膜元件和水處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種膜元件和水處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]反滲透膜元件是膜法水處理技術(shù)的核心部件，能夠去除水源中的微生物、離子等，得到純水。CN 104084048A和CN 104096483A號(hào)中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)對(duì)反滲透膜元件已經(jīng)進(jìn)行了說(shuō)明。CN 104084048A中所披露的膜元件的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖2。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]技術(shù)問(wèn)題
[0004]但是，CN 104084048A和CN 104096483A中所披露的膜元件存在以下技術(shù)問(wèn)題。進(jìn)水端電極排布在進(jìn)水格網(wǎng)部分，該部分存留的水量較少，對(duì)膜元件進(jìn)行清洗時(shí)達(dá)不到效果；另外，兩端電極均布置在膜元件里面，長(zhǎng)期運(yùn)行后，容易在膜片表面處形成無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢，易破環(huán)膜片表面的分離層，從而對(duì)膜片的分離性能產(chǎn)生一定的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]技術(shù)方案
[0006]本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種膜元件，所述膜元件具有膜片，進(jìn)水電極和純水電極，所述進(jìn)水電極和純水電極分別連接電源的兩極，其特征在于:位于所述膜元件最外側(cè)的膜片的純水側(cè)設(shè)純水電極，位于所述膜元件最外側(cè)的膜片的進(jìn)水側(cè)設(shè)進(jìn)水電極。
[0008]如上所述的膜元件，其中，所述進(jìn)水端電極為纏繞在所述膜元件外周壁的絲狀電極或網(wǎng)狀電極。
[0009]如上所述的膜元件，其中，所述純水端電極為絲狀電極、網(wǎng)狀電極或片狀電極。
[0010]如上所述的膜元件，其中，所述膜元件還包括純水導(dǎo)布和進(jìn)水格網(wǎng)，所述純水端電極排布在所述純水導(dǎo)布上。
[0011]如上所述的膜元件，其中，所述進(jìn)水端電極呈螺旋狀纏繞或以電極套筒的方式固定在膜元件的外周壁。
[0012]如上所述的膜元件，其中，所述膜片為反滲透膜或納濾膜。
[0013]如上所述的膜元件，最外側(cè)的膜片與進(jìn)水端電極之間設(shè)有透水的保護(hù)層。
[0014]如上所述的膜元件，所述保護(hù)層材料為導(dǎo)布和/或格網(wǎng)。
[0015]如上所述的膜元件，所述膜元件為卷制而成的筒狀元件，進(jìn)水水流沿所述膜元件兩端部的間隙滲入膜元件內(nèi)部或沿所述膜元件尾部的間隙滲入到膜元件內(nèi)部，廢水水流沿所述膜元件的外側(cè)向圓周表面滲出。
[0016]如上所述的膜元件，所述純水端電極接電源負(fù)極，進(jìn)水端電極接電源正極。
[0017]如上所述的膜元件，在所述膜元件每次制水完成后，所述進(jìn)水端電極與純水端電極所接的電源極性互換。
[0018]如上所述的膜元件，所述純水端電極和進(jìn)水端電極在膜元件運(yùn)行期間通電，和/或膜元件制水運(yùn)行后停機(jī)并對(duì)電極通電預(yù)定時(shí)間，之后浸泡預(yù)定時(shí)間后排污水。
[0019]如上所述的膜元件，所述純水端電極接電源正極，進(jìn)水端電極接電源負(fù)極，膜元件制水運(yùn)行后停機(jī)并對(duì)電極通電預(yù)定時(shí)間，之后浸泡預(yù)定時(shí)間后排污水。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種水處理裝置，所述裝置包含如上所述的膜元件。
[0021]技術(shù)效果
[0022]本實(shí)用新型主要是在目前已有的膜元件的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高其使用壽命和膜元件的回收率，一方面在膜元件運(yùn)行過(guò)程中，利用水的電解，降低進(jìn)水的LSI指數(shù)，從而降低膜元件結(jié)垢傾向，另一方面，在膜元件運(yùn)行一段時(shí)間流量出現(xiàn)衰減時(shí)，對(duì)膜元件進(jìn)行定期停機(jī)清洗，通過(guò)膜元件外側(cè)形成的酸性溶液，對(duì)膜元件的無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢進(jìn)行溶解；或者通過(guò)膜元件外側(cè)形成的堿性溶液，對(duì)膜元件的有機(jī)物結(jié)垢進(jìn)行溶解。同時(shí)可以通過(guò)倒極處理，使得膜元件外側(cè)形成極性相反的水溶液，對(duì)整個(gè)膜元件進(jìn)行浸泡，從而去除膜片表面的無(wú)機(jī)物或有機(jī)物結(jié)垢，進(jìn)而恢復(fù)膜元件的流量。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型的現(xiàn)有技術(shù)的一種卷式膜元件的示意圖，其中進(jìn)水端開(kāi)口方向與進(jìn)水水流主體流動(dòng)方向不一致；
[0024]圖2是本實(shí)用新型的現(xiàn)有技術(shù)的另一種卷式膜元件的示意圖，其中進(jìn)水端開(kāi)口方向與進(jìn)水水流主體流動(dòng)方向一致。
[0025]圖3是本實(shí)用新型的卷式膜元件的示意圖。
