一種高質量安全飲用水的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種高質量安全飲用水的制備方法，包括以下步驟：將原水注入到由砂濾和炭濾組成的多介質過濾器中過濾，濾液注入到絮凝沉淀池中；向絮凝沉淀池中加入納米α?FeOOH顆粒和聚丙烯酰胺，靜置沉淀5?15h，上清液注入到微濾膜組件中進行處理；經過微濾膜組件處理后的水注入到納濾膜組件中，在操作壓力為0.8?2.8MPa下處理5?8h；將經過納濾膜處理后的原水注入到消毒池中加入含氯消毒液進行消毒，消毒后的原水達到高質量安全飲用水標準。該方法制得的飲用水安全，且制備過程中化學藥劑用量少，出水效率高，成本低。

【技術實現步驟摘要】

：本專利技術涉及水處理
，具體的涉及一種高質量安全飲用水的制備方法。
技術介紹
：水是生命之源，健康之本，是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源。隨著我國社會經濟的高速發展，我國水源水質污染問題是一個比較普遍存在的現象，已對飲用水水質安全構成威脅。飲用水水質安全問題直接關系到廣大人民群眾身體健康。保障飲用水水質安全，是維護公眾健康的重要基礎，是基本民生問題。飲用水水質安全已成為政府、公眾和廣大科技工作者共同關注的熱點問題之一。隨著飲用水的要求越來越高，傳統的“混凝沉淀-砂濾-投氯消毒”工藝已經不能達到新的飲用水標準，飲用水的生產過程變得越來越復雜。目前國內外水處理過程中愈來愈多采用的是膜分離技術,包括反滲透、納濾、超濾、微濾及電滲析等，它們既可應用于廢水處理也可用于飲用水制備。納濾是介于反滲透和超濾之間的一種膜分離技術，是近年來國際上發展較快的膜品種之一。納濾膜最早被稱為“疏松型反滲透膜”或“致密型超濾膜”，對溶質的截留性能介于反滲透膜和超濾膜之間。納濾膜屬于壓力驅動膜，擁有兩個顯著的特征，一是截留相對分子質量介于200-2000道爾頓之間，二是對鹽的截留率與離子價態和濃度密切相關。納濾膜不僅可以有效去除細菌、病毒、寄生蟲、降低飲用水硬度等，而且具有出水量大、水質優、操作簡單、自動化程度高、占地面積少等優點，這些獨特性能使其在許多領域具有其他膜技術無法替代的地位，是極具發展前景的膜分離技術。但是在處理水的過程中，膜污染是難以避免的問題，在水處理的過程中，膜容易發生堵塞造成其通量大大減小，造成了產水量降低，限制了膜分離技術的應用。
技術實現思路
：本專利技術的目的是提供一種高質量安全飲用水的制備方法，該方法可以有效降低水的硬度，去除飲用水中對人體有害的硝酸鹽、砷、氟化物和重金屬等無機污染物，得到的飲用水質量高，安全，且成本低。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種高質量安全飲用水的制備方法，包括以下步驟：(1)將原水注入到由砂濾和炭濾組成的多介質過濾器中過濾，濾液注入到絮凝沉淀池中；(2)向絮凝沉淀池中加入納米α-FeOOH顆粒和聚丙烯酰胺，靜置沉淀5-15h，上清液注入到微濾膜組件中進行處理；(3)經過微濾膜組件處理后的水注入到納濾膜組件中，在操作壓力為0.8-2.8MPa下處理5-8h；其中，所采用的納濾膜是以堿改性的聚丙烯腈超濾膜為基膜，通過陽離子聚電解質與陰離子聚電解質層層自組裝制備而成，且納濾膜的最外層為聚賴氨酸，所述陽離子聚電解質為聚賴氨酸、聚烯丙基氯化銨或聚N,N-二甲基二烯丙基氯化銨中的一種；(4)將經過納濾膜處理后的原水注入到消毒池中加入含氯消毒液進行消毒。作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述納米α-FeOOH顆粒是由硫酸亞鐵與碳酸鈉在氮氣的保護下，30-80℃下反應制得，且反應過程中持續通入空氣。