝结剂的情况下进行膜过滤处理的情况相比,通过添加凝结剂然后进行膜过滤处理,可以抑制膜的污染,并且可以实现更稳定的操作。然而,尽管可以考虑这样的系统,其中在使用絮凝剂的絮凝和沉降处理期间,凝结剂与絮凝剂一起加入,但是,即使在这种类型的系统中,也有一定量的絮凝剂(例如未被凝结剂粘附的絮凝剂)残留在由絮凝沉降处理得到的处理水中,因此与将凝结剂添加到经过絮凝沉降处理的处理水中,然后进行膜过滤处理的本实施方案的方法相比,更难获得令人满意的膜污染抑制,实现稳定的处理也更加困难。对凝结剂的添加量没有特别限制,条件是其可以抑制膜污染,但是例如,凝结剂的量优选在处理水中絮凝剂的浓度的0.5倍至75倍的范围内(mg/l),从经济可行性的观点来看,更优选在0.5倍至2.5倍的量的范围内。如果凝结剂的添加量小于0.5倍,则认为可能不能令人满意地抑制膜污染,而如果量超过75倍,则认为由凝结剂衍生的絮凝物引起的过滤阻力可能增加。因此,与不满足上述范围的量的情况相比,确保满足上述范围的量能够更有效地抑制膜污染。在本实施方案中,对使用絮凝剂通过絮凝和沉降处理获得的处理水进行了描述,但是对于使用絮凝剂的絮凝和溶气浮选处理获得的处理水也可以获得类似的效果。絮凝和溶气浮选处理可以是例如常规已知的溶气浮选处理等(例如参见jp5239653b)。就提高絮凝剂与凝结剂之间的接触率而言,优选提供絮凝反应罐(图1中所示的第二絮凝反应罐18),但是就减少安装空间等而言,处理系统如图2中所示,其中没有设置絮凝反应罐,并且凝结剂添加管线16安装在连接管线24b上,也可以采用将凝结剂进行管线注入。图3是示出根据另一个实施方案的处理系统的结构的一个实例的示意图。在图3所示的处理系统3中,那些与图1中所示的处理系统1相同的结构采用相同的附图标记进行标记,并省略对这些结构的描述。图3中示出的处理系统3这样配置:使得在进行膜过滤处理时,将氧化剂添加到经过絮凝沉降处理(或絮凝和溶气浮选处理)的处理水中。具体而言,图3所示的处理系统3包括作为氧化剂添加单元的氧化剂添加装置29和氧化剂添加管线30,氧化剂从氧化剂添加装置29穿过氧化剂添加管线30,并添加到第二絮凝反应罐18中。氧化剂也可以通过图2中所示的管线注入的形式进行。在使用聚合物絮凝剂如聚丙烯酰胺基絮凝剂作为絮凝剂的情况下,絮凝剂的平均分子量(重均分子量或数均分子量)通常大于后续阶段使用的超滤膜或微滤膜的絮凝剂的截留分子量。如果分子量超过膜截留分子量的絮凝剂残留在处理水中,则絮凝剂对膜污染有影响。截留分子量被确定为当向膜提供具有已知分子量的标准物质时对应于90%截留率的分子量,例如,如果含有分子量超过5,000的聚合物絮凝剂的处理水被供给至截留分子量为5,000的超滤膜或微滤膜,则至少90%的聚合物絮凝剂将被膜捕获。因此,在图3所示的处理系统3中,通过在膜过滤处理时将氧化剂添加到处理水中,絮凝剂的分子链被裂解,絮凝剂的分子量降低至不高于超滤膜或微滤膜的截留分子量的值,优选小于截留分子量的值。结果,一部分絮凝剂没有被膜捕获,然后絮凝剂与处理水一起通过膜,因此与仅添加凝结剂的情形相比,可以更好地抑制膜污染。氧化剂的实例包括次氯酸的碱金属盐如次氯酸钠和次氯酸钾,次氯酸的碱土金属盐如次氯酸钙和次氯酸钡,亚氯酸的碱金属盐如亚氯酸锂、亚氯酸钠和亚氯酸钾,亚氯酸的碱土金属盐如亚氯酸钙、亚氯酸钡,亚氯酸的其他金属盐如亚氯酸镍,氯酸的碱金属盐如氯酸铵、氯酸钠,氯酸的碱土金属盐如氯酸钙。对氧化剂的添加量没有特别限制,只要其能够将絮凝剂的分子量降低至不高于膜的截留分子量的值,但是在进行絮凝和沉降之前的待处理的水中絮凝剂的浓度(mg/l)氧化剂的量优选在0.5倍至75倍的范围内,更优选在0.5倍至2.5倍的范围内。此外,凝结剂的添加量优选根据lc-ocd在经过絮凝沉降处理或絮凝处理或溶气浮选处理的处理中检测到的聚合有机物浓度来控制。lc-ocd是一种根据分子量对有机物进行分馏的技术,随着保留时间方面显示聚合有机物、腐殖质、腐殖质降解产物、低分子量有机酸和低分子量有机物等的峰值,每个峰值对应的浓度能够量化。