[0026]圖4是本實(shí)用新型的卷式膜元件的外部電極的排布方式示意圖。
[0027]圖5是本實(shí)用新型的新方案較CN 104084048A和CN 104096483A的原方案的電流效率之間的比較。
[0028]圖6表明了本實(shí)用新型制備的卷式膜元件性能具有較高的一致性，其中1#_4#分別表示采用本實(shí)用新型的實(shí)施例1-4的方法制備的四支膜元件，在長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中膜元件性能情況，其截留性能在運(yùn)行期間無(wú)任何衰減；
[0029]在上述附圖中，①表示膜片表示進(jìn)水格網(wǎng)表示純水導(dǎo)布；④表示集水管；⑤表示純水端電極；⑥表示進(jìn)水端電極；⑦表示邊膠和封口膠；⑧表示防水膠區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在本實(shí)用新型中，LSI指數(shù)是指水質(zhì)穩(wěn)定指數(shù)，它是衡量水質(zhì)結(jié)垢傾向的參數(shù)。LSI>0時(shí)，其值越大，水質(zhì)越容易結(jié)垢；LSI〈0時(shí)，其絕對(duì)值越大，越容易產(chǎn)生腐蝕；LSI = 0，不結(jié)垢也不腐蝕。
[0031]堿度是指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的物質(zhì)的總量，這類(lèi)物質(zhì)包括強(qiáng)堿、弱堿、強(qiáng)堿弱酸鹽等。
[0032]硬度是指水中鈣鎂離子的濃度。
[0033]回收率=純水流量/進(jìn)水流量。
[0034]—種現(xiàn)有技術(shù)的卷式膜元件如圖1中所示，水流沿箭頭方向進(jìn)入膜元件，在膜元件中匯合后，沿與進(jìn)水方向(即箭頭方向)基本垂直的方向(即膜元件的長(zhǎng)度方向)流動(dòng)。在此情況下，進(jìn)水水流主體方向就是指膜元件的長(zhǎng)度方向，進(jìn)水流道在進(jìn)水水流主體流動(dòng)方向上的有效長(zhǎng)度在圖1中用C表示。同時(shí)，B表示電極絲或電極片(板)距離純水出水端最近的距離。
[0035]另一種現(xiàn)有技術(shù)的卷式膜元件如圖2所示，其中水流沿箭頭方向進(jìn)入膜元件，然后沿箭頭方向流出膜元件。在此情況下，進(jìn)水水流主體方向就是指膜元件的寬度方向，進(jìn)水流道在進(jìn)水水流主體流動(dòng)方向上的有效長(zhǎng)度在圖2中用C’表示。確定了進(jìn)水水流主體流動(dòng)方向之后，A表示電極絲或電極片(板)布置區(qū)域在進(jìn)水水流主體流動(dòng)方向上的距離。B’表示電極絲或電極片(板)距離原水進(jìn)水端的最近距離。
[0036]本實(shí)用新型的膜元件如圖3所示。其中純水端電極5布置在遠(yuǎn)離集水管4的純水導(dǎo)布3末端，其中的水流方向可以如圖1所示，由靠近集水管處進(jìn)水，沿著膜片流出；也可以采用圖3所示水流方向，即從膜片遠(yuǎn)離集水管的末端進(jìn)水，在沿著進(jìn)水流道方向，從靠近集水管的兩側(cè)出口流出。
[0037]圖4是本實(shí)用新型的卷式膜元件的外部電極的排布方式示意圖。如圖4所示，電極(進(jìn)水端電極)纏繞在卷式膜元件的外周。原水由卷式膜元件的側(cè)面進(jìn)水，從圖中的卷式膜元件中央的集水管導(dǎo)出純水?，F(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)水端電極排布在進(jìn)水格網(wǎng)中央部分，由于該部分存留的水量較少，難以對(duì)膜元件進(jìn)行清洗，并且由于兩端電極均布置在膜元件里面，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后，在膜元件上存在大量水垢，這些水垢易破環(huán)膜片表面的分離層，從而對(duì)膜片的分離性能產(chǎn)生一定的風(fēng)險(xiǎn)。而且，要想除去這些水垢，需要拆開(kāi)膜元件進(jìn)行清洗，清洗工作較為繁瑣。在本實(shí)用新型的膜元件中，水垢形成在膜元件的外周，非常易于清洗。而且，本實(shí)用新型的卷式膜元件可以進(jìn)行倒極處理，即將正極和負(fù)極互換，使得膜元件外側(cè)形成極性相反的水溶液，對(duì)整個(gè)膜元件進(jìn)行浸泡，從而無(wú)需進(jìn)行人工清洗，即可除去膜片表面的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物結(jié)垢。通過(guò)這種方法，本實(shí)用新型的膜元件既可以產(chǎn)生酸性清洗水溶液，用于除去無(wú)機(jī)水垢，也可以產(chǎn)生堿性水溶液，用于除去有機(jī)水垢，還可以通過(guò)倒極處理，產(chǎn)生極性相反的水溶液，除去無(wú)機(jī)和有機(jī)水垢。
[0038]實(shí)施例
[0039]實(shí)施例1
[0040]在1810-75G-SS側(cè)流式(進(jìn)水方向發(fā)生變化的)反滲透膜元件(基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，但電極排布采用本實(shí)用新型的圖3的方式)的純水導(dǎo)布中加入12cmX 16cm的導(dǎo)電金屬網(wǎng)作為純水端電極，膜元件外纏繞Im長(zhǎng)的銥涂層鈦絲作為進(jìn)水端電極，制備新型控制膜結(jié)垢的卷式膜元件，將純水端電極絲與直流電源負(fù)極相連，進(jìn)水端電極絲與直流電源正極相連，在運(yùn)行一段時(shí)間后，采用該電極對(duì)膜元件進(jìn)行清洗，利用膜殼中產(chǎn)生的酸溶解膜元件上的無(wú)機(jī)鹽結(jié)垢。提高該膜元件回收率至66%，連續(xù)運(yùn)行，累積運(yùn)行12h時(shí)，對(duì)其進(jìn)行清洗30min，其累積純水流量達(dá)到7t時(shí)，