去除水中消毒副產物的裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種去除水中消毒副產物的裝置，包括強化混凝池、超濾膜組件、納濾膜組件、滲透汽化膜組件以及收集裝置，待處理的水樣依次流經所述強化混凝池、超濾膜組件、納濾膜組件、滲透汽化膜組件處理后，流通至所述收集裝置進行收集。本發明去除水中消毒副產物的裝置綜合了強化混凝池，以及由超濾膜組件、納濾膜組件和汽化滲透膜組件構建的三級集成膜裝置，對水中消毒副產物的進行去除，各裝置有機結合，對消毒副產物脫除率達到90％以上，可有效降低水中的消毒副產物，達到安全用水水質要求，對于凈化氯化消毒后的泳池水、飲用水等有重要意義。
【專利說明】
去除水中消毒副產物的裝置
技術領域
[0001]本發明涉及水處理裝置，特別是涉及一種去除水中消毒副產物的裝置。
【背景技術】
[0002]氯化消毒是飲用水加工過程中使用最廣泛的消毒方式，已有上百年的歷史。然而，氯化消毒方式，會不可避免的產生氯化消毒副產物(DBPs)。早在1974年就有研究發現，DBPs具有強烈的致癌、致畸、致突變等作用，嚴重危害人類的健康。
[0003]為保障人類用水安全，水中DBPs的控制，已得到世界各國的高度重視。目前，美國降低飲水中的THMs最高允許質量濃度標準，分兩個階段進行:第一階段，THMs從lOOyg/L降為80yg/L;第二階段，進一步將THMs降到40yg/L。我國在2001年的生活飲用水標準中對此也做出了嚴格的規定:三氯甲烷的最高質量濃度為60yg/L，四氯化碳為2yg/L。
[0004]目前對飲用水中DBPs控制的研究，主要集中在四個方面:(1)從源頭控制，S卩加強對水源水的保護；(2)采用替代消毒劑和消毒方法；(3)DBPs前驅物質的去除；(4)DBPs的去除。
[0005]水源地環境保護，改善水源水質量是降低DBPs的根本途徑，但是，我國部分地區的水環境已遭到嚴重污染，所以對于其他三個方面的研究，也就顯得尤為必要。
[0006]目前，替代氯化消毒的消毒劑和方法主要有氯胺、臭氧和紫外線等:研究發現，將氯和氨氮的比值降至5，能夠使單獨氯消毒所生成的DBPs減少89%;采用預氯胺化工藝不僅能達到某些預氧化工藝的功效，同時也延長了氯胺消毒的接觸時間，提高了飲用水的微生物安全性，但是，伊利諾斯大學糧食科學系的遺傳毒理學家Plewa J Michael研究發現，一種氯胺消毒副產物是迄今發現毒性最大的；作為一種強氧化劑，臭氧的殺菌和氧化能力均高于氯，是目前加藥消毒法中最有效的消毒劑，其優點在于不產生THMs等消毒副產物，但是臭氧在水中的不穩定性，使得其很難單獨作為消毒劑，用于飲用水的消毒，而且，臭氧消毒有產生溴酸鹽等副產物的可能;紫外線殺菌的廣譜性，是目前所有消毒技術中最高的，其能有效的殺滅多種氯氣和臭氧不能滅殺的寄生蟲類，如隱性包囊蟲和賈第鞭毛蟲等，并且沒有DBPs的產生，但是，紫外線在水中的穿透能力和紫外燈管的功率和壽命，制約了紫外消毒方式在飲用水消毒方面的應用。
[0007]鑒于氯化消毒仍然是飲用水加工過程中使用最廣泛的消毒方式，對DBPs及其前驅物質的去除研究，就顯得至關重要。
【發明內容】
[0008]基于此，有必要提供一種去除水中消毒副產物的裝置。
[0009]—種去除水中消毒副產物的裝置，包括強化混凝池、超濾膜組件、納濾膜組件、滲透汽化膜組件以及收集裝置，待處理的水樣依次經所述強化混凝池、超濾膜組件、納濾膜組件、滲透汽化膜組件處理后，流通至所述收集裝置進行收集。
[0010]在其中一個實施例中，所述超濾膜組件包括超濾膜裝置，或，超濾膜裝置和第一水箱，
[0011 ]所述第一水箱具有第一水箱入水口和第一水箱出水口，
[0012]所述超濾膜裝置包括超濾膜，且具有第一超濾膜入水口、第一超濾膜出水口和第二超濾膜出水口，
[0013]經所述強化混凝池處理后的出水，經所述第一超濾膜入水口進入所述超濾膜裝置，并由所述超濾膜分離為透過所述超濾膜的第一凈化水和未透過所述納濾膜的第一濃縮液，所述第一凈化水經所述第二超濾膜出水口流通至所述納濾膜組件處理；
