[0001]
本发明属于废水深度处理领域，尤其涉及一种膜扩散混凝预处理系统。
背景技术：
[0002]
随着工业发展，废水排放量增加，且工业废水成分复杂。废水通常经水质调节、预处理、深度处理等工艺单元，实现废水净化、资源回收；预处理单元可去除大部分污染物，随着工艺技术优化，污染物去除率可以维持较高水平，但预处理单元产水往往还残余不少污染物，部分污染物随着处理深度增加，会加速后续处理单元的污染，且预处理后残余污染物浓度降低，不利于去除。
[0003]
针对预处理后残余污染问题，目前采取的措施包含二级处理、深度处理等，二级处理为相同工艺串联，强化去除效果，但预处理后污染物浓度降低，采用相同工艺进行二次处理去除率明显降低；深度处理多采用去除率更高，去除精度更大的处理技术，常在废水浓缩过程中设置，经浓缩后污染物浓度提高，对后续单元污染严重，因此需设置深度处理单元，以降低后续单元污染风险。
[0004]
例如废水中钙、镁等硬度离子常采用石灰、氢氧化钠、碳酸钠等试剂进行混凝软化，去除大部分硬度离子，残余硬度一般在50mg/l（以caco3计）以下，但在后续浓缩过程仍存在较大结垢风险，通常在浓缩单元设置离子交换树脂单元用于深度软化，出水硬度控制在2mg/l（以caco3计）以下；氟废水通常采用投加石灰或铝盐等去除氟离子，一般出水氟含量小于20mg/l，采用二级处理工艺，其去除效果甚微，因此一般在膜浓缩单元进水增加活性氧化铝或树脂吸附单元，控制出水氟含量小于1mg/l。由此可见，混凝单元只能去除大部分污染物，但残留污染物较难去除，且深度处理技术运行和投资成本较高，因此，强化混凝反应过程，提高混凝剂利用率变得十分必要。
[0005]
cn110104846a公开了一种膜化学反应器、使用其的水处理系统和水处理方法，包括反应器本体，反应器本体具有过滤去和位于过滤区下部的强化反应区，位于过滤区的膜组件，以及位于强化反应区的射流布水器。该装置有效将膜过滤和化学反应直接结合，实现短流程高效除硬、硅、重金属及悬浮物等。该装置通过浸没式膜组件，实现混凝和过滤一体化，节省占地面积，对污染物去除率有一定提升，但其去除精度仍较低，不适用于去除低浓度硬、硅、重金属等，且膜污染严重。
[0006]
cn204958618u公开了一种采用管式微滤膜去除工业用水及废水中硅化物的系统，系统包括反应槽、浓缩槽、管式膜组件、过滤水槽、污泥贮槽和板框压滤机。废水经反应槽除硅后，进入管式膜组件进行过滤，浓水回流至膜组件进水，同时可排入污泥贮槽进行脱水。该工艺系统实现了同时混凝和膜过滤过程，浓水回流强化了混凝过程，且膜组件错流运行，膜污染较低，浓水回流提高了混凝剂利用率，但其传质过程未变，去除精度仍然较低。
技术实现要素：
[0007]
针对上述问题，本高新技术提供了一种膜扩散混凝预处理系统，该系统通过设置
膜扩散混凝单元，强化了混凝剂传质过程，实现了污染物的高精度去除。
[0008]
为达此目的，本高新技术采用以下技术方案：
[0009]
一种膜扩散混凝预处理系统,其特征在于，所述系统包括依次连接的膜扩散混凝单元、多介质过滤单元和超滤单元。
[0010]
所述膜扩散混凝单元包括膜混凝池，在所述膜混凝池内安装有膜组件，所述膜组件之间安装有隔板。
[0011]
所述膜混凝池内安装有曝气装置，所述曝气装置安装在膜组件底部。
[0012]
所述膜组件为浸没式内压膜组件，由内而外依次设置为支撑层和膜表面。
[0013]
所述膜组件为浸没式内压超滤膜，滤膜材料为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的任意一种。
[0014]
所述膜组件的孔径为0.05-1μm。
附图说明
[0015]
图1 是本高新技术一种膜扩散混凝预处理系统的工艺流程图。
[0016]
图2 是应用于本高新技术的膜扩散混凝装置结构图。
[0017]
图3 是本高新技术膜组件的结构示意图。
[0018]
其中：1-膜扩散混凝单元；2-氨吸收单元多介质过滤单元；3-超滤单元；4-膜混凝池；5-膜组件；6-隔板；7-曝气装置。
具体实施方式
[0019]
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
[0020]
如图1所示，一种膜扩散混凝预处理系统,该系统包括依次连接的膜扩散混凝单元1、多介质过滤单元2和超滤单元3。
[0021]
其中，膜扩散混凝单元1包括膜混凝池4，在膜混凝池4内安装有膜组件5，膜组件5之间安装有隔板6，膜混凝池4内安装有曝气装置7，曝气装置7安装在膜组件5底部。
[0022]
