[发明专利]一种解决水处理膜生物污染的预处理工艺

说明书

本发明公开了一种解决水处理膜生物污染的预处理工艺，包括下列步骤：生物反应处理步骤和生物抑制环境调理步骤。本发明提供的解决水处理膜生物污染的预处理工艺适用于任何原水的各种膜处理系统的预处理，包括重污染的地表水。也可以处理海水和中水等。通过选择不同的膜过滤系统，可以产生任何纯度的水，包括制药行业所需的中水/饮用水/纯水/超纯水。本发明可以减少后续膜处理工艺的膜生物污染，减少膜的清洗次数从而延长膜的寿命。

技术领域

本发明涉及一种解决水处理膜生物污染的预处理工艺，属于水处理技术应用领域。

背景技术

生产用水（中水/饮用水/纯水/超纯水）进入生产区首先进入储水系统（生产水池），通过水泵送入脱盐水的原水箱，经过水泵加压通过多介质过滤器、超滤进行预处理，进入超滤产水箱。再由水泵通过保安过滤器、反渗透膜生产脱盐水。

为确保反渗透膜进水微生物的有效控制，采取进水分阶段、全过程根据季节水温变化进行杀菌，同时防止微生物抗药性、耐药性，采用氧化性杀菌剂为主、两种非氧化性杀菌剂为辅交替杀菌，防止微生物生长繁殖爆发，强调预防性杀菌，确保生产的长周期正常运行。

运用反渗透技术生产锅炉给水、工业脱盐水工艺过程中，微生物污染反渗透膜经常发生且影响装置正常运行。生物污染反渗透膜会出现以下问题：1）反渗透膜元件的生物污染将严重影响反渗透装置的性能，出现进水至浓水间压差的迅速增加，导致膜元件机械损坏、产水量的下降。2）膜元件的产水侧也会出现生物污染，导致产品水受污染。一旦产生生物膜，清洗就非常困难。3）因为生物膜能保护微生物受水力的剪切力影响和化学品的消毒作用，此外，没有被彻底清除掉的生物膜将引起微生物的再次快速的滋生。

中国专利CN 104014247 A公开了一种防止微生物污染反渗透膜的杀菌方法，主要是连续加入氧化性杀菌剂NaClO5% 溶液至原水箱，通过在超滤后连续投加还原剂NaHSO35%W/V 溶液，彻底去除残留余氯，控制反渗透入口进水PH 值在7.1-7.4 之间，监测控制保安过滤器前ORP 在200mv-300mv。该发明采用以氧化性杀菌剂为主、两种非氧化性杀菌剂交替进行预防性杀菌。其缺点是，杀菌剂无法完全消灭微生物，因为微生物具有抗药性和耐药性，且杀死的微生物残体成为其他微生物的营养物质，加剧了膜生物污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种解决水处理膜生物污染的预处理工艺。

为了实现该目标，本发明提供的预处理工艺由两部分组成：生物反应处理步骤和非氧化性生物抑制环境调理步骤。

在实际生产应用中，原水经本工艺设备进行预处理后可进入膜处理系统（通过本工艺处理后一般首选膜过滤系统，特别是反渗透膜）进行后续进一步处理。

例如，生产饮用水。原水首先进入本工艺的第一部分—生物反应处理步骤。在生物反应器中建立一个积极活跃生物群落，即创造一种良好的微生物生长环境，使各种微生物群落繁殖，通过这种方法可以去除原水中80%到90%的可生物降解的总有机碳TOC，使得剩余的总有机碳TOC含量符合饮用水指标。

去除大部分有机基底物后的出水进入本工艺的第二部分——生物抑制环境调理步骤，投加非氧化性生物抑制剂，进一步阻止微生物物质代谢。本发明摒弃了传统投加氯灭菌的方法，采用投加生物抑制剂的方法（即通过一个系统来最大限度的降低微生物生长繁殖）制备中水/饮用水/纯水/超纯水，制水更经济。

经过生物反应器在出水中仍然残留的少量微生物，本发明将在工艺技术上通过以下两个措施抑制细菌生长的条件：

1.缺乏有机基质，即缺乏可生物降解的总有机碳；

2.投加生物毒性的抑制剂，通过生物毒性强有效抑制物质代谢。

因此，经过两道工序处理以后，后续膜处理工艺的膜生物污染减少。如果在生物反应器后面没有加入生物抑制剂，那么微生物有可能会在一定条件范围内利用剩余的可降解总有机碳TOC，以形成生物膜污染。