申請日2015.07.29

　　公開(公告)日2015.12.16

　　IPC分類號C02F1/44; C02F9/04; C02F9/02

　　摘要

　　一種超親(疏)水納濾膜組合的高效水處理方法，屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域。首先將自然水水源進(jìn)行預(yù)處理，去除懸浮物、膠體、細(xì)菌等物質(zhì)，然后用超親水納濾膜或超疏水納濾膜對其進(jìn)行過濾，分步有效去除水體中的疏水和親水性物質(zhì)，此方法可以針對水體中不同親疏水性的污染物進(jìn)行分步、高效去除，同時賦予膜組件良好的抗污染性能，并且大大提高了飲用水出水品質(zhì)。

　　權(quán)利要求書

　　1.超親水納濾膜和超疏水納濾膜組合的高效水處理方法，其特征在于，包括 以下步驟：

　　(1)將天然水體進(jìn)行預(yù)處理，去除懸浮物、膠體、細(xì)菌物質(zhì);

　　(2)將步驟(1)所得溶液作為進(jìn)料液通過超親水納濾膜或超疏水納濾膜， 進(jìn)行過濾，得到濾過液，過濾操作壓力范圍為0～2.0MPa,進(jìn)料液溫度范圍為 0℃～60℃;

　　(3)將步驟(2)所得濾過液作為進(jìn)料液，再通過相應(yīng)的超疏水納濾膜或超 親水納濾膜進(jìn)行過濾，操作壓力范圍為0～2.0MPa,進(jìn)料液溫度范圍為0℃～ 60℃。

　　2.按照權(quán)利要求1的超親水納濾膜和超疏水納濾膜組合的高效水處理方法， 其特征在于，步驟(2)采用超親水納濾膜則對應(yīng)步驟(3)采用超疏水納濾膜， 若步驟(2)采用超疏水納濾膜則對應(yīng)步驟(3)采用超親水納濾膜。

　　3.按照權(quán)利要求1的超親水納濾膜和超疏水納濾膜組合的高效水處理方法， 其特征在于，若步驟(2)中的進(jìn)料液中疏水物質(zhì)相對較多，則步驟(2)采用 超親水納濾膜則對應(yīng)步驟(3)采用超疏水納濾膜;若步驟(2)中的進(jìn)料液中 親水物質(zhì)相對較多，則步驟(2)采用超疏水納濾膜則對應(yīng)步驟(3)采用超親 水納濾膜。

　　4.按照權(quán)利要求1的超親水納濾膜和超疏水納濾膜組合的高效水處理方法， 其特征在于，所述的天然水體主要包括地表水或地下水。

　　5.按照權(quán)利要求1的超親水納濾膜和超疏水納濾膜組合的高效水處理方法， 其特征在于，所述的預(yù)處理方法包括吸附、沉淀、過濾、混凝中的一種或者幾 種方法。

　　6.按照權(quán)利要求1的超親水納濾膜和超疏水納濾膜組合的高效水處理方法，其 特征在于，所述的超親水膜是將1μL-10μL純水滴在超親水膜表面，在30s內(nèi) 其接觸角小于等于5°;

　　所述的超疏水膜將1μL-10μL純水滴在膜表面，在30s內(nèi)其接觸角大于等 于150°。

　　說明書

　　超親(疏)水納濾膜組合的高效水處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種超親(疏)水納濾膜組合的高效水處理方法，屬 于膜分離技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快， 大量的生活和工業(yè)廢水排入水體，使人類賴以生存的飲用水水源日益 受到污染。據(jù)報道，我國目前90%以上的飲用水水源為微污染水體， 全國約有3億人喝不上達(dá)標(biāo)的飲用水，飲用水安全問題已經(jīng)引起了社 會各界的廣泛關(guān)注。由于飲用水水源的不斷惡化，傳統(tǒng)的混凝、沉淀、 過濾和消毒處理工藝已經(jīng)難以滿足日益嚴(yán)格的水質(zhì)要求。在飲用水處 理技術(shù)的更新?lián)Q代中，與常規(guī)水處理工藝相比，膜分離技術(shù)具有出水 優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定、安全性高、占地面積小、容易實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng) 成為21世紀(jì)最有應(yīng)用價值的水處理技術(shù)之一。