优选地，膜组件5为浸没式内压膜组件，由内而外依次设置为支撑层和膜表面。
[0023]
经预处理后或需要深度处理的废水，首先进入膜混凝池4，膜混凝池4内设置有隔板6及膜组件5，并且膜组件5底部设置有曝气装置7。膜组件5为浸没式微滤膜，且为内压型，并连接有混凝剂加药泵，混凝剂经加药泵进入膜组件5内部，并由内向外穿过膜表面，并在膜表面形成混凝剂微小液滴或液膜，废水经隔板6作用依次流经各个膜组件5，并与膜表面所形成的混凝剂微小液滴或液膜接触，从而实现深度混凝处理，且底部伴有曝气装置7，用于降低膜面污染、膜清洗等，由于浸没式膜组件比表面积大，且混凝剂能均匀挂膜，增加了混凝剂与污染物的接触，从而克服了因污染物浓度低导致去除效果差的问题，该工艺可有效提高混凝效率及污染物去除精度。
[0024]
优选地，膜组件5为浸没式内压超滤膜，滤膜材料为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的
任意一种，孔径为0.05μm、0.06μm、0.07μm、0.08μm、0.09μm、0.1μm、0.11μm、0.12μm、0.13μm、0.14μm、0.15μm、0.16μm、0.17μm、0.18μm、0.19μm、0.2μm、0.21μm、0.22μm、0.23μm、0.24μm、0.25μm、0.26μm、0.27μm、0.28μm、0.29μm、0.3μm 、0.31μm、0.32μm、0.33μm、0.34μm、0.35μm、0.36μm、0.37μm、0.38μm、0.39μm、0.4μm、0.41μm、0.42μm、0.43μm、0.44μm、0.45μm、0.46μm、0.47μm、0.48μm、0.49μm、0.5μm 、0.51μm、0.52μm、0.53μm、0.54μm、0.55μm、0.56μm、0.57μm、0.58μm、0.59μm、0.6μm 、0.61μm、0.62μm、0.63μm、0.64μm、0.65μm、0.66μm、0.67μm、0.68μm、0.69μm、0.7μm 、0.71μm、0.72μm、0.73μm、0.74μm、0.75μm、0.76μm、0.77μm、0.78μm、0.79μm 、0.8μm 、0.81μm、0.82μm、0.83μm、0.84μm、0.85μm、0.86μm、0.87μm、0.88μm、0.89μm、0.9μm、 0.91μm、0.92μm、0.93μm、0.94μm、0.95μm、0.96μm、0.97μm、0.98μm、0.99μm、1μm。
[0025]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0026]
1、本高新技术处理系统，适用于混凝后废水或低浓度污染物废水，有效提高对低浓度污染物的去除，实现深度混凝；
[0027]
2、本高新技术适用范围广，适用于去除硬度、硅、氟、重金属等采用化学混凝过程，且运行成本和投资成本低于吸附剂、离子交换树脂等深度处理单元；
[0028]
3、本高新技术利用浸没式内压超滤膜实现混凝剂的膜扩散传质过程，强化混凝反应，有效提高污染物去除精度，产水污染物浓度小于常规混凝出水污染物浓度的10%。
[0029]
实施例1
[0030]
某厂工业废水钙离子50mg/l，镁离子30mg/l，采用如下方法处理该废水：
[0031]
采用膜扩散混凝处理该废水，膜材料为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.05μm，混凝剂为氢氧化钠、碳酸钠。混凝剂经压力提升泵分别进入膜组件，氢氧化钠加药膜组件靠近进水侧，碳酸钠加药膜组件靠近出水侧，从而进行膜扩散混凝反应，加药量为理论值的0.9倍，膜底部进行间歇曝气。产水钙离子3mg/l，镁离子2.5mg/l。
[0032]
对比例1
[0033]
针对上述水质，采用膜化学反应器处理该废水：
[0034]
向该废水中加入混凝剂，混凝剂为氢氧化钠、碳酸钠，加药量为理论值的1.2倍，经搅拌由水泵进入膜化学反应器，进行过滤和充分混凝反应器，膜化学反应器为死端过滤，定期外排污泥，产水钙离子45mg/l，镁离子25mg/l。
[0035]
膜化学反应器主要在于泥水分离功能，膜截留作用致使反应器内污泥浓度增加，在混凝搅拌后进行再次强化混凝过程，但其对低硬度废水处理效果较差，去除率低，且易造成膜污染，清洗频繁。
[0036]
实施例2
[0037]
某厂化学软化出水钙离子70mg/l，镁离子50mg/l，采用如下方法处理该废水：
