[发明专利]一种利用超滤膜和膜电容去离子组合工艺处理微咸湖库水的方法

说明书

技术领域

本发明设计水处理技术领域，尤其涉及一种利用超滤膜和膜电容去离子组合工艺处理微咸湖库水的方法。

背景技术

当地表土壤存在盐渍化现象时，该地区的地下水，甚至由地表径流汇集的坑塘、洼淀积水大都是咸水、微咸水。大多数微咸湖库水，都是河水注入的，在径流过程中，不可避免将有机质等带入湖库水中。高浓度含盐废水的主要处理方法有反渗透、离子交换、蒸馏、稀释等，处理成本比较高。

膜电容器去离子技术是一种高效、能耗低的水处理技术，对于离子有很高去除效率，但是膜电容去离子装置两极的阴阳离子交换膜极易被污染，膜面堵塞，造成出水盐度升高，出水水质变差等现象。湖库水中的主要污染物包括阴离子表面活性剂、油类、胶体物质、腐植酸盐、菌、藻等悬浮物质。而阴离子表面活性剂、油类等，胶体物质、腐植酸盐、天然有机质、阴离子聚丙烯酰胺、阴离子染料、蛋白质、肽、菌、藻等易造成离子交换膜污染严重。

超滤是一种能将溶液进行净化和分离的膜分离技术，被大量用于水处理工程。超滤膜系统是以超滤膜丝为过滤介质，膜两侧的压力差为驱动力的溶液分离装置。超滤膜只允许溶液中的溶剂(如水分子)、无机盐及小分子有机物透过，而将溶液中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质截留，从而达到净化和分离的目的。将超滤膜与膜电容去离子技术联用，实现进水中有机物等物质的高效截留，降低其对阴阳离子交换膜的影响，从而可以很大程度地提高膜电容去离子装置的运行时间及运行效率。

发明内容

解决的技术问题：本申请提供一种利用超滤膜和膜电容去离子组合工艺处理微咸湖库水的方法，避免了湖库水中的有机物黏附于电容去离子装置的阴阳离子交换膜和电极上，从而保证了电容去离子装置的脱盐处理效果。

技术方案：

一种利用超滤膜和膜电容去离子组合工艺处理微咸湖库水的方法，包括以下步骤：

第一步：将微咸湖库水通过超滤膜组件过滤，水中的有机物被超滤膜截留；

第二步：经超滤膜组件过滤后的出水通过膜电容去离子组件，吸附水中阴阳离子，实现微咸湖库水的离子的去除；

第三步：每过滤20-60 分钟，所述超滤膜组件自动控制清洗，所述自动控制清洗方式为气水联合清洗；

第四步：当经膜电容去离子组件处理后的出水电导率上升或装置两端电压超过1.2V时，电极吸附离子达到饱和，膜电容去离子组件进行反接再生处理。

作为本发明的一种优选技术方案：所述超滤膜组件采用聚偏氟乙烯或聚醚砜中空纤维膜，外压式过滤，水温10-35℃，截留分子量为30-70 kDa。

作为本发明的一种优选技术方案：所述超滤膜组件采用自动控制清洗，即每过滤20-60 分钟进行气水联合清洗，此外，当进水压力超过膜组件厂商设定值时，对膜组件进行化学清洗以恢复膜组件的通量。

作为本发明的一种优选技术方案：所述膜电容去离子组件由膜电容去离子组件I以及膜电容组去离子组件II串联组成，膜电容装置均为石墨片负载的活性炭纤维毡，在活性炭纤维毡表面布有阴、阳离子交换膜，膜电容去离子组件I以及膜电容组去离子组件II均采用直流恒电流控制模式，即在电流密度为0.2 - 3.5 mA/cm²下运行，膜电容去离子组件I实现60%-75%的盐度去除，膜电容组去离子组件II实现膜电容去离子组件I出水中90%-95%的盐度去除。

作为本发明的一种优选技术方案：所述膜电容去离子组件采用反接再生，当经膜电容去离子组件处理后的出水电导率上升或装置两端电压超过1.2V时，电极吸附离子达到饱和，进入再生阶段，将膜电容去离子装置两极板所接电极反接，并以原水冲洗膜电容去离子装置两极板，以达到离子脱附的效果，此过程采用直流恒电压控制模式，即控制膜电容去离子装置两端电压为1.2V进行电极的再生，再生过程进行至冲洗水出水电导率不再发生变化，表示电极再生过程结束，冲洗水初次使用后储存至液罐中，继续用于下个再生周期，进行循环使用。

有益效果：

本申请所述利用超滤膜和膜电容去离子组合工艺处理微咸湖库水的方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 显著提高了膜电容去离子组件的运行寿命和脱盐效率；

2. 相比于现阶段的反渗透膜以及电渗析去离子技术，膜电容去离子技术具有能耗低，膜污染速率低等优势；

3. 膜电容去离子组件碳电极吸附饱和后，可通过短接或加反向电压等方式实现电极的再生，操作简单方便；