认为聚合有机物质有助于膜堵塞,因此通过详细确定经过絮凝沉降处理或絮凝处理和溶气浮选处理的处理水中有机物中的聚合有机物浓度,凝结剂添加的量可以设定为更合适的量。通过根据lc-ocd检测到的聚合有机物的峰值的大小增加或减少凝结剂的添加量,可以降低运行成本。除了添加氧化剂之外,用于降低絮凝剂分子量的其他方法包括对处理水施加剪切力的方法。设置在第二絮凝反应罐18中的搅拌器28b是剪切力施加单元的实例,并且通过搅拌处理水并施加剪切力,絮凝剂的分子链可以被裂解,将絮凝剂的分子量降低至不高于超滤膜或微滤膜的截留分子量的值。例如,通过调节搅拌速度和搅拌时间等,可以将絮凝剂的分子量降低至不高于超滤膜或微滤膜的截留分子量的值。用于降低絮凝剂分子量的搅拌速度例如通常设定在200rpm至1,000rpm的范围内,优选在700rpm至1,000rpm的范围内。此外,用于降低絮凝剂分子量的搅拌时间例如通常在5分钟至1小时的范围内,优选在30分钟至1小时的范围内。图4是示出根据另一个实施方案的处理系统的结构的一个实例的示意图。在图4所示的处理系统4中,那些与图1中所示的处理系统1相同的结构采用相同的附图标记进行标记,并省略对这些结构的描述。图4中所示的处理系统4包括填充有活性炭的活性炭装置32和在膜过滤装置20的后续阶段设置有反渗透膜的反渗透膜装置34。处理水管线26a的一端连接至膜过滤装置20的出口处,另一端连接至活性炭装置32的入口。此外,处理水管线26b的一端连接至活性炭装置32的出口,另一端连接至反渗透膜装置34的入口。渗透管线36连接至反渗透膜装置34的渗透物出口,浓缩物管线38连接至浓缩物出口。本实施方案中使用的反渗透膜是能够除去处理水中的离子成分的膜,并且还包括纳滤膜(nf)。对反渗透膜的形状没有特别限制,可能的形状包括中空纤维膜、管状膜、平膜和螺旋膜。反渗透膜的材料的实例包括聚酰胺类材料、哌嗪酰胺类材料和醋酸纤维素类材料。在图4所示的处理系统中,从膜过滤装置20排出的处理水穿过处理水管线26a,并供给活性炭装置32。在通过活性炭装置32除去处理水中的杂质之后,处理水从处理水管线26b供应到反渗透膜装置34,并被分离成渗透物和浓缩物。从反渗透膜装置34获得的渗透物(处理水)从渗透物管线36排出。这样获得的渗透物不仅可以用作食品加工厂、化工厂、半导体工厂和机械厂等中的洗涤水等,而且可以用作稀释水、饮用水、循环水、空气调节水、用于纯水生产的原水、冲洗器原水和蒸汽生产用水等。从反渗透膜装置34获得的浓缩物从浓缩物管线38排出,并且可以例如储存在图中未示出的储存罐中。图4中所示的处理系统设有活性炭装置32和反渗透膜装置34,但根据针对最终处理水的目标水质等,可以选择是否仅安装活性炭装置32、仅安装反渗透膜装置34、或者同时安装活性炭装置32和反渗透膜装置34。尽管从与附图有关的描述中省略,但是活性炭装置32和/或反渗透膜装置34也可以安装在图2和图3所示的处理系统中。图5是示出根据本发明另一个实施方案的处理系统的结构的一个实例的示意图。在图5所示的处理系统5中,那些与图1中所示的处理系统1相同的结构采用相同的附图标记进行标记,并省略对这些结构的描述。图5中所示的处理系统5包括作为ph控制单元的一个实例的ph控制系统。ph控制系统具有ph调节剂添加装置40、ph调节剂添加管线42、水质检测装置44和控制单元46。ph调节剂添加装置40例如由用于存储ph调节剂的罐、用于排出ph调节剂的泵以及阀等组成。ph调节剂添加管线42的一端与ph调节剂添加装置40连接,另一端与第二絮凝反应罐18连接。水质检测装置44具有ph传感器、温度传感器、电导率传感器、钙质硬度传感器和总碱度传感器,并检测第二絮凝反应罐18中的处理水的ph值、水温、电导率、钙硬度和总碱度。控制单元46包含处理器和存储器,并且具有作为功能块的朗格利尔饱和指数计算部分48和ph调节剂量控制部分50。