本發明設計水處理技術領域，尤其涉及一種利用超濾膜和膜電容去離子組合工藝處理微咸湖庫水的方法。
背景技術：
當地表土壤存在鹽漬化現象時，該地區的地下水，甚至由地表徑流匯集的坑塘、洼淀積水大都是咸水、微咸水。大多數微咸湖庫水，都是河水注入的，在徑流過程中，不可避免將有機質等帶入湖庫水中。高濃度含鹽廢水的主要處理方法有反滲透、離子交換、蒸餾、稀釋等，處理成本比較高。
膜電容器去離子技術是一種高效、能耗低的水處理技術，對于離子有很高去除效率，但是膜電容去離子裝置兩極的陰陽離子交換膜極易被污染，膜面堵塞，造成出水鹽度升高，出水水質變差等現象。湖庫水中的主要污染物包括陰離子表面活性劑、油類、膠體物質、腐植酸鹽、菌、藻等懸浮物質。而陰離子表面活性劑、油類等，膠體物質、腐植酸鹽、天然有機質、陰離子聚丙烯酰胺、陰離子染料、蛋白質、肽、菌、藻等易造成離子交換膜污染嚴重。
超濾是一種能將溶液進行凈化和分離的膜分離技術，被大量用于水處理工程。超濾膜系統是以超濾膜絲為過濾介質，膜兩側的壓力差為驅動力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑(如水分子)、無機鹽及小分子有機物透過，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質和微生物等大分子物質截留，從而達到凈化和分離的目的。將超濾膜與膜電容去離子技術聯用，實現進水中有機物等物質的高效截留，降低其對陰陽離子交換膜的影響，從而可以很大程度地提高膜電容去離子裝置的運行時間及運行效率。
技術實現要素：
解決的技術問題：本申請提供一種利用超濾膜和膜電容去離子組合工藝處理微咸湖庫水的方法，避免了湖庫水中的有機物黏附于電容去離子裝置的陰陽離子交換膜和電極上，從而保證了電容去離子裝置的脫鹽處理效果。
技術方案：
一種利用超濾膜和膜電容去離子組合工藝處理微咸湖庫水的方法，包括以下步驟：
第一步：將微咸湖庫水通過超濾膜組件過濾，水中的有機物被超濾膜截留；
第二步：經超濾膜組件過濾后的出水通過膜電容去離子組件，吸附水中陰陽離子，實現微咸湖庫水的離子的去除；
第三步：每過濾20-60 分鐘，所述超濾膜組件自動控制清洗，所述自動控制清洗方式為氣水聯合清洗；
第四步：當經膜電容去離子組件處理后的出水電導率上升或裝置兩端電壓超過1.2V時，電極吸附離子達到飽和，膜電容去離子組件進行反接再生處理。
作為本發明的一種優選技術方案：所述超濾膜組件采用聚偏氟乙烯或聚醚砜中空纖維膜，外壓式過濾，水溫10-35℃，截留分子量為30-70 kDa。
作為本發明的一種優選技術方案：所述超濾膜組件采用自動控制清洗，即每過濾20-60 分鐘進行氣水聯合清洗，此外，當進水壓力超過膜組件廠商設定值時，對膜組件進行化學清洗以恢復膜組件的通量。
作為本發明的一種優選技術方案：所述膜電容去離子組件由膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II串聯組成，膜電容裝置均為石墨片負載的活性炭纖維氈，在活性炭纖維氈表面布有陰、陽離子交換膜，膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II均采用直流恒電流控制模式，即在電流密度為0.2 - 3.5 mA/cm2下運行，膜電容去離子組件I實現60%-75%的鹽度去除，膜電容組去離子組件II實現膜電容去離子組件I出水中90%-95%的鹽度去除。
