[實用新型]一種介電電泳平板滲透膜元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320560084.5
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN203507830U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王冰
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古天一環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號: B01D63/08
• 分類號: B01D63/08;B01D65/02;C02F1/44
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及多相（固液，固氣，液液）滲透膜的過濾分離工藝，尤其是一種介電電泳平板滲透膜元件。

背景技術(shù)

滲透膜分離技術(shù)在近30年中由于其操作方便、工藝設(shè)備緊湊、分離效率高、能耗低等優(yōu)點而迅速發(fā)展成為工業(yè)中多相（主要于固液，固氣和液液等）分離的重要工藝方法。然而，在滲透膜過濾工藝中，膜污染這個不可避免的問題始終存在，且已成為這項工藝于實際應(yīng)用中的一個致命缺點。膜污染是由于膜表面和膜孔中由于微粒、膠體粒子、溶質(zhì)分子或細菌、病毒等的沉積或孳生而導(dǎo)致的膜孔堵塞或變小，造成過膜阻力的增大，從而使膜透過量下降，減少膜的使用壽命等后果。例如，在固液分離中經(jīng)常使用的超/微濾膜，其膜透過量由于膜污染會在近一個小時的工作之后減少約50%；而由于固體小顆粒的吸附和堵塞，這種污染甚至不可逆。納濾和反滲透膜等用于液液分離中，由于濃差極化所產(chǎn)生的凝膠層會在膜表面形成一個不可透層，從而極大增大了膜阻力和透過壓的要求，這種膜污染可以通過膜清洗而除去，稱為可逆污染。

工業(yè)上經(jīng)常用來清洗膜污染的方法主要分為物理清洗和化學(xué)清洗，化學(xué)清洗是通過使用藥劑以將不溶污染物溶解并沖洗出膜組件。然而，化學(xué)清洗不僅由于藥劑的使用而增加過濾工藝的操作成本，而且由于酸性或堿性藥劑的使用而對膜造成損害且造成污染。物理清洗主要包括低壓高流速清洗、等壓沖洗、反沖洗、負壓清洗、機械刮除等方法，工業(yè)中普遍使用的是高速反沖洗和氣水反沖洗工藝。然而，上述兩種工藝都必須在清洗過程中停止膜過濾工藝，且需要高壓和高于產(chǎn)水量兩到三倍的水用于沖洗，耗能高，用水量大。

超聲波被認為可以實現(xiàn)防止膜污染的一個方法。然而，由于高強度超聲波對滲透膜所造成的侵蝕和破壞，以及龐大的超聲波生成系統(tǒng)阻礙了其在工業(yè)上的應(yīng)用。基于電泳原理的電子滲透膜于上世紀七十年代由Manegold等提出，并由Henry等通過實驗證實其可行性。然而，這種方法不適于用于多離子復(fù)雜性的工業(yè)條件，而且其高能耗也阻礙了它在工業(yè)上的廣泛使用。除此之外，裸電極在電泳的使用也提高了短路的可能及電擊的危險，以及電極上發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)不僅會導(dǎo)致pH值變化，甚至于會生成有毒或污染環(huán)境的化學(xué)副產(chǎn)品。

平板滲透膜經(jīng)常被用于生物反應(yīng)器中用于過濾出廢水中的懸濁物，尤其是生物處理器中的反應(yīng)物。常規(guī)滲透膜生物反應(yīng)器經(jīng)常被這些懸濁物堵塞，于是通常通過在反應(yīng)器底部使用刨氣所產(chǎn)生的氣泡將滲透膜表面上的懸濁物移去。然而這種工藝不僅能耗高，而且其處理效率非常低。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種介電電泳平板滲透膜元件，該元件通過施加在臨近滲透膜表面固體顆粒的介電電泳力而將其移離滲透膜表面從而減少甚至消除在滲透膜工藝中發(fā)生的膜污染和堵膜現(xiàn)象，以延長滲透膜使用壽命和提高滲透膜的工作效率及產(chǎn)水量。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種介電電泳平板滲透膜元件，包括平板骨架、電極和滲透膜，其特征在于：所述平板骨架采用ABS制作，在平板骨架內(nèi)橫向均布間隔鑲裝有電極，在平板骨架的前、后兩面采用壓塑方式安裝滲透膜，在平板骨架上設(shè)置有凈水口和電線輸出口，凈水口與平板骨架內(nèi)的水道連通，電線輸出口與平板骨架的電極連接，并引出連接外界電源。

而且，所述電極采用圓柱形叉指電極結(jié)構(gòu)，在每對電極中，一根電極采用絕緣電極，而另一根電極則采用防腐蝕材料的裸電極。

本實用新型的優(yōu)點和積極效果是：

1、本實用新型使用介電電泳技術(shù)，利用固體微粒與其所懸浮的連續(xù)相介電極化能力不同的原理，介電電泳力將固體微粒推離電極或者將固體微粒吸附在電極上，減少甚至消除滲透膜工藝中發(fā)生的膜污染和堵膜現(xiàn)象，提高滲透膜使用壽命，提高滲透膜膜透過量，達到強化滲透膜工藝。

2、本實用新型使用介電電泳技術(shù)，既消除膜污染的問題，且能耗低，操作成本低，與工業(yè)經(jīng)常使用的反沖洗技術(shù)相比，介電電泳增強膜的使用無需停止?jié)B透膜過濾工藝的工作。

3、本實用新型可在保持滲透膜過濾工藝正常工作的同時，無須添加額外物質(zhì)例如化學(xué)藥劑或大量的水，能夠減少甚至消除滲透膜過濾工藝中的膜污染和堵膜現(xiàn)象所造成的膜使用壽命降低和膜透過量下降的問題，降低減少和消除滲透膜污染問題所消耗的能量和成本。

4、本實用新型采用圓柱形叉指電極結(jié)構(gòu)，圓形表面使叉指電極強電場面最大化，使用最少材料，獲得更強的介電電泳力。

5、本實用新型所使用的電極，一根電極采用絕緣電極，另一根采用防腐蝕材料的裸電極，以減少能耗和電極生產(chǎn)成本。

附圖說明