由水质检测装置44检测的各种检测值被输入朗格利尔饱和指数计算部分48。基于由朗格利尔饱和指数计算部分48计算的朗格利尔饱和指数,ph调节剂量控制部分50计算出待添加的ph调节剂的量,并控制由ph调节剂添加装置40添加的ph调节剂的量。控制单元46的处理器根据存储在存储器中的处理程序执行各种处理,例如用于计算朗格利尔饱和度指数的处理和用于控制ph调节剂的添加量的处理。下面描述控制单元46的操作的一个实例。朗格利尔饱和指数计算部分48基于由水质检测装置44检测的检测值计算处理水的朗格利尔饱和指数。朗格利尔饱和指数(lsi)通常根据下面的公式(1)计算。lsi=ph-phs(1)在式(1)中,ph表示处理水的ph值。此外,phs值表示当处理水中的碳酸钙处于平衡状态时既不溶解也不沉淀时的理论ph值,并且由下式(2)计算。phs=9.3+a值+b值-c值-d值(2)在式(2)中,a值是由蒸发残余物浓度确定的校正值。蒸发残余物浓度与电导率相关,因此可以使用规定的转换公式由电导率计算蒸发残余物浓度。b值是由水温确定的校正值。c值是由钙硬度确定的校正值。d值是由总碱度确定的校正值。可以使用关系式或参考数值表,从水质检测装置44的检测值确定a至d值。朗格利尔饱和度指数是用于评估水系统中水垢形成趋势的一般指标,对于正值,较大的绝对值表示碳酸钙更容易沉淀,而对于负值,绝对值较大表明碳酸钙不太可能沉淀。此外,当朗格利尔饱和指数为0时,实现平衡状态,其中既不发生碳酸钙的沉淀也不发生碳酸钙的溶解。基于这些定义,当处理水的朗格利尔饱和指数小于0时,不太可能在超滤膜或微滤膜的膜表面上形成由碳酸钙引起的水垢,而相反,当朗格利尔饱和指数时如果超过0,则可能在膜表面上形成由碳酸钙引起的水垢。因此,当计算出的处理水的朗格利尔饱和指数为0或更大时,ph调节剂量控制部分50设定要添加的ph调节剂的量,以便将处理水的朗格利尔饱和指数改变为小于0的值。然后ph调节剂添加装置40基于该设定的待添加的ph调节剂的量将ph调节剂添加到处理水中,从而将处理水的朗格利尔饱和指数改变为小于0的值。如从式(1)中清楚地看到,处理水的朗格利尔饱和指数随处理水的ph的降低而降低,随ph的升高而升高。因此,可以通过调节处理水的ph来控制处理水的朗格利尔饱和指数。本实施方案的处理系统5例如作为处理含氟废水的系统是有效的。在含氟废水(待处理的水)的絮凝沉降处理或溶气浮选处理中,为了回收氟,有时将钙剂与絮凝剂一起加入到待处理的水中。因此,从这种沉降处理或溶气浮选处理获得的处理水有时可含有钙,处理水的朗格利尔饱和指数可能为0或更高。结果,有时在超滤膜或微滤膜上形成水垢。但是,在本实施方案中,如上所述,通过控制处理水的ph使得处理水的朗格利尔饱和指数小于0(并且变为负值),可以抑制水垢的产生。因此,可以更好地抑制膜污染,并且可以实现更稳定的操作。尽管从与附图有关的描述中省略,但是ph控制系统也可以安装在图2至图4所示的处理系统中。(参考实例)图6是示出参考实例中的处理系统的结构的示意图。在图6所示的处理系统6中,那些与图1中所示的处理系统1相同的结构采用相同的附图标记进行标记,并省略对这些结构的描述。图6中所示的处理系统6这样设置,使得当进行膜过滤处理时,不将凝结剂添加到经过絮凝沉降处理(或絮凝和溶气浮选处理)的处理水中,而是从添加氧化剂装置29中将氧化剂通过氧化剂添加管线30添加到第二絮凝反应罐18中。氧化剂的添加也可以通过图2中所示的管线注入的形式进行。在图6所示的处理系统中,通过在膜过滤处理时将氧化剂添加到处理水中,絮凝剂的分子链被裂解,絮凝剂的分子量降低至不高于超滤膜或微滤膜的截留分子量的一个值,优选为小于截留分子量的值。结果,一部分絮凝剂没有被膜捕获,然后絮凝剂与处理水一起通过膜,因此与仅添加凝结剂的情形相比,可以更好地抑制膜污染。