[0014]所述第一濃縮液經所述第一超濾膜出水口排出，或，流通至所述第一水箱入水口并進入所述第一水箱，然后經所述第一水箱出水口流通至所述第一超濾膜入水口，進行循環分離。
[0015]在其中一個實施例中，所述超濾膜的制備方法如下:
[0016]對超濾膜基材進行荷電改性:所述超濾膜基材為聚砜(PSF)、聚醚砜樹脂(PES)或聚偏氟乙烯(PVDF)，所述荷電改性的方法為:將所述超濾膜基材溶解于濃硫酸中，加入氯磺酸(緩慢加入)，于20-40°C溫度下反應20-25h，即可，控制所述氯磺酸與濃硫酸的體積比為I: 1-3，所述濃硫酸中超濾膜基材的質量濃度為8-12% ;
[0017]以納米Ag+修飾的S12顆粒作為填充顆粒與荷電改性后的超濾膜基材共混，制成截留分子量10000-50000Da的超濾膜，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在所述荷電改性后的超濾膜基材中的質量濃度為5-10 %。
[0018]在其中一個實施例中，所述濃硫酸中超濾膜基材的質量濃度為8-10%;
[0019]所述超濾膜的截留分子量為10000_20000Da，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在所述荷電改性后的超濾膜基材中的質量濃度為7-9%，所述Ag+修飾的S12顆粒的直徑分布為30-80nm。
[0020]在其中一個實施例中，所述納濾膜組件包括納濾膜裝置，或，納濾膜裝置和第二水箱，
[0021 ]所述第二水箱具有第二水箱入水口和第二水箱出水口，
[0022]所述納濾膜裝置包括納濾膜，且具有第一納濾膜入水口、第一納濾膜出水口和第二納濾膜出水口，
[0023]經所述超濾膜組件處理后的出水，經所述第一納濾膜入水口進入所述納濾膜裝置，并由所述納濾膜分離為透過所述納濾膜的第二凈化水和未透過所述納濾膜的第二濃縮液，所述第二凈化水經所述第二納濾膜出水口流通至所述滲透汽化膜組件處理；
[0024]所述第二濃縮液經所述第一納濾膜出水口排出，或，流通至所述第二水箱入水口并進入所述第二水箱，然后經所述第二水箱出水口流通至所述第一納濾膜入水口，進行循環分離。
[0025]在其中一個實施例中，所述納濾膜的制備方法如下:
[0026]對納濾膜基材進行荷電改性:所述納濾膜基材為聚砜或聚醚砜樹脂，所述荷電改性的方法為:將所述納濾膜基材溶解于濃硫酸中，加入氯磺酸(緩慢加入)，于20_40°C溫度下反應20_25h，即可，控制所述氯磺酸與濃硫酸的體積比為1:1-3，所述濃硫酸中納濾膜基材的質量濃度為8-12%;
[0027]以納米Ag+修飾的S12顆粒作為填充顆粒與荷電改性后的納濾膜基材共混，制成截留分子量500-600Da的納濾膜，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在所述荷電改性后的納濾膜基材中的質量濃度為5-10 %。
[0028]在其中一個實施例中，所述納濾膜的截留分子量為500_550Da，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在所述荷電改性后的納濾膜基材中的質量濃度為8-10%，所述Ag+修飾的S12顆粒的直徑分布為30-80nmo
[0029]在其中一個實施例中，所述滲透汽化膜組件包括滲透汽化膜裝置;所述收集裝置包括第三水箱和冷凝裝置(如冷阱)，
[0030]所述滲透汽化裝置包括滲透汽化膜，且具有第一滲透汽化膜入水口，第一滲透汽化膜出水口和第二滲透汽化膜出水口，
[0031]經所述納濾膜組件處理后的出水，經所述第一滲透汽化膜入水口進入所述滲透汽化裝置，并由所述滲透汽化膜滲透分離為滲透蒸氣和滲余液，所述滲余液經所述第一滲透汽化膜出水口流通至所述第三水箱收集；
[0032]所述滲透蒸氣經所述第二滲透汽化膜出水口流通至所述冷凝裝置收集。
[0033]在其中一個實施例中，所述滲透汽化組件還包括第四水箱，所述第四水箱設置有加熱裝置，且具有第四水箱入水口和第四水箱出水口，
