一种节水型反渗透纯水生产方法

摘要

本发明涉及一种节水型反渗透纯水生产方法，属于水处理技术领域。步骤：将自来水首先经过石英砂过滤处理，再将砂滤得到的产水送入吸附滤料中进行过滤处理；吸附滤料的出水再送入反渗透膜进行过滤处理；所述的吸附滤料是由如下组分所组成：火山岩、改性活性炭、活性氧化铝、高岭土粘土、阳离子交换树脂；本发明通过滤砂对自来水的水质进行预处理，可以保持在较小的反渗透浓水排放的情况下，保持反渗透膜的通量。

权利要求

1.一种节水型反渗透纯水生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

将自来水首先经过石英砂过滤处理，再将砂滤得到的产水送入吸附滤料中进行过滤处理；吸附滤料的出水再送入醋酸纤维素反渗透膜进行过滤处理；反渗透膜在过滤过程中，压力为0.3Mpa，反渗透的浓水排出体积是产水体积的1/3；所述的吸附滤料是由按照重量份计的如下组分所组成：火山岩30份、改性活性炭130份、活性氧化铝15份、高岭土粘土16份、阳离子交换树脂8份；

所述的改性活性炭是通过如下方法制备得到：

按重量份计，取椰果壳纤维70份，粉碎成细末，再与22份的氢氧化钠、水15份和25份的乙醇混合均匀；然后将混合物置于管式炉中，在氮气气氛下，升温炭化，炭化步骤的参数是：升温速率7℃/min，炭化温度1150℃，炭化时间4小时；放冷后进行球磨，再用质量浓度为5%的柠檬酸溶液洗涤，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到改性活性炭。

说明书

一种节水型反渗透纯水生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种节水型反渗透纯水生产方法，特别是涉及家用净水设备中的反渗透纯水生产方法，属于水处理技术领域。

背景技术

[0002] 家用纯水机的制水工艺主要是通过对水施加一定的压力通过反渗透膜，使水分子和离子态的矿物质元素通过一层反渗透膜,而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属)有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透膜，从而把透过纯水和无法透过的浓缩水严格的分开，反渗透膜上的孔径只有0.0001～0.001微米，相当于一根头发丝的百万分之一。

[0003] 但是，在反渗透制纯水的过程中，通常需要从浓水侧排放出较多的浓水，以减轻反渗透膜的污染，但是这导致了较多的水的浪费。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是：家用反渗透纯水生产中，为了避免膜污染，会有较多的浓水排放，导致水浪费严重；本发明主要通过预过滤手段进行解决，可以使外排水量较小的条件下，反渗透膜仍然具有较好的通量保持。

[0005] 技术方案：

[0006] 一种节水型反渗透纯水生产方法，包括如下步骤：将自来水首先经过石英砂过滤处理，再将砂滤得到的产水送入吸附滤料中进行过滤处理；吸附滤料的出水再送入反渗透膜进行过滤处理；所述的吸附滤料是由按照重量份计的如下组分所组成：火山岩20～40份、改性活性炭120～150份、活性氧化铝10～20份、高岭土粘土10～20份、阳离子交换树脂5～10份；

[0007] 所述的改性活性炭是通过如下方法制备得到：

[0008] 按重量份计，取椰果壳纤维60～80份，粉碎成细末，再与20～25份的氢氧化钠、水10～20份和20～30份的醇类溶剂混合均匀；然后将混合物置于管式炉中，在惰性气体的气氛下，升温炭化，放冷后进行球磨，再用柠檬酸溶液洗涤，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到改性活性炭。

[0009] 所述的醇类溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丁醇、正丁醇中的一种或几种的混合物。