作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所述納米α-FeOOH顆粒與聚丙烯酰胺的質量比為(3-5)：(1-2)，二者總添加量為1-2g/L。作為上述技術方案的優選，步驟(2)中，所采用的微濾膜為孔徑大小為1-2μm的聚砜微濾膜。作為上述技術方案的優選，步驟(3)中，所述陰離子聚電解質為聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯硫酸鹽、聚丙烯酸中的一種。作為上述技術方案的優選，步驟(3)中，所述納濾膜的制備方法包括以下步驟：a)配制質量百分比濃度為0.1-0.5％陽離子聚電解質溶液，加入無機鹽，調節其pH為3-4；b)配制質量百分比濃度為0.1-0.5％的陰離子聚電解質溶液，加入無機鹽，調節其pH為3-4；c)將以堿改性的聚丙烯腈超濾膜固定在一個帶有支撐層的容器中，膜面朝上，然后向容器中加入步驟a)制得的添加有無機鹽的陽離子聚電解質溶液，加壓，組裝時間為20-60min；d)用去離子水清洗步驟c)所得膜的表面1-10min；e)往清洗后的膜表面加入步驟b)制得的添加有無機鹽的陰離子聚電解質溶液，加壓，組裝20-60min；f)用去離子水清洗步驟e)所得膜面1-10min，g)將清洗后的膜面在90-95℃下熱處理1-5min，得到第一個自組裝雙層；h)如需增加組裝雙層數，則重復步驟c)-f)；i)向步驟g)得到的膜的表面加入ε-聚賴氨酸溶液，加壓，組裝1-60min，然后用去離子水清洗1-10min，得到納濾膜。作為上述技術方案的優選，步驟a)和步驟b)中，所述無機鹽的濃度均為0.1-0.2M。作為上述技術方案的優選，步驟a)、步驟b)中，所述無機鹽均為氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀中的一種。作為上述技術方案的優選，步驟i)中，所述加壓的壓力為0.1-0.2MPa。作為上述技術方案的優選，步驟(4)中，所述含氯消毒液是氨基磺酸鈉、三氯異氰尿酸復配而成，二者質量比為1：(2-10)。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：(1)本專利技術采用絮凝沉淀-微濾-納濾復合的工藝來制備飲用水，并合理制備過程中的化學試劑的添加量，以及微濾、納濾的工藝條件，制得的飲用水質量高，產水量大，安全；(2)在絮凝沉淀時，本專利技術采用納米α-FeOOH顆粒與聚丙烯酰胺的混合物作為絮凝劑，其可以有效除去原水中的有害物質，且添加量少，對水體無二次污染；(3)本專利技術采用的納濾膜通量大，抗污染性強，選擇性好，其最外層為ε-聚賴氨酸，具有一定的抗菌性能，有效提高了納濾膜的使用壽命和穩定性，節約了成本，且該方法可以有效降低水的硬度，去除飲用水中對人體有害的硝酸鹽、砷、氟化物和重金屬等無機污染物，得到的飲用水質量高，安全。具體實施方式：為了更好的理解本專利技術，下面通過實施例對本專利技術進一步說明，實施例只用于解釋本專利技術，不會對本專利技術構成任何的限定。實施例1一種高質量安全飲用水的制備方法，包括以下步驟：(1)將原水注入到由砂濾和炭濾組成的多介質過濾器中過濾，濾液注入到絮凝沉淀池中；(2)向絮凝沉淀池中加入1g/L納米α-FeOOH顆粒和聚丙烯酰胺，靜置沉淀5h，上清液注入到微濾膜組件中進行處理，其中，所述納米α-FeOOH顆粒與聚丙烯酰胺的質量比為3：1；(3)經過微濾膜組件處理后的水注入到納濾膜組件中，在操作壓力為0.8MPa下處理5h；(4)將經過納濾膜處理后的原水注入到消毒池中加入含氯消毒液進行消毒，其中，含氯消毒液是氨基磺酸鈉、三氯異氰尿酸復配而成，二者質量比為1：2；步驟(3)中，所述納濾膜的制備方法包括以下步驟：a)配制質量百分比濃度為0.1％聚賴氨酸溶液，加入氯化鈉，調節其pH為3-4，氯化鈉的濃度為0.1M；b)配制質量百分比濃度為0.1％的聚苯乙烯磺酸鈉溶液，加入氯化鈉，調節其pH為3-4，氯化