　　在膜分離技術(shù)蓬勃發(fā)展的過程中，膜污染是其大規(guī)模應(yīng)用的主要 技術(shù)瓶頸，長期運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的膜污染問題不僅導(dǎo)致膜通量下降、出水 水質(zhì)惡化、能耗加大，同時運(yùn)行后期膜更換也造成了膜技術(shù)處理成本 的提高。因此，發(fā)展一種兼?zhèn)涓叱鏊�品質(zhì)和抗污染能力的膜法水處理 工藝有著十分重要的意義。許多研究者嘗試將幾種不同工藝進(jìn)行組合 來降低膜污染并提高出水品質(zhì)，例如混凝-超濾，絮凝-砂率-超濾/ 納濾，電場-超濾，活性炭(臭氧)-混凝-超濾/納濾，超濾-反滲透 等工藝，并取得了一定的效果。眾所周知，根據(jù)親疏水性不同，水體 中污染物小分子可以分為親水性物質(zhì)、疏水性物質(zhì)和中性物質(zhì);膜表 面也呈現(xiàn)出不同的親疏水性。然而目前尚未有研究者依據(jù)污染物和膜 表面的親疏水性進(jìn)行處理工藝的改進(jìn)。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明目的在于提供一種可以針對水體中親疏水性不同的污染 物進(jìn)行分步高效去除，并具備良好的抗污染性能的超親(疏)水納濾 膜組合的高效水處理方法，一般污染水的污染物都為親水性的或/和 疏水性的物質(zhì)和少量中性物質(zhì)，尤其很小的顆粒污染物目前還無法有 效地去除，采用本發(fā)明方法可分步除去親水性的或疏水性的物質(zhì)，經(jīng) 過過濾可進(jìn)一步除去中性污染物。

　　該方法包括以下步驟：

　　(1)將天然水體進(jìn)行預(yù)處理，去除懸浮物、膠體、細(xì)菌等物質(zhì)。

　　(2)將步驟(1)所得溶液作為進(jìn)料液通過超親水納濾膜或超疏 水納濾膜，進(jìn)行過濾，得到濾過液，過濾操作壓力范圍為0～2.0MPa, 進(jìn)料液溫度范圍為0℃～60℃。

　　(3)將步驟(2)所得濾過液作為進(jìn)料液，再通過相應(yīng)的超疏水 納濾膜或超親水納濾膜進(jìn)行過濾，操作壓力范圍為0～2.0MPa,進(jìn)料 液溫度范圍為0℃～60℃。

　　步驟(2)采用超親水納濾膜則對應(yīng)步驟(3)采用超疏水納濾膜， 若步驟(2)采用超疏水納濾膜則對應(yīng)步驟(3)采用超親水納濾膜。

　　若步驟(2)中的進(jìn)料液中疏水物質(zhì)相對較多，則步驟(2)采用 超親水納濾膜則對應(yīng)步驟(3)采用超疏水納濾膜。若步驟(2)中的 進(jìn)料液中親水物質(zhì)相對較多，則步驟(2)采用超疏水納濾膜則對應(yīng) 步驟(3)采用超親水納濾膜。

　　在本發(fā)明的方法中，所述的天然水體主要包括地表水或地下水。

　　在本發(fā)明的方法中，所述的預(yù)處理方法包括吸附、沉淀、過濾、 混凝中的一種或者幾種方法。

　　在本發(fā)明的方法中，所述的超親水納濾膜，其表現(xiàn)為，將1μL-10 μL純水滴在超親水膜表面，在30s內(nèi)其接觸角小于等于5°。

　　在本發(fā)明的方法中，所述的超疏水納濾膜，其表現(xiàn)為，將1μL-10 μL純水滴在膜表面，在30s內(nèi)其接觸角大于等于150°。

　　本發(fā)明在步驟(2)中采用超親水納濾膜或超疏水納濾膜對應(yīng)除 去大部分的疏水物質(zhì)或親水物質(zhì)，在步驟(3)中再采用超疏水納濾 膜或超親水納濾膜對應(yīng)除去大部分的親水物質(zhì)或疏水物質(zhì)，從而達(dá)到 水的凈化。

　　本發(fā)明技術(shù)方案的原理是：水體中污染物根據(jù)親疏水性不同可以 分為親水性物質(zhì)和疏水性物質(zhì)。在溶液中，超親水膜表面有一層水化 層，可以阻止疏水物質(zhì)接近膜表面，因此超親水膜對疏水物質(zhì)有很好 的截留效果;在超疏水膜表面有一層氣體層，可以阻止親水物質(zhì)接近 膜表面，因此超疏水膜對親水物質(zhì)有很好的截留效果。本文通過超親 (疏)水納濾膜的組合過濾的方法，可以對水體中的親疏水性不同的 污染物進(jìn)行分步高效去除，同時兼?zhèn)淞己玫目刮廴拘阅埽�使得最終的 水潔凈。本發(fā)明可以根據(jù)需要再增加超親水納濾膜或超疏水納濾膜的 組數(shù)。