[发明专利]反渗透膜上溶解性微生物产物类有机污染物的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种水处理技术领域的方法，具体是一种用于反渗透膜上溶解性微生物产物类有机污染物的控制方法。

背景技术

当前，由于水资源的过度使用以及持续污染，导致水资源短缺问题日益严重。反渗透(RO)脱盐技术由于设备投资省、能量消耗低、建设周期短等诸多优点，近年来发展迅速，正日益成为水处理方面的主导技术。目前，不仅利用RO技术从海水、地表水中获得饮用水资源取得了很大进展，而且利用RO技术对污水处理厂的二级出水进行回用处理以作为非直接饮用水源也得到了普遍的关注。

然而，在RO处理二级出水过程中，膜污染始终是制约该技术广泛应用的瓶颈之一。经过生物处理之后的二级出水中产生了大量的溶解性微生物产物，通过预处理并不能够有效地清除这些物质，而且溶解于水体中的有机物大多带有电荷，能够牢固地吸附在膜表面形成有机物薄膜污染层，是目前让反渗透行业最头痛也是最难于解决的问题，此类膜污染物会导致反渗透膜性能快速衰退，使反渗透膜的脱盐率、产水率快速、大幅降低。因此如何减轻溶解性微生物产物类有机污染物对反渗透膜的污染，在二级废水回用中愈来愈引起人们的关注。

目前对反渗透膜的有机污染主要采取的措施有以下三种：第一是根据进水水质采用适宜的预处理方法，尽可能地减少进入RO系统的有机污染物质；第二是开发耐污染的反渗透复合膜材料，或者对膜表面通过物理、化学、接枝、共混或等离子体改性等方法在膜表面引入所需的活化基团或支链，以改善膜的亲水性能、使膜的表面更加光滑，耐污染性更强；第三当产水量下降到一定程度时，选择合适的清洗液对污染物质进行有效的清洗。但是这些措施主要是针对膜材料的改进、污染前的处理以及污染后的清洗，而针对反渗透运行过程中有效地减缓膜有机污染的措施研究得很少。如果在反渗透运行中能有效减缓膜的有机污染，则对于延长膜的使用寿命、延长清洗周期和确保反渗透装置的正常运行都有着重要的作用，所以研究在反渗透运行过程中采用合适的方法来减缓膜的有机污染意义重大。

经过对现有技术的检索发现，Hong和Elimelech(Hong S，Elimelech M.Chemical and physical aspects of natural organic matter(NOM)fouling of nanofiltration membranes.Journal of Membrane Science，1997，132：159-181)曾采用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)来减轻纳滤膜上天然有机物腐殖酸的污染，他们利用强螯合剂EDTA对钙离子的螯合作用来减少废水中的自由钙离子和已与腐殖酸螯合的钙离子浓度，从而减少腐殖酸在纳滤膜上的沉积。

但是该现有技术中所采用的EDTA浓度较高，因EDTA与钙离子是按化学计量1∶1进行反应的，因此该技术中药剂成本很高，根本不适宜大规模工程应用。此外，腐殖酸是天然有机物，与溶解性微生物产物相比其官能团少，对反渗透膜造成的污染较轻。综上，目前文献中尚缺乏在反渗透运行过程中控制溶解性微生物产物类有机污染的有效方法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种反渗透膜上溶解性微生物产物类有机污染物的控制方法，可以有效地减缓反渗透膜的有机污染速率以及延长膜的清洗周期，降低运行成本。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明通过在溶解性微生物产物对反渗透膜的污染过程中向反渗透系统内添加低于或等于10mg/L浓度的复合阻滞剂，该复合阻滞剂由质量比占80％的羟基亚乙基二膦酸(HEDP)和质量比占20％的聚丙烯酸(PAA)构成，实现反渗透膜上溶解性微生物产物污染的控制，具体包括以下步骤：

第一步、在反渗透膜浓缩液出口安装压力表、浓水阀门、流量计及循环回路，并在反渗透膜器产水端安装小量程流量计，使浓水和产水全部回流至原水槽进行循环；

第二步、在原水槽与反渗透膜器之间的高压泵后安装一个旁路阀门，然后在原水槽中安装换热器并使其与恒温槽连接；

第三步、在原水槽中配制所需的含有溶解性微生物产物的污染溶液，并添加0-10mg/L的质量比占80％的HEDP和质量比占20％的PAA，开启恒温槽，使原水槽内的溶液温度恒定在10-30℃，调节pH值并启动反渗透系统，并调节反渗透膜进水压力为0.8-20MPa，浓水流量为50-50000L/h。

第四步、记录反渗透系统运行过程中产水通量、溶液温度、进水以及产水电导等随时间的变化，并由此计算归一化产水通量值Jv/Jv0，得到反渗透膜的污染曲线。污染曲线的Jv/Jv0下降幅度越小，说明膜污染越轻。