作為本發明的一種優選技術方案：所述膜電容去離子組件采用反接再生，當經膜電容去離子組件處理后的出水電導率上升或裝置兩端電壓超過1.2V時，電極吸附離子達到飽和，進入再生階段，將膜電容去離子裝置兩極板所接電極反接，并以原水沖洗膜電容去離子裝置兩極板，以達到離子脫附的效果，此過程采用直流恒電壓控制模式，即控制膜電容去離子裝置兩端電壓為1.2V進行電極的再生，再生過程進行至沖洗水出水電導率不再發生變化，表示電極再生過程結束，沖洗水初次使用后儲存至液罐中，繼續用于下個再生周期，進行循環使用。
有益效果：
本申請所述利用超濾膜和膜電容去離子組合工藝處理微咸湖庫水的方法采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
1. 顯著提高了膜電容去離子組件的運行壽命和脫鹽效率；
2. 相比于現階段的反滲透膜以及電滲析去離子技術，膜電容去離子技術具有能耗低，膜污染速率低等優勢；
3. 膜電容去離子組件碳電極吸附飽和后，可通過短接或加反向電壓等方式實現電極的再生，操作簡單方便；
4. 湖庫水中普遍含有腐殖酸、藻酸鹽等大分子有機物，在膜電容去離子組件的運行過程中，易在電極表面累積，堵塞陰陽離子交換膜的孔道，影響膜電容去離子組件的脫鹽效率。尤其是其中的腐殖酸類物質，由于其易于黏附在離子交換膜表面，不但會極大地縮短裝置的運行壽命，而且會使再生難度大大增加。而本發明在膜電容去離子組件前增設超濾膜組件，形成組合工藝，利用超濾膜能夠攔截大分子有機物并易于清洗再生的特點，以達到避免水中有機物吸附于離子交換膜或電極上，從而保證膜電容去離子組件處理效果的目的。
附圖說明：
圖1是本申請工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合說明書附圖對本申請的具體實施方式作進一步詳細的說明。
實施例1：
如圖1所示，一種利用超濾膜和膜電容去離子組合工藝處理微咸湖庫水的方法，包括以下步驟：
第一步：進水采用自配水，其主要水質指標為TOC = 6-8 mg/L，主要有機物成分為腐殖酸，無機物成分為氯化鈉，電導率為13-14 mS/cm，水溫20℃，通過超濾膜組件過濾，所述超濾膜組件采用聚醚砜中空纖維膜，膜絲外徑1.5mm，內徑0.8mm，外壓式過濾，進水壓力0.1MPa，水中的腐殖酸、藻酸鹽有機物被超濾膜截留，截留分子量為67kDa，膜絲有效面積為5 m2。
第二步：經超濾膜組件過濾后的出水通過膜電容去離子組件，吸附水中陰陽離子，實現微咸湖庫水的離子的去除；所述膜電容去離子組件由膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II串聯組成，各膜電容去離子組件含有100組電極，膜電容裝置均為石墨片負載的活性炭纖維氈，每片電極面積為10×10 cm2，石墨片為集流體，在活性炭纖維氈表面布有陰、陽離子交換膜，膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II均采用直流恒電流控制模式，膜電容去離子組件I膜電容去離子組件I在電流密度為0.6 mA/cm2下運行，停留時間8分鐘，出水電導率為3 - 4 mS/cm，膜電容組去離子組件II膜電容去離子組件II在電流密度為0.25 mA/cm2下運行，停留時間10 分鐘，出水電導率低于0.5 mS/cm。
第三步：每過濾60 分鐘，所述超濾膜組件自動控制清洗，所述自動控制清洗方式為氣水聯合清洗，氣沖壓力為0.3 MPa，時間為30 s，水沖洗時間為30 s，反沖時間總計為1 min，超濾膜組件出水濁度小于0.2 NTU，TOC 小于0.5 mg/L，電導率小于12 mS/cm；
