一种中水回用处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了中水回用技术领域的一种中水回用处理方法及装置，旨在解决现有技术中传统的中水回用处理方法占地面积大、使用成本高、易二次污染，现有的PVDF膜分离方法处理效率低、使用寿命短、光催化效果差的技术问题。所述方法包括如下步骤：利用PVDF复合膜对中水进行净化处理；所述PVDF复合膜由含有TiO2和g‑C3N4的复合改性PVDF制备而成。所述装置包括相互连通的生态石笼坝、生化池和膜反应器，所述膜反应器位于生态石笼坝和生化池的下游位置。

A treatment method and device for reclaimed water reuse

【技术实现步骤摘要】
一种中水回用处理方法及装置
本专利技术涉及一种中水回用处理方法及装置，属于中水回用

技术介绍
在全球水资源日益短缺的背景下，中水已逐渐被人们视为可重复利用的第二水源，中水回用也成为世界各国的研究重点。目前很多发达国家基本都制定完善了中水回用的相关政策和法规，以更好地促进水资源合理利用。通过长期研究与探索，发达国家在中水回用方面已积累了丰富经验，并取得了可观的经济和环境效益。目前，美国已有362个城市对污水进行了再生利用，污水回用项目多达547个，净化后的再生水被广泛应用于工业冷却、景观灌溉、消防以及地下水回灌等
，其污水回用总量约为3.8531Mm3.d-1，其中回用于公共事业用水量为0.1257Mm3.d-1，回用于商业用水量为0.0719Mm3.d-1，回用于工业用水量为0.4164Mm3.d-1，回用于热能电力用水量为0.3785Mm3.d-1，回用于采矿用水量为0.0530Mm3.d-1，回用于灌溉用水量为2.7176Mm3.d-1。地处干旱缺水地区的以色列，在中水回用方面也做出了大量研究和实践，再生水已成为该国重要水资源之一，其所有城市的生活污水经管网收集后全部进行二级以上处理，全国污水处理总量46%的出水直接回用于灌溉，34%回灌地下水，剩余20%排入河道，污水再生利用率高达72%，堪称世界第一。相比国外，我国中水回用研究起步较晚，公众对于中水的接受程度比较低，对废水进行再生与利用受到管理、资金保障等诸多因素制约。近年来，国家开始大力发展市政污水的再生利用系统，利用再生水来缓解城市日益增长的供水压力，政府出台了一系列促进废水再生与回用的政策，对一些废水再生利用项目和工程提供了积极的财政支持，极大促进了我国在中水回用研究与应用领域的迅速发展，废水的再生利用已经成为我国水系元管理的一项重要策略。膜分离技术是近20年迅速发展起来的一种新兴的高效分离、提纯、净化技术，是采用高分子膜作介质，以附加能量作推动力。在水处理过程中，它是通过膜表面的微孔截留作用来达到分离浓缩水中污染物的目的，膜分离过程中一般无相变和二次污染，可在常温下连续操作，具有能耗低、设备体积小、操作方便、容易放大等优势。膜分离技术是废水深度处理的一种高效手段，反渗透（RO）、超滤（UF）、微滤（MF）、纳滤（NF）均能有效去除水中臭味、色度、消毒副产物前体及其他有机微生物。但在实际应用过程中，容易产生浓差极化和膜污染等问题，从而增加了膜分离运行的成本和能耗。作为最为典型的膜材料之一，聚偏氟乙烯（PVDF）由于具有优良的耐化学性、耐高温、耐酸碱等优点而倍受青睐，但是PVDF表面能低，在水处理过程中易受到憎水物质的污染，造成分离效率降低和使用寿命缩短。为减缓PVDF膜的膜污染问题，提高其抗污染性，在铸膜液中添加亲水性粒子对其进行改性以提高其表面亲水性能，无疑是一种行之有效的方法。近年来随着纳米粒子填充聚合物膜的研究不断深入，在PVDF铸膜液中填充的纳米粒子则包括氧化硅、氧化铝、氧化钛、沸石、碳黑、MCM41、MCM48、氧化石墨烯、氮化碳等，其中纳米粒子TiO2不仅具有亲水性，而且光催化活性高、稳定性强，低廉易得等优点，其优异的光催化性能尤其受到青睐。众所周知，光催化技术是分解有机污染物的有效途径，可以将有机污染物转化为H2O、CO2、PO43-等无机小分子，达到完全矿化的目的。然而，随着研究不断深入，科研人员发现如果将TiO2直接添加至铸膜液会引起粒子分布不均匀、光催化效果差等缺陷，如果将TiO2光催化粒子用金属元素、g-C3N4等进行修饰后再与膜分离技术以光催化分离膜的方式进行耦合制得的复合膜光催化性和抗污染性更优。