[发明专利]铁盐-海藻酸钠组合型膜前水处理剂及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及铁盐-海藻酸钠组合的膜前水处理剂及其应用，属于环境化学水处理剂技术领域。

背景技术

近年来，由于水资源的短缺、水环境的恶化、饮用水标准的提高以及传统饮用水处理工艺的局限性，开发新的饮用水安全保障技术以改造或代替传统处理技术已经成为市政供水行业面临的重要课题。膜技术被称为21世纪的水处理技术，其在技术、经济、运行管理等方面相对于传统工艺都有一定的优势，以超滤为核心技术的组合工艺被称为第三代城市饮用水净化工艺。超滤技术的核心是超滤膜，其主要以物理截留作用来去除水体中的污染物。与常规工艺比较，超滤膜工艺具有以下优点：①去浊率高，出水水质稳定可靠，其出水浊度稳定可在0.1NTU以下，对颗粒物质的去除率可达99.9％以上；②能有效去除病原微生物，超滤工艺能有效去除水中贾第虫、隐孢子虫、细菌等病原微生物和病原病毒；③水厂占地面积小。尽管超滤技术具有众多优点，但是膜污染成为制约其广泛应用及发展的主要因素。膜污染可以导致水通量的持续下降，而且膜的不可逆污染难以水力清洗恢复，使得膜使用寿命缩短，这将增加膜的维护成本、提高制水成本。因此，膜工艺在实际使用时，往往与其他水处理工艺联合使用。

为了提高超滤对水中污染物的去除效果，减轻超滤膜污染，增大超滤膜通量，通常采用各种预处理方式来改变水中污染物的表面性质和存在形态，如混凝、砂率、投加粉末活性炭或PAC等。在众多预处理工艺中，混凝预处理由于简便、易行，与超滤组合去除水中污染物的众多优势而备受关注。有研究表示采用混凝-超滤组合工艺可减少进入超滤膜孔的污染物量，改善超滤膜表面沉积层的性质，从而减轻污染物在超滤膜表面的吸附沉积，增大超滤膜渗透通量，可有效的降低滤饼层阻力和浓差极化阻力，改善周期物理清洗效果。

铁盐混凝剂广泛应用于水的净化处理和污水的脱泥处理等行业，具有除浊脱色能力强，对悬浮物去除率高等优点。研究表明，在混凝剂的选择上，铁盐具有较多优点。由于铁盐的酸化能力比铝盐强，混凝时pH值比铝盐低，从而提高了混凝剂水解产物的正电荷密度，减少混凝剂需求量，有利于有机物吸附到金属氢氧化物上，其次，铁盐水解产生的氢氧化铁量大大高于铝盐水解所产生的氢氧化铝，且铝盐混凝剂存在毒性的问题，在有些场合净水效果不是很理想。铁盐混凝剂存在成本高，腐蚀性大，有机混凝剂因其水解或降解产生有毒物质而使应用受限。基于无机、有机混凝剂作用效果间的互补性，无机-有机混凝剂成为关注的焦点。

海藻酸钠(SA)又称藻酸钠、海草酸钠、褐藻胶，分子式为(C₆H₇Na)n，是一种从褐藻类的海带或马尾藻中提取的聚阴离子多糖(海藻酸)的钠盐。自1883年由海带中发现海藻酸钠，1929年开始在美国应用于工业生产，1944年应用于食品工业，1983年经美国食品与药品管理局(FDA)批准直接作为食品的成分用于医药工业。海藻酸钠具有增稠性好、成膜性好、凝胶强度高、成丝性好等优点。海藻酸钠广泛应用于食品、医学工程、涂膜保鲜和重金属的污染等方面，海藻酸钠与无机盐混凝剂用于水处理的专利至今未见报道。

CN101913714A公开了一种反渗透水处理剂及其制备方法，该反渗透水处理剂配方由以下组份组成：两种有机膦酸化合物的混合物10～40％，聚丙烯酸和/或其钠盐1～10％，水解聚马来酸酐2～9％，磺酸共聚物2～20％，十二烷基二甲基苄基氯化铵0.1～3％，其余为水。本发明产品用于反渗透水处理系统时，能防止CaCO₃、CaSO₄、Ca₃(PO₄)₂、BaSO₄、SrSO₄等垢以及氢氧化铁、锌盐在反渗透膜上的沉积，延长反渗透膜的化学清洗周期及其使用寿命。

发明内容

为了弥补现有技术存在的不足，本发明主提供一种铁盐-海藻酸钠组合型膜前水处理剂及其制备与应用。该膜前水处理剂能增强混凝效果，提高后续工序中的膜通量、降低膜污染。

本发明的技术方案如下：

一种组合型膜前水处理剂，原料质量份组成如下：

海藻酸钠1份，铁盐混凝剂以铁的质量计1～50份；

所述的海藻酸钠配制成浓度为0.1～0.2g/L的溶液使用，该海藻酸钠溶液是将海藻酸钠置于软化水中，在磁力搅拌下先溶胀再溶解制得；

所述铁盐混凝剂置于软化水中配成Fe(III)质量百分含量为0.5g/L的溶液使用。