第四步：當經膜電容去離子組件處理后的出水電導率上升或裝置兩端電壓超過1.2V時，電極吸附離子達到飽和，膜電容去離子組件進行反接再生處理，進入再生階段，將膜電容去離子裝置兩極板所接電極反接，并以原水沖洗膜電容去離子裝置兩極板，以達到離子脫附的效果，此過程采用直流恒電壓控制模式，即控制膜電容去離子裝置兩端電壓為1.2V進行電極的再生，再生過程進行至沖洗水出水電導率不再發生變化，表示電極再生過程結束，沖洗水初次使用后儲存至液罐中，繼續用于下個再生周期，進行循環使用。
實施例2
如圖1所示，一種利用超濾膜和膜電容去離子組合工藝處理微咸湖庫水的方法，包括以下步驟：
第一步：進水采用自配水，其主要水質指標為TOC = 4-5 mg/L，主要有機物成分為海藻酸鈉，無機物成分為氯化鈉，電導率為13-14 mS/cm，水溫為20℃，通過超濾膜組件過濾，所述超濾膜組件采用兩層聚偏氟乙烯中空纖維膜組成，外壓式過濾，第一層聚偏氟乙烯中空纖維膜的膜絲外徑1.5mm，內徑0.8mm，膜分離孔徑為0.1 μm，膜絲有效面積為1 m2， 操作壓力為0.01-0.05 MPa，第二層聚偏氟乙烯中空纖維膜的膜絲外徑1.5mm，內徑0.8mm，進水壓力0.1MPa，水中的腐殖酸、藻酸鹽有機物被超濾膜截留，截留分子量為67kDa，膜絲有效面積為10 m2。
第二步：經超濾膜組件過濾后的出水通過膜電容去離子組件，吸附水中陰陽離子，實現微咸湖庫水的離子的去除；所述膜電容去離子組件由膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II串聯組成，各膜電容去離子組件含有100組電極，膜電容裝置均為石墨片負載的活性炭纖維氈，每片電極面積為10×10 cm2，石墨片為集流體，在活性炭纖維氈表面布有陰、陽離子交換膜，膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II均采用直流恒電流控制模式，即在電流密度為0.5 mA/cm2下運行，膜電容去離子組件I停留時間10分鐘，出水電導率為3 - 4.5 mS/cm，膜電容組去離子組件II停留時間4分鐘，出水電導率低于0.5 mS/cm。
第三步：每過濾40 分鐘，所述超濾膜組件自動控制清洗，所述自動控制清洗方式為氣水聯合清洗，氣沖壓力為0.3 MPa，時間為30 s，水沖洗時間為60 s，反沖時間總計為1.5 min，超濾膜組件出水濁度小于0.1 NTU，TOC 小于0.2 mg/L，電導率小于13 mS/cm；
第四步：當經膜電容去離子組件處理后的出水電導率上升或裝置兩端電壓超過1.2V時，電極吸附離子達到飽和，膜電容去離子組件進行反接再生處理，進入再生階段，將膜電容去離子裝置兩極板所接電極反接，并以原水沖洗膜電容去離子裝置兩極板，以達到離子脫附的效果，此過程采用直流恒電壓控制模式，即控制膜電容去離子裝置兩端電壓為1.2V進行電極的再生，再生過程進行至沖洗水出水電導率不再發生變化，表示電極再生過程結束，沖洗水初次使用后儲存至液罐中，繼續用于下個再生周期，進行循環使用。
實施例3
如圖1所示，一種利用超濾膜和膜電容去離子組合工藝處理微咸湖庫水的方法，包括以下步驟：
第一步：進水采用自配水，其主要水質指標為TOC = 8-11 mg/L，主要有機物成分為腐殖酸和海藻酸鈉，無機物成分為氯化鈉，電導率為16-17 mS/cm，水溫為20℃，通過超濾膜組件過濾，所述超濾膜組件采用聚偏氟乙烯中空纖維膜微濾膜和聚醚砜中空纖維膜超濾膜組成，所述聚偏氟乙烯中空纖維膜，膜絲外徑1.5mm，內徑0.8mm，膜分離孔徑為0.1 μm，膜絲有效面積為1 m2， 操作壓力為0.01-0.05 MPa，聚醚砜中空纖維膜的膜絲外徑1.5mm，內徑0.8mm，外壓式過濾，進水壓力0.1 MPa，水中的腐殖酸、藻酸鹽有機物被超濾膜截留，截留分子量為67 kDa，膜絲有效面積為5 m2。