[0034]經所述納濾膜組件處理后的出水，經所述第四水箱入水口進入所述第四水箱，預熱后經所述第四水箱出水口流通至所述第一滲透汽化膜入水口。
[0035]在其中一個實施例中，所述滲透汽化膜的制備方法如下:
[0036]采用疏水性親三鹵甲烷的高分子材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚丙烯酸乙酯(PEA)或聚甲基丙烯酸乙酯(HEMA)為膜材料，以活性炭為填充顆粒進行共混，制備疏水滲透汽化膜，所述活性炭在所述聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸乙酯、或聚甲基丙烯酸乙酯中的質量濃度為5-10%，或，
[0037]采用親水性的高分子材料聚乙烯醇為膜材料，制備親水滲透汽化膜。
[0038]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0039](I)本發明去除水中消毒副產物的裝置綜合了強化混凝池，以及由超濾膜組件、納濾膜組件和汽化滲透膜組件構建的三級集成膜裝置，對水中消毒副產物的進行去除，各裝置有機結合，對消毒副產物脫除率達到90%以上，可有效降低水中的消毒副產物，達到安全用水水質要求，對于凈化氯化消毒后的泳池水、飲用水等有重要意義。
[0040](2)通過合理控制各組件分離膜的種類及性質，還可以進一步實現初級超純水(脫除率99%以上)的制備。
[0041](3)通過填充Ag+-S12顆粒，可有效提高超濾和納濾膜的抗微生物污染性能，延長這兩種膜的使用壽命。
[0042](4)本發明去除水中消毒副產物的裝置，設備簡單，運行費用低，去除效果好，便于工業化大生產，改善了水處理勞動環境，實現清潔文明生產。
【附圖說明】
[0043]圖1為本發明去除水中消毒副產物的裝置的結構示意圖，其中，
[0044]1-第一水箱;2-超濾膜裝置;3-第二水箱;4-納濾膜裝置;5-第四水箱;6_滲透汽化膜裝置;7-冷阱;8-第三水箱。
【具體實施方式】
[0045]以下結合具體實施例對本發明的去除水中消毒副產物的裝置作進一步詳細的說明。
[0046]本發明一種去除水中消毒副產物的裝置，其結構如圖1所示，包括通過管道依次連接的強化混凝池、超濾膜組件、納濾膜組件、滲透汽化膜組件以及收集裝置，其中，
[0047]超濾膜組件包括超濾膜裝置2和第一水箱I，第一水箱I用于收集強化混凝池的出水，超濾膜裝置2包括超濾膜，
[0048]超濾膜裝置2具有位于所述超濾膜下側的第一超濾膜入水口和第一超濾膜出水口，以及位于所述超濾膜上側的第二超濾膜出水口，所述第二超濾膜出水口通過管道連通至所述納濾膜組件，
[0049]第一水箱I具有第一水箱出水口，該第一水箱出水口通過管道連通至所述第一超濾膜入水口，所述第一超濾膜出水口通過管道連通至第一水箱I，由此在超濾膜裝置2與第一水箱I之間形成環路；
[0050]所述納濾膜組件包括納濾膜裝置4和第二水箱3，第二水箱3用于收集所述第二超濾膜出水口的出水，納濾膜裝置4包括納濾膜，
[0051]納濾膜裝置4具有位于所述納濾膜下側的第一納濾膜入水口和第一納濾膜出水口，以及位于所述納濾膜上側的第二納濾膜出水口，所述第二納濾膜出水口通過管道連通至所述滲透汽化膜組件，
[0052]第二水箱3具有第二水箱出水口，該第二水箱出水口通過管道連通至所述第一納濾膜入水口，所述第一納濾膜出水口通過管道連通至所述第二水箱3，由此在納濾膜裝置4與第二水箱3之間形成環路；
[0053]所述滲透汽化膜組件包括滲透汽化膜裝置6、具有加熱裝置的第四水箱5、第三水箱8和冷阱7，第四水箱5用于收集所述第二納濾膜出水口的出水，滲透汽化膜裝置6包括滲透汽化膜，
[0054]滲透汽化膜裝置6具有位于所述滲透汽化膜上側的第一滲透汽化膜入水口和第一滲透汽化膜出水口，以及位于所述滲透汽化膜下側的第二滲透汽化膜出水口，
[0055]第四水箱5具有第四水箱出水口，該第四水箱出水口通過管道連通至所述第一滲透汽化膜入水口，所述第一滲透汽化膜出水口通過管道連通至第三水箱8，