鈉的濃度為0.1M；c)將以堿改性的聚丙烯腈超濾膜固定在一個帶有支撐層的容器中，膜面朝上，然后向容器中加入步驟a)制得的添加有氯化鈉的聚賴氨酸溶液，加壓，組裝時間為20min；d)用去離子水清洗步驟c)所得膜的表面1min；e)往清洗后的膜表面加入步驟b)制得的添加有氯化鈉的聚苯乙烯磺酸鈉溶液，加壓，組裝20min；f)用去離子水清洗步驟e)所得膜面1min，g)將清洗后的膜面在90℃下熱處理5min，得到第一個自組裝雙層；h)如需增加組裝雙層數，則重復步驟c)-f)；i)向步驟g)得到的膜的表面加入ε-聚賴氨酸溶液，加壓0.1MPa，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高質量安全飲用水的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將原水注入到由砂濾和炭濾組成的多介質過濾器中過濾，濾液注入到絮凝沉淀池中；(2)向絮凝沉淀池中加入納米α?FeOOH顆粒和聚丙烯酰胺，靜置沉淀5?15h，上清液注入到微濾膜組件中進行處理；(3)經過微濾膜組件處理后的水注入到納濾膜組件中，在操作壓力為0.8?2.8MPa下處理5?8h；其中，所采用的納濾膜是以堿改性的聚丙烯腈超濾膜為基膜，通過陽離子聚電解質與陰離子聚電解質層層自組裝制備而成，且納濾膜的最外層為聚賴氨酸，所述陽離子聚電解質為聚賴氨酸、聚烯丙基氯化銨或聚N,N?二甲基二烯丙基氯化銨中的一種；(4)將經過納濾膜處理后的原水注入到消毒池中加入含氯消毒液進行消毒。

【技術特征摘要】
1.一種高質量安全飲用水的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將原水注入到由砂濾和炭濾組成的多介質過濾器中過濾，濾液注入到絮凝沉淀池中；(2)向絮凝沉淀池中加入納米α-FeOOH顆粒和聚丙烯酰胺，靜置沉淀5-15h，上清液注入到微濾膜組件中進行處理；(3)經過微濾膜組件處理后的水注入到納濾膜組件中，在操作壓力為0.8-2.8MPa下處理5-8h；其中，所采用的納濾膜是以堿改性的聚丙烯腈超濾膜為基膜，通過陽離子聚電解質與陰離子聚電解質層層自組裝制備而成，且納濾膜的最外層為聚賴氨酸，所述陽離子聚電解質為聚賴氨酸、聚烯丙基氯化銨或聚N,N-二甲基二烯丙基氯化銨中的一種；(4)將經過納濾膜處理后的原水注入到消毒池中加入含氯消毒液進行消毒。2.如權利要求1所述的一種高質量安全飲用水的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述納米α-FeOOH顆粒是由硫酸亞鐵與碳酸鈉在氮氣的保護下，30-80℃下反應制得，且反應過程中持續通入空氣。3.如權利要求1所述的一種高質量安全飲用水的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所述納米α-FeOOH顆粒與聚丙烯酰胺的質量比為(3-5)：(1-2)，二者總添加量為1-2g/L。4.如權利要求1所述的一種高質量安全飲用水的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，所采用的微濾膜為孔徑大小為1-2μm的聚砜微濾膜。5.如權利要求1所述的一種高質量安全飲用水的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述陰離子聚電解質為聚苯乙烯磺酸鈉、聚乙烯硫酸鹽、聚丙烯酸中的一種。6.如權利要求1所述的一種高質量安全飲用水的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王文慶，
申請(專利權)人：東莞市聯洲知識產權運營管理有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44