[发明专利]一种使用柱状介电电泳电极的平板膜池及膜浓缩系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理设备，特别涉及一种使用柱状介电电泳电极的平板 膜池及膜浓缩系统。

背景技术

渗透膜分离技术在近30年中由于其操作方便、工艺设备紧凑、分离效率高、 能耗低等优点而迅速发展成为工业中固液分离的重要工艺方法。然而，在渗透膜 过滤工艺中，膜污染这个不可避免的问题始终存在，且已成为这项工艺于实际应 用中的一个致命缺点。膜污染是由于膜表面和膜孔中由于微粒、胶体粒子、溶 质分子沉积而导致的膜孔堵塞或变小，造成过膜阻力的增大，从而使膜透过量下 降，减少膜的使用寿命等后果。例如，在固液分离中经常使用的超/微滤膜，其 膜透过量由于膜污染会在近一个小时的工作之后减少约50％；而由于固体小颗粒 的吸附和堵塞，这种污染甚至不可逆。

工业上经常用来清洗膜污染的方法主要分为物理清洗和化学清洗，化学清洗 是通过使用药剂以将不溶污染物溶解并冲洗出膜组件。然而，化学清洗不仅由 于药剂的使用而增加过滤工艺的操作成本，而且由于酸性或碱性药剂的使用而 对膜造成损害且造成污染。物理清洗主要包括低压高流速清洗、等压冲洗、反 冲洗、负压清洗、机械刮除等方法，工业中普遍使用的是高速反冲洗和气水反 冲洗工艺。然而，上述两种工艺都必须在清洗过程中停止膜过滤工艺，且需要 高压和高于产水量两到三倍的水用于冲洗，耗能高，用水量大。

超声波被认为可以实现防止膜污染的一个方法。然而，由于高强度超声波对 渗透膜所造成的侵蚀和破坏，以及庞大的超声波生成系统阻碍了其在工业上的 应用。基于电泳原理的电子渗透膜于上世纪七十年代由Manegold等提出，并由 Henry等通过实验证实其可行性。然而，这种方法不适于用于多离子复杂性的 工业条件，而且其高能耗也阻碍了它在工业上的广泛使用。除此之外，裸电极 在电泳的使用也提高了短路的可能及电击的危险，以及电极上发生的电化学反 应不仅会导致pH值变化，甚至于会生成有毒或污染环境的化学副产品。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提出一种使用柱状介电电泳电极 的平板膜池，及使用该平板膜池的膜浓缩系统。通过在孔板电极组上施加交流电， 从而在介电电泳电极以及渗透膜的附近产生不匀称电场，从而将附着的污染物移 离渗透膜表面，以延长渗透膜使用寿命和提高渗透膜的工作效率及产水量。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种使用柱状介电电泳电极的平板膜池，其特征在于：它包括池体和多个平 板膜元件，其中各所述平板膜元件间隔设置在池体中；所述池体连接原水输入管 和浓水输出管；所述平板膜元件包括柱状电极组件、渗透膜和平板框架，平板框 架的前、后两面安装渗透膜，所述渗透膜之间设置柱状电极组件；所述柱状电极 组件包括第一电极板及第二电极板，在第一电极板、第二电极板上均分布设置有 柱状突起和孔位，第一电极板的柱状突起及孔位与第二电极板的孔位及柱状突起 位置互补；第一电极板与第二电极板的带有柱状突起的突起面相对扣合后，其中 一电极板的柱状突起嵌入至另一电极板的孔位之内；第一电极板和第二电极板分 别连接高频交流电源的不同输出端，在第一电极板和第二电极板的非突起面上形 成向外发射非均电场的作用面；所述平板框架上设置有连通两渗透膜之间产水腔 的产水出口，各平板膜元件的产水出口连接一产水输出管。

所述的第一电极板和第二电极板的表面具有绝缘层。

所述的第一电极板、第二电极板的突起面相对扣合后，其中一电极板所制的 柱状突起的顶端与另一电极板的非突起面齐平。

所述的第一电极板、第二电极板采用金属薄板或薄片冲压成型，其上成型的 柱状突起和孔位形成相互交错的阵列分布。

所述的相互交错的阵列分布方式为：第一电极板的第n行的第奇数位置和第 n+1行的第偶数位置为柱状突起，第n行的第偶数位置和第n+1行的第奇数位置 为孔位；第二电极板的柱状突起和孔位则与第一电极板的孔位和柱状突起位置对 应。

所述的相互交错的阵列分布方式为：第一电极板的第n行均为柱状突起或孔 位，第n+1行均为孔位或柱状突起；第二电极板的柱状突起和孔位则与第一电极 板的孔位和柱状突起位置对应。

所述的第一电极板、第二电极板的板厚相同；所述柱状突起的横截面直径≤ 2.5mm；所述柱状突起与孔位为间隙配合，配合间隙不大于单边0.2mm。