[0056]所述第二滲透汽化膜出水口通過管道連通至所述冷阱7。
[0057]利用上述裝置去除水中消毒副產物:
[0058]首先，將待處理水樣投入至強化混凝池進行強化混凝，由此使水中的天然有機物互相聚集粘結，形成粒徑較大的膠體，便于后續的膜分離去除；
[0059]強化混凝池的出水導入至超濾膜組件的第一水箱I，并經第一水箱出水口導通至第一超濾膜入水口，由超濾膜的下側進入超濾膜裝置2，透過超濾膜的水，即第一凈化水，由超濾膜的上側第二超濾膜出水口導通至納濾膜組件，而未透過超濾膜的水經環路回到第一水箱I，可再次重復本步驟進行循環分離，以此減少廢水量，提高凈水的產出，
[0060]經超濾膜組件處理后，可去除水中天然有機物、腐殖酸等大部分的DBPs前驅物質以及部分DBPs;
[0061]超濾膜組件的出水，即第一凈化水，由第二超濾膜出水口導通至納濾膜組件中的第二水箱3，并經第二水箱出水口導通至第一納濾膜入水口，由納濾膜的下側進入納濾膜裝置4，透過納濾膜的水，即第二凈化水，由納濾膜上側的第二納濾膜出水口導通至滲透汽化膜組件，而未透過納濾膜的水經環路回到第二水箱3，可再次重復本步驟處理，減少廢水量，提高凈水的產出，
[0062]經納濾膜組件處理后，可去除水中大部分的DBPs，剩余的為一小部分分子量較小的中性有機小分子THMs;
[0063]納濾膜組件的出水，即第二凈化水，由第二納濾膜出水口導通至滲透汽化膜組件中的第四水箱5，并經第四水箱出水口導通至第一滲透汽化膜入水口，由滲透汽化膜的上側進入滲透汽化膜裝置6，
[0064]當處理的是泳池水或飲用水等需水量較大的水樣時，采用疏水性親三鹵甲烷的滲透汽化膜，過濾時THMs溶解吸附在膜上，并進一步滲透到膜的下游側，冷阱7中得到的是THMs的濃縮液，進入第三水箱8中的水即為脫除消毒副產物后所得的水，如DBPs脫除率高達90%的泳池水或95%的飲用水；
[0065]當需要生產超純水時，采用親水性的滲透汽化膜，過濾時水吸附在膜上，并進一步滲透到膜的下游側，冷阱7中得到的即為初級超純水(DBPs脫除率99.9%以上)，第四水箱5還具有加熱裝置，溫度是影響滲透汽化通量的一個重要因素，當生產超純水時，可通過該加熱裝置調節溫度，調節超純水的產量。
[0066]具體示例可見如下實施例1-3。
[0067]實施例1
[0068]待處理水樣為某游泳池消毒后的泳池水，其中DBPs的種類以THMs和HAAs (鹵乙酸)為主，THMs和HAAs分別在230yg/L-260yg/L、140yg/L-420yg/L之間波動，方法包括如下步驟:
[0069](I)強化混凝:
[0070]將含鐵量25wt%的聚合硫酸鐵加水配成濃度為5mg/L的混凝劑；
[0071]將分子量3000kDa的陽離子型聚丙烯酰胺加水配制成濃度為20mg/L的助凝劑；
[0072]將所述混凝劑和助凝劑投入所述待處理水樣中，投加量依次為50mg/L和0.15mg/L，調pH值為8后攪拌，攪拌速度為400r/min，攪拌時間為15min，然后靜置25min;
[0073](2)超濾:
[0074]超濾膜裝置2包括超濾膜，步驟(I)處理后的水樣經第一水箱I從超濾膜裝置2的下側進入膜池，未透過的水送回到第一水箱I中，透過的水從超濾膜裝置2上側出來，由此可去除腐殖酸等大部分的DBPs前驅物質及部分DBPs，得第一水樣，其中，
[0075]所述超濾膜為荷電填充型超濾膜，制備方法如下:
[0076]將聚偏氟乙烯溶解于濃硫酸中，緩慢加入氯磺酸，于30°C溫度下進行磺化反應，控制氯磺酸與濃硫酸的體積比為1:2，濃硫酸中聚偏氟乙烯的質量濃度為12 %，反應時間20h，制得荷電基材磺化聚偏氟乙稀；
[0077]以納米Ag+修飾的Si02顆粒(直徑分布為30-80nm)作為填充顆粒與荷電基材磺化聚偏氟乙烯共混，采用常規方法制成截留分子量50000Da的超濾膜，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在荷電基材磺化聚砜中的質量濃度為5% ;
[0078](3)納濾:
[0079]納濾膜裝置4包括納濾膜，步驟(2)的第一水樣經第二水箱3從納濾膜裝置4的下側進入膜池，未透過的水送回到第二水箱3中，透過的水從納濾膜裝置4上側出來，由此可去除大部分的DBPs，得第二水樣，其中，
[0080]所述納濾膜為荷電填充型納濾膜，制備方法類似步驟(2)超濾膜的制備，制得納濾膜的截留分子量為600Da;
[0081](4)滲透汽化:
[0082]經過前面的處理，進入滲透汽化膜裝置6中的水中的DBPs為剩余的一小部分分子量較小的中性有機小分子THMs，滲透汽化膜裝置6包括滲透汽化膜，該滲透汽化膜采用疏水親THMs的聚二甲基硅氧烷與活性炭作為填充顆粒共混制成，其中活性炭在聚二甲基硅氧烷中的質量濃度為15%，
[0083]步驟(3)的第二水樣經第四水箱5從滲透汽化膜裝置6的上側進入膜池，過濾時THMs溶解吸附在膜上，并進一步滲透到膜的下游側，冷阱7中得到的是THMs的濃縮液，進入第三水箱8中的水即為脫除DBPs所得的水，水中的DBPs去除率達到90%以上，即可作為泳池水使用。
[0084]實施例2
[0085]待處理水樣為某市自來水為例，THMs和HAAs分別在10yg/L-35yg/L、1.4yg/L-4.5μg/L之間波動，方法步驟與實施例1類似，區別在于:
[0086](I)強化混凝:
[0087]將含鐵量15wt%的聚合硫酸鐵加水配成濃度為15mg/L的混凝劑；
[0088]將分子量3000kDa的陽離子型聚丙烯酰胺加水配制成濃度為23mg/L的助凝劑；
[0089]將所述混凝劑和助凝劑投入所述待處理水樣中，投加量依次為40mg/L和0.1Omg/L，調pH值為7.5后攪拌，攪拌速度為60r/min，攪拌時間為15min，然后靜置15min ；
[0090](2)超濾:
[0091]超濾膜裝置2包括超濾膜，所述超濾膜為荷電填充型超濾膜，制備方法如下:
[0092]將聚砜樹脂溶解于濃硫酸中，緩慢加入氯磺酸，于30°C溫度下進行磺化反應，控制氯磺酸與濃硫酸的體積比為I:2，濃硫酸中聚醚砜樹脂的質量濃度為8%，反應時間25h，制得荷電基材磺化聚醚砜樹脂；
[0093]以納米Ag+修飾的Si02顆粒(直徑分布為30-80nm)作為填充顆粒與荷電基材磺化聚砜共混，采用常規方法制成截留分子量20000Da的超濾膜，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在荷電基材磺化聚砜中的質量濃度為8% ；
[0094]⑶納濾:
[0095]納濾膜裝置4包括納濾膜，所述納濾膜為荷電填充型納濾膜，制備方法類似步驟
(2)超濾膜的制備，制得納濾膜的截留分子量為500Da;
[0096](4)滲透汽化:
[0097]滲透汽化膜裝置6包括滲透汽化膜，該滲透汽化膜采用疏水親THMs的聚甲基丙烯酸乙酯與活性炭作為填充顆粒共混制成，其中活性炭在聚甲基丙烯酸乙酯中的質量濃度為8%，過濾時THMs溶解吸附在膜上，并進一步滲透到膜的下游側，冷阱7中得到的是THMs的濃縮液，進入第三水箱8中的水即為脫除DBPs所得的水，水中的DBPs去除率達到95%以上。
[0098]實施例3
[0099]待處理水樣為某市自來水為例，THMs和HAAs分別在10yg/L-35yg/L、1.4yg/L-4.5μg/L之間波動，方法步驟與實施例1類似，區別在于:
[0100](I)強化混凝:
[0101 ]將含鐵量20wt%的聚合硫酸鐵加水配成濃度為15mg/L的混凝劑；
[0102]將分子量3000kDa的陽離子型聚丙烯酰胺加水配制成濃度為24mg/L的助凝劑；
[0103]將所述混凝劑和助凝劑投入所述待處理水樣中，投加量依次為45mg/L和0.096mg/L，調pH值為6.41后攪拌，攪拌速度為200r/min，攪拌時間為20min，然后靜置20min;
[0104](2)超濾:
[0105]超濾膜裝置2包括超濾膜，所述超濾膜為荷電填充型超濾膜，制備方法如下:
[0106]將聚砜溶解于濃硫酸中，緩慢加入氯磺酸，于30°C溫度下進行磺化反應，控制氯磺酸與濃硫酸的體積比為I: 2，濃硫酸中聚偏氟乙烯的質量濃度為10%，反應時間22h，制得荷電基材磺化聚砜；