[0010] 所述的惰性气体是指氩气、氦气或者氮气。

[0011] 炭化步骤的参数是：升温速率5～10℃/min，炭化温度1100～1200℃，炭化时间3～5小时。

[0012] 所述的柠檬酸溶液的质量浓度为1～10%。

[0013] 所述的反渗透膜的材质是醋酸纤维素。

[0014] 反渗透膜在过滤过程中，压力为0.1～0.5Mpa。

[0015] 反渗透的产水的通量是10～30L/m2·h，反渗透的浓水排出体积是产水体积的1/3～1/2。

[0016] 有益效果

[0017] 本发明通过滤砂对自来水的水质进行预处理，可以保持在较小的反渗透浓水排放的情况下，保持反渗透膜的通量。

具体实施方式

[0018] 火山岩经过选矿、破碎、筛分、研磨等一系列工艺加工而成的粒状滤料，其主要成份为硅、铝、钙、钠、镁、钛、锰、铁、镍、钴和钼等几十种矿物质和微量元素，表观为不规则颗粒，颜色为红黑褐色，多孔质轻，颗粒粒径可根据不同要求生产。火山岩在物理微观结构方面表现为：表面粗糙多微孔，这些特点特别适合于微生物在其表面生长、繁殖，形成生物膜。火山岩滤料使曝气生物滤池不仅能处理市政污水，以及可生化的有机工业废水、生活排水、微污染水源水等，也可在给水处理中取代石英砂、活性炭、无烟煤等用作过滤介质，同时还可对已经过污水处理厂二级处理工艺后的尾水做深度处理，其处理出水达回用水标准后可作中水回用。

[0019] 活性氧化铝，又名活性矾土。在催化剂中使用氧化铝的通常专称为“活性氧化铝”，它是一种多孔性、高分散度的固体材料，有很大的表面积，其微孔表面具备催化作用所要求的特性，如吸附性能、表面活性、优良的热稳定性等，所以被广泛地用作化学反应的催化剂和催化剂载体。在本发明中，活性氧化铝最好是采用符合中华人民共和国化工部标准：HG/T 3927-2007。

[0020] 改性活性炭，可以有效地提高对自来水中杂质、胶体等的吸附。阳离子交换树脂的主要作用是去除水中的钙、镁等离子，防止反渗透膜的结垢。

[0021] 实施例1

[0022] 将自来水首先经过石英砂过滤处理，再将砂滤得到的产水送入吸附滤料中进行过滤处理；吸附滤料的出水再送入醋酸纤维素反渗透膜进行过滤处理；反渗透膜在过滤过程中，压力为0.3Mpa，反渗透的浓水排出体积是产水体积的1/3；所述的吸附滤料是由按照重量份计的如下组分所组成：火山岩20份、改性活性炭120份、活性氧化铝10份、高岭土粘土10份、阳离子交换树脂5份；

[0023] 所述的改性活性炭是通过如下方法制备得到：

[0024] 按重量份计，取椰果壳纤维60份，粉碎成细末，再与20份的氢氧化钠、水10份和20份的乙醇混合均匀；然后将混合物置于管式炉中，在氮气气氛下，升温炭化，炭化步骤的参数是：升温速率10℃/min，炭化温度1200℃，炭化时间3小时；放冷后进行球磨，再用质量浓度为5%的柠檬酸溶液洗涤，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到改性活性炭。

[0025] 实施例2

[0026] 将自来水首先经过石英砂过滤处理，再将砂滤得到的产水送入吸附滤料中进行过滤处理；吸附滤料的出水再送入醋酸纤维素反渗透膜进行过滤处理；反渗透膜在过滤过程中，压力为0.3Mpa，反渗透的浓水排出体积是产水体积的1/3；所述的吸附滤料是由按照重量份计的如下组分所组成：火山岩40份、改性活性炭150份、活性氧化铝20份、高岭土粘土20份、阳离子交换树脂10份；

[0027] 所述的改性活性炭是通过如下方法制备得到：

[0028] 按重量份计，取椰果壳纤维80份，粉碎成细末，再与25份的氢氧化钠、水20份和30份的乙醇混合均匀；然后将混合物置于管式炉中，在氮气气氛下，升温炭化，炭化步骤的参数是：升温速率10℃/min，炭化温度1200℃，炭化时间5小时；放冷后进行球磨，再用质量浓度为5%的柠檬酸溶液洗涤，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到改性活性炭。