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种中水回用处理方法及装置，以解决现有技术中传统的中水回用处理方法占地面积大、使用成本高、易二次污染，现有的PVDF膜分离方法处理效率低、使用寿命短、光催化效果差的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种中水回用处理方法，包括如下步骤：利用PVDF复合膜对中水进行膜分离；所述PVDF复合膜由含有TiO2和g-C3N4的复合改性PVDF制备而成。优选地，所述复合改性PVDF的制备，包括如下步骤：将TiO2与g-C3N4混合，研磨后制得混合粉末；将PEG加入DMF中，搅拌均匀后，制得混合液；在混合液中加入PVDF和硅烷偶联剂，搅拌后制得基液；将混合粉末添入基液中，搅拌均匀，制得复合改性PVDF。优选地，TiO2与g-C3N4的质量比为3:1至4:1。优选地，所述膜分离包括反渗透、超滤、微滤、纳滤中的任一项。优选地，还包括：利用生态混凝土对中水进行物理净化处理。优选地，还包括：利用生物质炭对中水进行生物净化处理。优选地，还包括：对中水进行预处理，所述预处理包括过滤。一种中水回用处理装置，包括相互连通的生态石笼坝、生化池和膜反应器，所述膜反应器位于生态石笼坝和生化池的下游位置。优选地，还包括与生态石笼坝或生化池连通的废水收集机构，所述废水收集机构位于生态石笼坝和生化池的上游位置。优选地，还包括与膜反应器连通且位于其下游的水质预警系统。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：（1）由复合改性PVDF制备而成的PVDF复合膜具备优秀的分离性能和抗污染性，能够高效去除胶体等有机小分子污染物，且可提高自身使用寿命；（2）由废弃石头搭建的生态石笼坝和由废弃秸秆制成的生物质炭，不仅能够有效去除SS、NH3-N、TN、COD，还达到了废物再利用的目的；（3）充分发挥了物理净化—生物净化—膜分离技术的协同效应，克服了传统中水回用处理方法中将物理净化—化学净化—生物净化进行简单组合，进而导致占地面积大、使用成本高、易二次污染等缺陷。附图说明图1是本专利技术具体实施方法提供的一种中水回用处理方法的工作原理图；图2是本专利技术具体实施方法提供的一种中水回用处理装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。需要说明的是，在本专利技术的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。包含洗漱废水在内的中水，其水质存在以下特点：（1）含有大量生活杂质；（2）悬浮物及泡沫较多，COD值较高，浊度较高；（3）阴离子表面活性剂与氮磷、氨氮较多。由于中水主要由洗涤剂清洗产生，洗涤剂含有的大量ABS和LAS，都需要磷酸盐作为增净剂，而磷酸盐的排入是造成水体富营养化的一个重要原因；此外，洗涤剂能使进入水体的石油产品、多氯联苯等疏水有机污染物乳化而分散，洗涤剂污水存在的大量泡沫，这些给中水处理带来了一定困难。根据中水的主要特征，处理工艺主要有化学混凝法、生物接触氧化法、物化与生化工艺相结合等方法。通过进行中水回用处理，能够减少污水排放，改善生态环境，产生生态与经济效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中水回用处理方法，其特征是，包括如下步骤：利用PVDF复合膜对中水进行膜分离；所述PVDF复合膜由含有TiO2和g‑C3N4的复合改性PVDF制备而成。

【技术特征摘要】
1.一种中水回用处理方法，其特征是，包括如下步骤：利用PVDF复合膜对中水进行膜分离；所述PVDF复合膜由含有TiO2和g-C3N4的复合改性PVDF制备而成。2.根据权利要求1所述的中水回用处理方法，其特征是，所述复合改性PVDF的制备，包括如下步骤：将TiO2与g-C3N4混合，研磨后制得混合粉末；将PEG加入DMF中，搅拌均匀后，制得混合液；在混合液中加入PVDF和硅烷偶联剂，搅拌后制得基液；将混合粉末添入基液中，搅拌均匀，制得复合改性PVDF。3.根据权利要求2所述的中水回用处理方法，其特征是，TiO2与g-C3N4的质量比为3:1至4:1。4.根据权利要求1所述的中水回用处理方法，其特征是，所述膜分离包括反渗透、超滤、微滤、纳滤中的任一项。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧雅，胡志新，李丽，张艳，任凌霄，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32