[0?07]以納米Ag+修飾的Si02顆粒(直徑分布為30-80nm)作為填充顆粒與荷電基材磺化聚砜共混，采用常規方法制成截留分子量1000Da的超濾膜，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在荷電基材磺化聚砜中的質量濃度為8% ；
[0108](3)納濾:
[0109]納濾膜裝置4包括納濾膜，所述納濾膜為荷電填充型納濾膜，制備方法如下:
[0110]將聚砜溶解于濃硫酸中，緩慢加入氯磺酸，于30°C溫度下進行磺化反應，控制氯磺酸與濃硫酸的體積比為1:2，濃硫酸中聚砜的濃度為12 %，反應時間23h，制得荷電基材磺化聚砜；
[0?11 ]以納米Ag+修飾的Si02顆粒(直徑分布為30-80nm)作為填充顆粒與荷電基材磺化聚砜共混，采用常規方法制成截留分子量550Da的納濾膜，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在荷電基材磺化聚砜中的質量濃度為10% ；
[0112](4)滲透汽化:
[0113]滲透汽化膜裝置6包括滲透汽化膜，該滲透汽化膜的活化層采用親水的聚乙烯醇制成，過濾時水吸附在膜上，并進一步滲透到膜的下游側，冷阱7中得到的是初級超純水，水中的DBPs去除率達到99.9%以上。
[0114]對比例
[0115]待處理水樣以及方法步驟同實施例2，區別在于:未進行所述滲透汽化步驟，即實施例2第四水箱5中收集得到水，DBPs去除率僅為80%。
[0116]以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0117]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，包括強化混凝池、超濾膜組件、納濾膜組件、滲透汽化膜組件以及收集裝置，待處理的水樣依次流經所述強化混凝池、超濾膜組件、納濾膜組件、滲透汽化膜組件處理后，流通至所述收集裝置進行收集。2.根據權利要求1所述的去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，所述超濾膜組件包括超濾膜裝置，或，超濾膜裝置和第一水箱， 所述第一水箱具有第一水箱入水口和第一水箱出水口， 所述超濾膜裝置包括超濾膜，且具有第一超濾膜入水口、第一超濾膜出水口和第二超濾膜出水口， 經所述強化混凝池處理后的出水，經所述第一超濾膜入水口進入所述超濾膜裝置，并由所述超濾膜分離為透過所述超濾膜的第一凈化水和未透過所述納濾膜的第一濃縮液，所述第一凈化水經所述第二超濾膜出水口流通至所述納濾膜組件處理； 所述第一濃縮液經所述第一超濾膜出水口排出，或，流通至所述第一水箱入水口并進入所述第一水箱，然后經所述第一水箱出水口流通至所述第一超濾膜入水口，進行循環分離。3.根據權利要求2所述的去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，所述超濾膜的制備方法如下: 對超濾膜基材進行荷電改性:所述超濾膜基材為聚砜、聚醚砜樹脂或聚偏氟乙烯，所述荷電改性的方法為:將所述超濾膜基材溶解于濃硫酸中，加入氯磺酸，于20-40°C溫度下反應20-25h，即可，控制所述氯磺酸與濃硫酸的體積比為1:1-3，所述濃硫酸中超濾膜基材的質量濃度為8-12%; 以納米Ag+修飾的S12顆粒作為填充顆粒與荷電改性后的超濾膜基材共混，制成截留分子量10000-50000Da的超濾膜，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在所述荷電改性后的超濾膜基材中的質量濃度為5-10 %。4.根據權利要求3所述的去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，所述濃硫酸中超濾膜基材的質量濃度為8-10% ; 所述超濾膜的截留分子量為10000-20000Da，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在所述荷電改性后的超濾膜基材中的質量濃度為7-9%，所述Ag+修飾的S12顆粒的直徑為30-80nm。