CN103058410B - 过滤水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过滤水的方法。该方法，包括如下步骤：向原水中加入高锰酸钾和亚铁盐，混匀后进行絮凝反应形成絮体后再进行过滤。该方法利用高锰酸钾氧化二价铁、有机物的作用和原位形成的三价铁的高效絮凝作用，能够降低水中污染物的浓度，提高絮凝效果，增大形成絮体的初始颗粒大小，降低膜表面滤饼层的密实度和厚度，从而达到控制膜污染完成水过滤的目的。
Description
技术领域
本发明属于水处理中膜过滤净水领域，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。化学混凝作为一种预处理方法，能够对MF/UF***的膜污染产生一定的影响。FeCl3作为混凝剂进行预处理，对延缓膜污染具有明显的作用，并且能够较好的去除天然有机物。混凝后的絮体还可以有效地吸附水中剩余的中性憎水性小分子物质，提高膜通量进而减轻膜污染。
至今，还没有在水处理中关于膜前预处理中原位形成Fe(III)对控制膜污染和同时去除有机物的报道。
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：向原水中加入高锰酸钾和亚铁盐，混匀后进行絮凝反应形成絮体后再进行过滤。
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）；所述亚铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、和硝酸亚铁中的至少一种。
所述高锰酸钾和亚铁盐的加入方式为同时加入或先加入高锰酸钾与原水混合10秒至10分钟后再加入亚铁盐。
所述高锰酸钾与亚铁盐的投料摩尔比为1：3至1：2，优选1：3，具体由水中有机物的性质决定。
所述亚铁盐与所述原水的用量比为0.05~0.3mmol：1L，优选0.1mmol：1L，具体由水中有机物的性质决定。
所述絮凝反应步骤中，时间为10-30分钟；具体的，20-30℃条件下优选15分钟；1-10℃下优选20分钟甚至更长以促进絮凝作用，更优选20分钟-40分钟。
所述过滤步骤中，所用过滤组件为超滤膜组件，具体可为浸没式中空超滤膜组件或浸没式中空微滤膜组件。
由于高锰酸钾具有氧化作用，其能氧化二价铁，同时能氧化水中的部分污染物，原位形成的三价铁具有更高的去除水中污染物的能力，其形成的絮体比常规三价铁形成的絮体大，絮体的结构更加松散（分形维数小），并且组成絮体的初始颗粒大小显著增大，絮体形成的滤饼层更为蓬松，更薄，因而，在原水中加入高锰酸钾和二价铁对原水进行化学预处理，利用高锰酸钾氧化二价铁、有机物的作用和原位形成的三价铁的高效絮凝作用，能够降低水中污染物的浓度，提高絮凝效果，增大形成絮体的初始颗粒大小，降低膜表面滤饼层的密实度和厚度，从而达到控制膜污染完成水过滤的目的。
附图说明
图1为水的运行压力随时间的变化关系图。
图2为水中有机物的凝胶色谱变化图。
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（DOC，0.45μm膜过滤）利用总有机碳分析仪采用680℃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实验配水（也即原水），腐植酸与自来水的用量比为5mg：1L，该实验配水的基本参数如下：TOC为4.08mg/L，浊度为3.32NTU，pH值为7.95。
在上述实验配水中同时加入摩尔比为1：3的高锰酸钾和氯化亚铁盐（该亚铁盐与原水的用量比为0.1mmol：1L），于25℃先混合1分钟混匀后再进行絮凝反应15分钟，之后进入膜反应器，通过蠕动泵进行恒流过滤，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：TOC为1.57mg/L，浊度为0.05NTU，pH值为7.40。
按照如上步骤，仅不加高锰酸钾和亚铁盐作为对照1；
按照如上步骤，将高锰酸钾和亚铁盐替换为三价铁盐氯化铁，作为对照2，其余条件相同。
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1所得出水水质:TOC为3.29mg/L，浊度为0.08NTU，pH值为7.89；
对照2的出水水质：TOC为1.79mg/L，浊度为0.06NTU，pH值为7.37；
由上可知，利用本发明提供的过滤方法，能够显著提高出水水质。
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，对照1中压力上升较快，而加入高锰酸钾和亚铁盐后的试验配水，压力上升速度显著降低，可见该实施例所述过滤水的方法能显著降低直接过滤造成的膜污染，也优于对照2。
利用凝胶色谱法（SEC）用来检测本实施例及对照1和2出水水中具有紫外活性物质的表观分子量分布，具体检测条件如下：柱子-Waters Ultrahydrogel 250column(7.8mm×300mm)，流动相-缓冲溶液（由0.1mol/L的NaCl水溶液、0.002mol/L的KH2PO4水溶液和0.002mol/L的Na2HPO4水溶液组成），NaCl、KH2PO4、Na2HPO4的摩尔比为0.1：0.002：0.002，pH值为6.8），实验仪器-高效液相色谱（LC-10A,Shimadzu，日本），检测器-UV检测器（SPD-10A，254nm），流动相速度-0.4mL/min。聚乙烯乙二醇（PEG）用来校准摩尔分子量和保留时间的关系。水样注射进样量为50μL，所得结果见图2。
由图2可知，按照本实施例的方法对试验配水进行过滤后，相对于对照2对有机物具有更好的去除能力。
Claims (6)
1.一种过滤水的方法，包括如下步骤：向原水中加入高锰酸钾和亚铁盐，混匀后进行絮凝反应形成絮体后再进行过滤；
所述高锰酸钾与亚铁盐的投料摩尔比为1：3至1：2；
所述亚铁盐与所述原水的用量比为0.05～0.3mmol：1L；
所述过滤步骤中，所用过滤组件为超滤膜组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述亚铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁和硝酸亚铁中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述高锰酸钾和亚铁盐的加入方式为同时加入或先加入高锰酸钾与原水混合10秒至10分钟后再加入亚铁盐。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述亚铁盐与所述原水的用量比为0.1mmol：1L。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述絮凝反应步骤中，时间为10-30分钟。
6.根据权利要求1或2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。
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