第二步：經超濾膜組件過濾后的出水通過膜電容去離子組件，吸附水中陰陽離子，實現微咸湖庫水的離子的去除；所述膜電容去離子組件由膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II串聯組成，各膜電容去離子組件含有80組電極，膜電容裝置均為石墨片負載的活性炭纖維氈，每片電極面積為10×10 cm2，石墨片為集流體，在活性炭纖維氈表面布有陰、陽離子交換膜，膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II均采用直流恒電流控制模式，膜電容去離子組件I在電流密度為0.8 mA/cm2下運行，停留時間12分鐘，出水電導率為3.4 - 4.8 mS/cm，膜電容組去離子組件II在電流密度為0.4 mA/cm2下運行，停留時間5分鐘，出水電導率低于0.5 mS/cm。
第三步：每過濾20分鐘，所述超濾膜組件自動控制清洗，所述自動控制清洗方式為氣水聯合清洗，氣沖壓力為0.3 MPa，時間為30 s，水沖洗時間為60s，反沖時間總計為1.5 min，超濾膜組件出水濁度小于0.1 NTU，TOC 小于0.3 mg/L，電導率小于16 mS/cm；
第四步：當經膜電容去離子組件處理后的出水電導率上升或裝置兩端電壓超過1.2V時，電極吸附離子達到飽和，膜電容去離子組件進行反接再生處理，進入再生階段，將膜電容去離子裝置兩極板所接電極反接，并以原水沖洗膜電容去離子裝置兩極板，以達到離子脫附的效果，此過程采用直流恒電壓控制模式，即控制膜電容去離子裝置兩端電壓為1.2V進行電極的再生，再生過程進行至沖洗水出水電導率不再發生變化，表示電極再生過程結束，沖洗水初次使用后儲存至液罐中，繼續用于下個再生周期，進行循環使用。
實施例4
如圖1所示，一種利用超濾膜和膜電容去離子組合工藝處理微咸湖庫水的方法，包括以下步驟：
第一步：將微咸湖庫水通過超濾膜組件過濾，所述超濾膜組件采用聚偏氟乙烯或聚醚砜中空纖維膜，外壓式過濾，水溫20℃，水中的腐殖酸、藻酸鹽有機物被超濾膜截留，截留分子量為67 kDa，對微咸湖庫水中有機物質的截留率＞90%。
第二步：經超濾膜組件過濾后的出水通過膜電容去離子組件，吸附水中陰陽離子，實現微咸湖庫水的離子的去除；所述膜電容去離子組件由膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II串聯組成，膜電容裝置均為石墨片負載的活性炭纖維氈，在活性炭纖維氈表面布有陰、陽離子交換膜，膜電容去離子組件I以及膜電容組去離子組件II均采用直流恒電流控制模式，即在電流密度為0.2 - 3.5 mA/cm2下運行，膜電容去離子組件I實現60%-75%的鹽度去除，膜電容組去離子組件II實現膜電容去離子組件I出水中90%-95%的鹽度去除。
第三步：每過濾20-60 分鐘，所述超濾膜組件自動控制清洗，所述自動控制清洗方式為氣水聯合清洗，當進水壓力超過膜組件設定值時，對膜組件進行化學清洗以恢復膜組件的通量；
第四步：當經膜電容去離子組件處理后的出水電導率上升或裝置兩端電壓超過1.2V時，電極吸附離子達到飽和，膜電容去離子組件進行反接再生處理，進入再生階段，將膜電容去離子裝置兩極板所接電極反接，并以原水沖洗膜電容去離子裝置兩極板，以達到離子脫附的效果，此過程采用直流恒電壓控制模式，即控制膜電容去離子裝置兩端電壓為1.2V進行電極的再生，再生過程進行至沖洗水出水電導率不再發生變化，表示電極再生過程結束，沖洗水初次使用后儲存至液罐中，繼續用于下個再生周期，進行循環使用。
上面結合附圖對本申請的實施方式作了詳細說明，但是本申請并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本申請宗旨的前提下做出各種變化。