对氧化剂的添加量没有特别限制,只要其能够将絮凝剂的分子量降低至不高于膜的截留分子量的值,但是处理水中氧化剂的量优选在絮凝剂的浓度(mg/l)的2.5倍至100倍的范围内,更优选在20倍至50倍的范围内。除了添加氧化剂之外,用于降低絮凝剂分子量的其他方法包括对处理水施加剪切力的方法。设置在第二絮凝反应罐18中的搅拌器28b是剪切力施加单元的实例,并且通过搅拌处理水并施加剪切力,絮凝剂的分子链可以被裂解,将絮凝剂的分子量降低至不高于超滤膜或微滤膜的截留分子量的值。用于降低絮凝剂分子量的搅拌速度例如通常设定在200rpm至1,000rpm的范围内,优选在700rpm至1,000rpm的范围内。此外,用于降低絮凝剂分子量的搅拌时间例如通常在5分钟至1小时的范围内,优选在30分钟至1小时的范围内。尽管从与附图有关的描述中省略,但是图6所示的处理系统也可以应用于图2至图5所示的处理系统。实例以下使用一系列实施例和比较例更详细地描述本发明,但本发明绝不受以下实施例的限制。(实例1)使用图1中所示的处理系统来处理具有表1中所示水质的电镀系统废水。[表格1]电镀系统废水ph9.5toc(mg/l)0.97fe(mg/l)204uf膜装置用作实例1的膜过滤装置。uf膜装置的细节如下。尺寸:外径:230mm×高度:2,400mm过滤表面积(膜表面积):77m2超滤膜:由pvdf制成的中空纤维膜,标称孔径:0.01μm(标称截留分子量:360,000da)过滤方法:外压死端过滤处理流量:9.6m3/h向添加具有表1所示水质的电镀系统废水中加入1.0ppm聚丙烯酰胺类聚合物作为絮凝剂,进行絮凝沉降处理后,将上清液供给第二絮凝反应罐。向第二絮凝反应罐中加入75ppm氯化铁作为凝结剂后,将水供给膜过滤装置(uf膜装置),进行膜过滤处理。(实例2)除了将凝结剂(氯化铁)的量从75ppm变为10ppm之外,进行与实例1相同的处理。(比较例1)除了不添加凝结剂(氯化铁)之外,进行与实例1相同的处理。(比较例2)除了将絮凝剂(聚丙烯酰胺基聚合物)的量从1.0ppm变为0.5ppm,且不添加凝结剂(氯化铁)之外,进行与实例1相同的处理。在实例1和实例2以及比较例1和比较例2中的膜过滤处理之后获得的处理水的水质结果示于表2中。图7示出了实例1和实例2以及比较例1和比较例2中的膜过滤装置的过滤阻力(1/m)相对于过滤体积(m3/m2)的结果。[表2]如图7中所示,与其中在不向处理水中添加凝结剂的情况下进行膜过滤处理的比较例1和比较例2相比,在进行膜过滤处理之前,向所获得的处理水中添加凝结剂的实例1和实例2通过使用絮凝剂的絮凝和沉降处理,即使过滤体积增加,也可以抑制过滤阻力的任何增加。过滤阻力的增加相对于过滤体积的增加的比率表明由于膜污染导致的过滤性能的劣化。因此,实例1和实例2的处理方法能够抑制膜污染并且能够实现稳定操作。考虑到比较例1中絮凝剂的添加量大于比较例2中的量,表现出过滤阻力增加率高于对比例2,可以说残留的絮凝剂在处理水有助于膜污染。另一方面,在实例1和实例2中,尽管加入与对比例1相同量的絮凝剂,但即使过滤体积增加,也几乎没有发生过滤阻力的增加,表明膜污染得到抑制。据认为,这是因为加入凝结剂使处理水中的絮凝剂转化为不太可能粘附在膜表面上的形式。此外,如表2所示,在实例1和实例2中,处理水的toc值降低,证实残留的絮凝剂已经被处理。(实例3)除了将絮凝剂(聚丙烯酰胺类聚合物)的量从1.0ppm变为5.0ppm,并且将凝结剂(氯化铁)的量从75ppm变为2.5ppm之外,进行与实例1相同的处理。(比较例3)将1ppm氯化铁作为凝结剂与5.0ppm聚丙烯酰胺类聚合物一起作为絮凝剂加入到具有表1所示水质的电镀系统废水中,并在絮凝和沉降处理后,使上清液直接穿过膜过滤装置(上述uf膜装置),进行膜过滤处理。实例3和比较例3中的膜过滤处理后得到的处理水的水质结果如表3所示。[表3]实例3比较例3ph5.95.9toc(mg/l)0.810.84fe(mg/l)<0.05<0.05图8示出了实例3和比较例3中的膜过滤装置的过滤阻力(1/m)相对于过滤体积(m3/m2)的结果。