5.根據權利要求1所述的去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，所述納濾膜組件包括納濾膜裝置，或，納濾膜裝置和第二水箱， 所述第二水箱具有第二水箱入水口和第二水箱出水口， 所述納濾膜裝置包括納濾膜，且具有第一納濾膜入水口、第一納濾膜出水口和第二納濾膜出水口， 經所述超濾膜組件處理后的出水，經所述第一納濾膜入水口進入所述納濾膜裝置，并由所述納濾膜分離為透過所述納濾膜的第二凈化水和未透過所述納濾膜的第二濃縮液，所述第二凈化水經所述第二納濾膜出水口流通至所述滲透汽化膜組件處理； 所述第二濃縮液經所述第一納濾膜出水口排出，或，流通至所述第二水箱入水口并進入所述第二水箱，然后經所述第二水箱出水口流通至所述第一納濾膜入水口，進行循環分離。6.根據權利要求5所述的去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，所述納濾膜的制備方法如下: 對納濾膜基材進行荷電改性:所述納濾膜基材為聚砜或聚醚砜樹脂，所述荷電改性的方法為:將所述納濾膜基材溶解于濃硫酸中，加入氯磺酸，于20-40 °C溫度下反應20-25h，即可，控制所述氯磺酸與濃硫酸的體積比為I: 1-3，所述濃硫酸中納濾膜基材的質量濃度為8-12% ； 以納米Ag+修飾的S12顆粒作為填充顆粒與荷電改性后的納濾膜基材共混，制成截留分子量500-600Da的納濾膜，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在所述荷電改性后的納濾膜基材中的質量濃度為5-10 %。7.根據權利要求6所述的去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，所述納濾膜的截留分子量為500-550Da，所述納米Ag+修飾的S12顆粒在所述荷電改性后的納濾膜基材中的質量濃度為8-10%，所述Ag+修飾的S12顆粒的直徑為30-80nm。8.根據權利要求1所述的去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，所述滲透汽化膜組件包括滲透汽化膜裝置;所述收集裝置包括第三水箱和冷凝裝置， 所述滲透汽化裝置包括滲透汽化膜，且具有第一滲透汽化膜入水口，第一滲透汽化膜出水口和第二滲透汽化膜出水口， 經所述納濾膜組件處理后的出水，經所述第一滲透汽化膜入水口進入所述滲透汽化裝置，并由所述滲透汽化膜滲透分離為滲透蒸氣和滲余液，所述滲余液經所述第一滲透汽化膜出水口流通至所述第三水箱收集； 所述滲透蒸氣經所述第二滲透汽化膜出水口流通至所述冷凝裝置收集。9.根據權利要求8所述的去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，所述滲透汽化組件還包括第四水箱，所述第四水箱設置有加熱裝置，且具有第四水箱入水口和第四水箱出水P, 經所述納濾膜組件處理后的出水，經所述第四水箱入水口進入所述第四水箱，預熱后經所述第四水箱出水口流通至所述第一滲透汽化膜入水口。10.根據權利要求8或9所述的去除水中消毒副產物的裝置，其特征在于，所述滲透汽化膜的制備方法如下: 以活性炭作為填充顆粒與聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸乙酯或聚甲基丙烯酸乙酯共混，制備滲透汽化膜，所述活性炭在所述聚二甲基硅氧烷、聚丙烯酸乙酯或聚甲基丙烯酸乙酯中的質量濃度為5-15%;或， 以聚乙烯醇作為基材制備滲透汽化膜。
【文檔編號】B01D69/02GK105859002SQ201610269175
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】韓健健, 陳順權
【申請人】廣州中國科學院先進技術研究所