[0038]
采用膜扩散混凝处理该废水，膜材料为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.1μm，混凝剂为氢氧化钠、碳酸钠。混凝剂经压力提升泵分别进入膜组件，氢氧化钠加药膜组件靠近进水侧，碳酸钠加药膜组件靠近出水侧，从而进行膜扩散混凝反应，加药量为理论值的0.8倍，膜底部进行间歇曝气。产水钙离子4mg/l，镁离子3mg/l。
[0039]
对比例2
[0040]
针对上述水质，采用管式微滤膜处理该废水：
[0041]
化学软化出水经管式微滤膜过滤，产水用于后续工艺处理，浓水回流至进水测，浓
水中污泥定期外排，化学软化加药量为理论加药量的1.2倍，产水钙离子60mg/l，镁离子40mg/l；化学软化出水经二次混凝软化后，进入管式微滤膜过滤，混凝剂为氢氧化钠、碳酸钠，加药量为理论值的0.8倍，产水钙离子48mg/l，镁离子30mg/l。
[0042]
管式微滤膜对于低硬度废水除硬效率较低，且管式微滤膜运行模式不进行二次加药混凝，由此可见，管式微滤膜不适于混凝深度处理，但对于高浓度污染物的混凝过程可以起到优化作用。
[0043]
实施例3
[0044]
某厂工业废水氟钙离子10mg/l，采用如下方法处理该废水
[0045]
采用膜扩散混凝处理该废水，膜材料为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.05μm，混凝剂为氯化钙。混凝剂经压力提升泵分别进入膜组件，从而进行膜扩散混凝反应，加药量为理论值的1.2倍，膜底部进行间歇曝气。产水氟离子1mg/l。
[0046]
对比例3
[0047] 针对上述水质，采用活性氧化铝吸附法处理该废水：
[0048]
该废水进入活性氧化铝吸附单元，活性氧化铝填料层高度2.5米，进水流速2m/h，活性氧化铝首次使用，产水氟离子含量为1.2mg/l，吸附容量为1.8mg/g。
[0049]
当活性氧化铝吸附饱和时，采用1.5%氢氧化钠溶液和2%盐酸溶液分别进行再生和活化，其用量分别为活性氧化铝体积的1倍和1.5倍，再生和活化时间均为3h，清水正冲洗至出水呈弱酸性或中性可继续使用。
[0050]
活性氧化铝经再生、活化后用于处理该废水，进水流速2m/h，产水氟离子含量为1mg/l，吸附容量为2.3mg/g。
[0051]
膜扩散混凝与活性氧化铝吸附处理含氟废水，均可达到相同去除精度，产水氟离子含量为1mg/l，但活性氧化铝需定期氢氧化钠再生、盐酸活化，操作复杂、药剂消耗量大，且投资成本较高。因此，膜扩散混凝更适用于混凝深度处理，使出水水质达标，且设备投资成本和运行成本较低。
[0052]
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
技术特征：
1.一种膜扩散混凝预处理系统,其特征在于，所述系统包括依次连接的膜扩散混凝单元（1）、多介质过滤单元（2）和超滤单元（3）。2.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述膜扩散混凝单元（1）包括膜混凝池（4），在所述膜混凝池（4）内安装有膜组件（5），所述膜组件（5）之间安装有隔板（6）。3.如权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述膜混凝池（4）内安装有曝气装置（7），所述曝气装置（7）安装在膜组件（5）底部。4.如权利要求3所述的处理系统，其特征在于，所述膜组件（5）为浸没式内压膜组件，由内而外依次设置为支撑层和膜表面。5.如权利要求4所述的处理系统，其特征在于，所述膜组件（5）为浸没式内压超滤膜，滤膜材料为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯中的任意一种。6.如权利要求5所述的处理系统，其特征在于，所述膜组件（5）的孔径为0.05-1μm。
技术总结
本高新技术公开了一种膜扩散混凝预处理系统,该系统包括依次连接的膜扩散混凝单元、多介质过滤单元和超滤单元；膜扩散混凝单元包括膜混凝池，通过在膜混凝池内安装浸没式内压膜组件和隔板，在膜组件底部安装曝气装置，实现了深度混凝处理，底部的曝气装置降低了膜面污染，混凝剂均匀挂膜，增加了混凝剂与污染物的接触，从而克服了因污染物浓度低导致去除效果差的问题，具有提高混凝效率及污染物去除精度的效果，应用前景广。应用前景广。应用前景广。
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