[发明专利]一种采用正渗透技术在线清洗微污染纳滤膜的系统及工艺

说明书

本发明公开了一种采用正渗透技术在线清洗微污染纳滤膜的系统及工艺，涉及水处理膜分离技术领域，包括纳滤原水罐、纳滤膜组件、清水罐、正渗透原料液罐、正渗透汲取液罐、第一盐水罐、第二盐水罐、水浴温控箱。对比现有技术本发明的有益效果在于：采用正渗透技术作为纳滤膜清洗系统，可以实现纳滤膜的高效清洗，实现纳滤膜的循环再生，以达到去除微污染原水中溶解性有机物及钙镁硬度及延长使用寿命的目的，同时能耗低、自动化运行程度高，有利于产业化推广运用。

技术领域

本发明涉及水处理膜分离技术领域，具体为一种采用正渗透技术在线清洗微污染纳滤膜的系统及工艺。

背景技术

近年来，随着我国环境治理的不断稳步有序地推进，水环境不断得到改善，但是地表水污染依然十分严重，尤其是微污染地表水。微污染地表水是指受到有机物污染，部分水质指标超过《地表水环境质量标准》Ⅲ类水体标准，主要是高锰酸盐指数、氨氮、COD、BOD 和挥发酚等水质指标超标。常规的饮用水处理技术对微污染地表水中的污染物的去除效率较低，致使出水水质难以达到新的国家饮用水水质标准，不能保障人民的饮水安全。

在水处理技术研究发展过程中，膜技术被称为是 21 世纪的水处理技术，目前已在水处理领域得到了广泛的推广和应用。水处理中常见的膜分离技术包括压力膜（微滤、超滤、纳滤、反渗透）、电渗析、膜蒸馏及液膜技术等。其中，纳滤膜的分子截留量介于超滤与反渗透之间，且表面带有电荷，所以在过滤过程中同时具备筛分效应和道南效应。纳滤技术由于其独特的过滤原理被广泛应用于饮用水深度处理、工业浓缩分离等过程。

然而，现有纳滤技术电能消耗大、膜通量低、膜设备投资大，而且纳滤膜在高效去除有机污染物的同时，常会被溶解性有机物导致不可逆膜污染，特别是膜孔堵塞污染，最终影响纳滤工艺的产水水量及水质。为了解决膜的污染问题，提高膜的使用寿命，必须对膜进行清洗。膜的清洗方式包括物理清洗和化学清洗。物理清洗有正向和反向水力冲洗、负压、气洗等，采用机械处理手段将污染物从膜表面移出或去除，然而，这些清洗方法对应设备设计和操作控制较为复杂，而且对于纳滤等高压膜较难实施反向清洗。对于污染严重的膜，仅靠物理清洗很难使膜通量完全恢复，必须借助于化学清洗。常用的化学清洗试剂包括碱、酸、金属螯合剂、表面活性剂、氧化剂和酶、盐等。化学清洗剂通过改变污染物结构形态或污染层表面化学性质方式来消除膜污染，并且清洗效率还要受温度、pH值、化学清洗试剂浓度、化学溶液和膜之间的接触时间等操作条件影响，因此化学清洗所受限制颇多。

研究去除溶解性微污染有机物的新型纳滤膜清洗方法，不仅可有效降低膜污染、提高压力膜产品水的水量水质以及节省膜技术的整体能耗，而且对于确保饮用水水质安全，保障人民健康水平具有更加重大的社会效应；正渗透技术因具有能量消耗少，设备简单，具有较高回收率等优势；其作为辅助工艺，使得纳滤工艺的处理效果提升，正渗透具有良好的发展前景。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种采用正渗透系统在线清洗微污染纳滤膜的系统及工艺，以解决上述背景问题提到的物理清洗和化学清洗自身局限性的问题，从而实现在线高效率的纳滤膜清洗，并且能耗低、可自动化运行，特别有利于产业化推广运用。