[0029] 实施例3

[0030] 将自来水首先经过石英砂过滤处理，再将砂滤得到的产水送入吸附滤料中进行过滤处理；吸附滤料的出水再送入醋酸纤维素反渗透膜进行过滤处理；反渗透膜在过滤过程中，压力为0.3Mpa，反渗透的浓水排出体积是产水体积的1/3；所述的吸附滤料是由按照重量份计的如下组分所组成：火山岩30份、改性活性炭130份、活性氧化铝15份、高岭土粘土16份、阳离子交换树脂8份；

[0031] 所述的改性活性炭是通过如下方法制备得到：

[0032] 按重量份计，取椰果壳纤维70份，粉碎成细末，再与22份的氢氧化钠、水15份和25份的乙醇混合均匀；然后将混合物置于管式炉中，在氮气气氛下，升温炭化，炭化步骤的参数是：升温速率7℃/min，炭化温度1150℃，炭化时间4小时；放冷后进行球磨，再用质量浓度为5%的柠檬酸溶液洗涤，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到改性活性炭。

[0033] 对照例1

[0034] 与实施例3的区别在于：在改性活性炭的制备中，未加入氢氧化钠。

[0035] 将自来水首先经过石英砂过滤处理，再将砂滤得到的产水送入吸附滤料中进行过滤处理；吸附滤料的出水再送入醋酸纤维素反渗透膜进行过滤处理；反渗透膜在过滤过程中，压力为0.3Mpa，反渗透的浓水排出体积是产水体积的1/3；所述的吸附滤料是由按照重量份计的如下组分所组成：火山岩30份、改性活性炭130份、活性氧化铝15份、高岭土粘土16份、阳离子交换树脂8份；

[0036] 所述的改性活性炭是通过如下方法制备得到：

[0037] 按重量份计，取椰果壳纤维70份，粉碎成细末，再与水15份和25份的乙醇混合均匀；然后将混合物置于管式炉中，在氮气气氛下，升温炭化，炭化步骤的参数是：升温速率7℃/min，炭化温度1150℃，炭化时间4小时；放冷后进行球磨，再用质量浓度为5%的柠檬酸溶液洗涤，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到改性活性炭。

[0038] 对照例2

[0039] 与实施例3的区别在于：在改性活性炭的制备中，未加入水。

[0040] 将自来水首先经过石英砂过滤处理，再将砂滤得到的产水送入吸附滤料中进行过滤处理；吸附滤料的出水再送入醋酸纤维素反渗透膜进行过滤处理；反渗透膜在过滤过程中，压力为0.3Mpa，反渗透的浓水排出体积是产水体积的1/3；所述的吸附滤料是由按照重量份计的如下组分所组成：火山岩30份、改性活性炭130份、活性氧化铝15份、高岭土粘土16份、阳离子交换树脂8份；

[0041] 所述的改性活性炭是通过如下方法制备得到：

[0042] 按重量份计，取椰果壳纤维70份，粉碎成细末，再与22份的氢氧化钠份和25份的乙醇混合均匀；然后将混合物置于管式炉中，在氮气气氛下，升温炭化，炭化步骤的参数是：升温速率7℃/min，炭化温度1150℃，炭化时间4小时；放冷后进行球磨，再用质量浓度为5%的柠檬酸溶液洗涤，再用纯水洗涤至中性，烘干后，进行研磨，得到改性活性炭。

[0043] 以上实施例和对照例中采用的自来水的水质情况如下：

[0044]指标 水质
pH 7.4
SS mg/L 57
硬度 mg/L 163.4
COD mg/L 17
电导率 μs/cm 1482

[0045] 经过处理后的自来水产水情况如下，另外，将反渗透膜的运行时间控制在20小时，再记录运行前后的反渗透膜通量情况：

[0046]

[0047] 从表中可以看出，在采用浓水排放量是产水排放量的1/3操作时，本发明提供的制水方法在经过20小时后仍然可以保持反渗透膜较好的通量和产水的水质；对照例1中由于在活性炭的制备过程中未加入NaOH，导致不能在活性炭的结构中形成较好的细微空隙，影响到了吸附效果；对照例2中由于未加入水，导致了NaOH的分散性不好，影响到了其在扩充活性炭微孔中的作用。