[發明專利]一種電化學-膜分離水處理裝置及其處理方法和用途

有效

• 申請號: 201710864744.1
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107459106B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 曲久輝;孫境求;胡承志;劉會娟;劉銳平;馬百文
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;C02F1/463;C02F1/467
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種電化學?膜分離水處理裝置及其處理方法和用途，所述裝置包括反應池，所述反應池內設置膜組件，所述膜組件一側由內向外平行于膜組件設置感應電極和陽極板，所述膜組件另一側平行于膜組件設置陰極板，所述陽極板和陰極板與外接電源連接；所述反應池主體一側設有進水口，所述反應器主體上開設膜組件出水口，所述膜組件出水口與膜組件相連。本發明將電場效應、電化學氧化、電絮凝和電氣浮進行一體化組合，通過電氧化和電絮凝作用，改變污染物結構、調節顆粒物尺寸大小，在膜表面形成親水和多孔的濾餅層，減緩膜污染，通過膜過濾進行固液分離，進一步提升出水水質。

技術領域

本發明屬于飲用水或污水處理領域，涉及一種電化學-膜分離水處理裝置及其處理方法和用途。

背景技術

超濾膜分離技術利用體積排阻效應對大于膜孔尺寸的污染物有很好的截留作用，但同時因為截留的污染物在膜表面的堆積和水體中微生物在膜表面的生長，形成膜污染，降低了膜的使用壽命，提高了膜分離技術的應用成本。為了延長膜的使用壽命，膜分離之前對水體進行預處理的手段已被證實有效。常用的預處理手段有預絮凝、預氧化、預曝氣等手段，其中預絮凝、預氧化較為普遍。

電絮凝、電氧化廣泛應用于電化學水處理領域，一直是科研研究的重點。其中電絮凝通過控制電化學參數與水體理化性質，可以調節電絮凝中的絮凝劑投加量、絮體形態與結構。隨著水質標準的日益提高，電絮凝技術需要過量投加絮凝劑，或者組合其他深度處理技術以達到排水標準。在現有技術中，膜分離被證實可以有效提高電絮凝出水水質。同時，電絮凝-膜分離的短流程工藝省去了沉淀環節，在實際應用中更具優勢。

電氧化通過控制電化學參數與水體理化性質，可以調節電氧化過程中的反應路徑與反應速率。電氧化分為直接氧化和間接氧化。直接氧化為污染物在電極表面發生電化學氧化反應。間接氧化為溶液中的氯離子首先被氧化為活性氯，然后通過活性氯進行氧化。

電化學與膜技術的結合已受到廣泛關注，也是水處理工藝改革的一個重要方向。目前，利用電化學手段緩解膜污染的原理主要有：1)增大顆粒物尺寸，減少小顆粒造成的膜孔堵塞；2)預去除部分污染物，減少膜表面污染物積累；3)調節絮體形態，形成更疏松多孔的濾餅層，降低濾餅比阻；4)改變污染物分子結構和大小，形成更親水濾餅層；5)利用電場誘導生成極化的濾餅層，提高濾餅層親水性，降低濾餅比阻；6)利用電極反應產生的微氣泡，沖刷膜表面，進一步緩解膜污染。但仍存在能耗較高的問題，并且現有電化學與膜技術相結合的方式，在緩釋膜污染方面仍有待提高。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種電化學-膜分離水處理裝置、處理方法及其用途。本發明通過將電場效應、電化學氧化、電絮凝和電氣浮進行一體化組合，通過電氧化和電絮凝作用，改變污染物結構、調節顆粒物尺寸大小，在膜表面形成親水和多孔的濾餅層，減緩膜污染，通過膜過濾進行固液分離，進一步提升出水水質。本發明通過感應電絮凝作用調控絮體形態與結構，減少污染物在膜表面的積累，同時通過電極反應控制污染物的直接和間接氧化，改變污染物的分子結構和極性，在膜表面形成高孔隙結構和親水性的濾餅層。且該濾餅層由于受到極板間電場的極化作用，極性增強，進一步增強了濾餅層的親水特性，進一步減緩了膜污染。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種電化學-膜分離水處理裝置，所述裝置包括反應池，所述反應池內設置膜組件，所述膜組件一側由內向外平行于膜組件設置感應電極和陽極板，所述膜組件另一側平行于膜組件設置陰極板，所述陽極板和陰極板與外接電源連接；

所述反應池主體一側設有進水口；所述反應器主體上開設膜組件出水口，所述膜組件出水口與膜組件相連。