全膜法去除水中二价离子的制作方法

文档序号:20354488发布日期:2020-04-10 23:15阅读:492来源:国知局
本发明涉及工业污水处理领域,更具体地说,是涉及全膜法去除水中二价离子。
背景技术
:水中通常含有大量二价离子,尤其是工业污水,而水中的二价离子通常包括阴离子(例如硫酸根、碳酸根、亚硫酸根、磷酸氢根等)和阳离子(例如钙、镁、铜等离子)。目前能够同时祛除两类二价离子的手段主要是反渗透技术,但反渗透膜材料在除去二价离子的同时也会除去大部分一价离子,没有选择性,造成处理成本较高。对于水中的二价阳离子,尤其是对于硬度(钙、镁离子),目前工业中常用沉淀法或离子交换树脂进行祛除。沉淀法通过加入生石灰、氢氧化钠等碱性药剂使钙镁离子、硫酸根离子沉淀,然后沉淀絮凝,最终过滤除去二价离子。该方法需要加入与离子等摩尔量的化学药品,成本较高,且沉淀絮凝过程占地面积大、耗时较长,尤其对于镁离子形成的沉淀颗粒较细,过滤非常困难。离子交换法是采用离子交换树脂将水中的阳离子(主要是钙、镁)转化为钠离子,从而达到去除二价阳离子的目的。该方法的实质是将二价阳离子转化为一价阳离子,从离子数量来看不降反升。而且离子交换树脂需要经常再升,产生的强酸/强碱废液也需要较高的成本进行无害化处理。反渗透技术由于没有选择性,运行成本高。沉淀法采用大量药剂处理,成本同样较高,且产生大量强酸/强碱等难处理废液,产生额外处理费用;该方法对二价阳离子往往较为有效,对二价阴离子,尤其是硫酸根离子,不能完全除去,如果对产水水质要求较高,还需要配合其他方法。离子交换法只是将二价阳离子“交换”为一价阳离子,并未真正降低杂质离子含量,且离子交换树脂需要经常进行再生,产生强酸/强碱等难处理废液。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题是,克服现有技术中存在的不足,提供一种全膜法去除水中二价离子。本发明全膜法去除水中二价离子,通过下述技术方案予以实现,首先进入荷负电纳滤膜系统,除去二价阴离子,部分二价阳离子同时被除去;该系统产水进入荷正电纳滤膜系统,除去剩余的二价阳离子,其产水即不含二价离子,荷负电纳滤膜系统和荷正电纳滤膜系统的运行工艺参数设置为:回收率应控制在50%-60%之间,运行压力控制在0.3-0.7mpa。荷负电纳滤膜系统和荷正电纳滤膜系统的清洗周期约1-2个月,或每日产水量下降5%-10%进行清洗。荷负电纳滤膜系统需在荷正电纳滤膜系统前设置,这样可大幅降低荷正电纳滤膜的污染速率,延长反洗周期,提高荷正电纳滤膜的使用寿命。与荷负电纳滤膜相比,荷正电纳滤膜极易被水体中胶体污染(通常荷负电)。因此,除前置荷负电纳滤膜进行保护外,还要适当控制回收率,降低运行压力,并缩短清洗周期。本工艺即可采用卷式纳滤膜,也可采用中空纤维纳滤膜,亦可组合使用。若采用中空纤维纳滤膜,可结合使用非稳态运行工艺,相应的清洗过程可采用反冲洗方式。两者结合使用可大幅度提高膜的耐污染性,尤其合适水质较差的环境。对于钙离子较高的水质,可适当添加阻垢剂等添加剂以防止结垢。对于中空纤维纳滤膜,可在反洗过程中添加柠檬酸等化学物质以增强清洗效果。本工艺在废水处理中可承接mbr产水,或在给水中承接二沉池/超滤出水,可实现去除二价离子,脱硝,除硬度等功能。与现有技术相比,本发明的有益效果是:1.本发明方法可以选择性除去二价阳离子及二价阴离子,降低能耗,降低运行成本。2.本发明方法可以连续化运行,操作简便,无需定期再生。3.本发明方法不使用强酸/强碱等化学药剂。4.本发明方法无废液产生,对环境污染小,是更为环保的处理方法。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。对比例1某化工园区污水处理企业,每日处理20000-26000吨污水,其膜生物反应器(mbr)产水中主要包含钙离子35-50mg/l,镁离子25-40mg/l,硫酸根离子250-300mg/l,浊度1-3ntu。企业通过加入氢氧化钠使钙镁离子沉淀。经沉淀絮凝后,中和至中性,再经过卷式纳滤膜脱硝后,供部分企业回用。对比例2该企业mbr产水首先经过卷式纳滤膜脱硝,再采用离子交换树脂去除硬度,产水供部分企业回用。对比例3其mbr产水首先经过超滤膜,产水进入反渗透系统脱除二价离子及部分一价离子后,供部分企业回用。对比例4将该企业mbr产水首先通过荷正电卷式纳滤膜进行处理,再进入荷负电卷式纳滤膜系统,产水供部分企业回用。实施例1该企业mbr产水首先通过荷负电卷式纳滤膜进行处理,再进入荷正电卷式纳滤膜系统,荷负电纳滤膜系统和荷正电纳滤膜系统的运行工艺参数设置为:压力0.7mpa,回收率分别为75%和67%,温度35℃,ph=7.3,产水回用。实施例2其mbr产水首先通过荷负电中空纤维纳滤膜进行处理,再进入荷正电中空纤维纳滤膜系统,其余与实施例1相同。实施例3其mbr产水首先通过荷负电卷式纳滤膜进行处理,再进入荷正电中空纤维纳滤膜系统,其余与实施例1相同。实施例4其mbr产水首先通过荷负电中空纤维纳滤膜进行处理,再进入荷正电卷式纳滤膜系统,其余与实施例1相同。实施例5其mbr产水水质劣化,钙离子130-150mg/l,镁离子60-75mg/l,硫酸根离子370-450mg/l,浊度2-7ntu。其余与实施例1相同。实施例6其mbr产水水质劣化,钙离子130-150mg/l,镁离子60-75mg/l,硫酸根离子370-450mg/l,浊度2-7ntu。其余与实施例2相同。实施例7其mbr产水水质劣化,钙离子130-150mg/l,镁离子60-75mg/l,硫酸根离子370-450mg/l,浊度2-7ntu。其余与实施例3相同。占地面积,平方米吨水成本,元/吨清洗/再生周期,周对比例132002.23-5对比例28001.91-2对比例37502.18-12对比例472032-3实施例17201.512-16实施例27201.524-50实施例37201.516-20实施例47201.512-16实施例57201.88-10实施例67201.824-30实施例77201.812-16从上述表格看出,采用全膜法去除二价离子可同时获得较小的占地面积、较低的吨水成本及较长的清洗周期。特别地,中空纤维纳滤膜耐污染性较卷式膜更为突出,尤其适合水质较为恶劣的环境。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12
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