实例3中的过滤阻力的增加率与实例1和实例2中观察到的相似。相比之下,比较例3中的过滤阻力的增加率高于实例3(其中凝结剂的添加量相同)中观察到的增加率,但是低于在未添加凝结剂的比较例1和2中观察到的情况。基于这些结果,可以说,为了更好地抑制膜污染,必须将凝结剂添加到通过使用絮凝剂进行絮凝和沉降处理而制备的处理水中。(实例4)除了将凝结剂从氯化铁变为聚氯化铝(pacl),并且将添加量从75ppm变为50ppm之外,进行与实例1相同的处理。(比较例4)除了改变原水取样时间之外,进行与比较例1相同的处理。图9示出了实例4和对比例4中的膜过滤装置的过滤阻力(1/m)相对于过滤体积(m3/m2)的结果。在以类似于实例1至3类似的方式的实例4(其中pacl用作凝结剂)中,即使当过滤体积增加时,过滤阻力也几乎没有增加,并且膜污染得到抑制。相反,在没有添加凝结剂的比较例4中,随着过滤体积的增加,过滤阻力增加。(实例5至10)使用图1中所示的处理系统,对模拟废水进行处理。模拟废水含有分散在自来水中的10mg/l膨润土。膜过滤装置与实例1中使用的uf膜装置相同。在实例5中,将1.0ppm聚丙烯酸类聚合物(ox-304(阳离子聚合物),由organocorporation制造)作为絮凝剂加入到上述模拟废水中,进行絮凝和沉降处理,然后将上清液供给第二絮凝反应罐中。在向第二絮凝反应罐中加入10ppm的作为凝结剂的pacl后,将水供给膜过滤装置(uf膜装置),进行膜过滤处理。在实例6中,除了将絮凝剂从聚丙烯酸类聚合物(ox-304(阳离子聚合物),由organocorporation制造)变为丙烯酰胺类聚合物(ap-1(阴离子聚合物)),由organocorporation制造)之外,以与实例5相同的方式进行膜过滤处理。在实例7中,除了将絮凝剂从聚丙烯酸类聚合物(ox-304(阳离子聚合物),由organocorporation制造)变为聚丙烯酰胺类聚合物(on-1h(非离子聚合物))之外,由organocorporation制造),以与实例5相同的方式进行膜过滤处理。在实例8中,除了将凝结剂从pacl变为氯化铁(fecl3)之外,以与实例5相同的方式进行膜过滤处理。在实例9中,除了将凝结剂从pacl变为氯化铁(fecl3)之外,以与实例6相同的方式进行膜过滤处理。在实例10中,除了将凝结剂从pacl变为氯化铁(fecl3)之外,以与实例7相同的方式进行膜过滤处理。(比较例5至7)在比较例5中,除了不添加凝结剂之外,以与实例5相同的方式进行膜过滤处理。在比较例6中,除了不添加凝结剂之外,以与实例6相同的方式进行膜过滤处理。在比较例7中,除了不添加凝结剂之外,以与实例7相同的方式进行膜过滤处理。在实例5至实例10和比较例5至比较例7中,测量从开始供水至膜过滤装置直至获得200ml滤液所花费的时间(过滤时间)。结果显示在表4中。较长的过滤时间意味着过滤阻力增加更快。[表4]与其中仅添加絮凝剂的比较例5至比较例7相比,其中添加了絮凝剂和凝结剂的实例5至实例10各自表现出更短的过滤时间。换言之,可以说与比较例5至7比较例相比,在实例5至实例10中更好地抑制了过滤阻力的任何增加。附图标记列表1至6:处理系统10:第一絮凝反应罐12:絮凝剂添加管线14:絮凝沉降罐15:凝固剂添加装置16:凝固剂添加管线18:第二絮凝反应罐20:膜过滤装置22:待处理的水管线24a-24c:连接管线26,26a,26b:处理水管线28a,28b:搅拌器29:氧化剂添加装置30:氧化剂添加管线32:活性炭装置34:反渗透膜装置36:渗透液管线38:浓缩液管线40:ph调节剂添加装置42:ph调节剂添加管线44:水质检测装置46:控制单元48:朗格利尔饱和指数计算部分50:ph调节剂的量控制部分当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1