一種使用新型dep電極的平板膜池及膜濃縮系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種污水處理設(shè)備，特別涉及一種使用新型DEP電極的平板膜池及膜濃縮系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]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(diǎn)而迅速發(fā)展成為工業(yè)中固液分離的重要工藝方法。然而，在滲透膜過(guò)濾工藝中，膜污染這個(gè)不可避免的問(wèn)題始終存在，且已成為這項(xiàng)工藝于實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)致命缺點(diǎn)。膜污染是由于膜表面和膜孔中由于微粒、膠體粒子、溶質(zhì)分子沉積而導(dǎo)致的膜孔堵塞或變小，造成過(guò)膜阻力的增大，從而使膜透過(guò)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(guò)量由于膜污染會(huì)在近一個(gè)小時(shí)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。
[0003]工業(yè)上經(jīng)常用來(lái)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(guò)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(guò)濾工藝的操作成本，而且由于酸性或堿性藥劑的使用而對(duì)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(fù)壓清洗、機(jī)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(guò)程中停止膜過(guò)濾工藝，且需要高壓和高于產(chǎn)水量?jī)傻饺兜乃糜跊_洗，耗能高，用水量大。
[0004]超聲波被認(rèn)為可以實(shí)現(xiàn)防止膜污染的一個(gè)方法。然而，由于高強(qiáng)度超聲波對(duì)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?；陔娪驹淼碾娮訚B透膜于上世紀(jì)七十年代由Manegold等提出，并由Henry等通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)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(xiǎn)，以及電極上發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)不僅會(huì)導(dǎo)致pH值變化，甚至于會(huì)生成有毒或污染環(huán)境的化學(xué)副產(chǎn)品Ο
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種使用鈑金介電電泳電極的平板膜池，及使用該平板膜池的膜濃縮系統(tǒng)。通過(guò)在鈑金介電電泳電極上施加交流電，從而在介電電泳電極以及滲透膜的附近產(chǎn)生不勻稱電場(chǎng)，從而將附著的污染物移離滲透膜表面，以延長(zhǎng)滲透膜使用壽命和提高滲透膜的工作效率及產(chǎn)水量。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種使用新型DEP電極的平板膜池，其特征在于:它包括池體和多個(gè)平板膜元件，其中各所述平板膜元件間隔設(shè)置在池體中；所述池體連接原水輸入管和濃水輸出管;所述平板膜元件包括鈑金電極組件、滲透膜和平板框架，平板框架的前、后兩面安裝滲透膜，所述滲透膜之間設(shè)置鈑金電極組件;所述鈑金電極組件包括兩片分別連接交流電源不同輸出端且相互絕緣的電極板，所述電極板為一體成型的鈑金件，包括多條平形排列的電極及同時(shí)連接所有所述電極的一條或一條以上邊線;兩所述電極板交錯(cuò)疊放，使一電極板的電極置于另一電極板的兩相鄰電極之間;所述平板框架上設(shè)置有連通兩滲透膜之間產(chǎn)水腔的產(chǎn)水出口，各平板膜元件的產(chǎn)水出口連接一產(chǎn)水輸出管。
[0008]所述電極板為梳齒狀電極板，包括多條平行排列的電極，及同時(shí)連接所有所述電極一端的一條邊線，所述電極的另一端為自由端;一電極板的邊線位于另一電極板中電極的自由端側(cè)。
[0009]所述電極板為柵形電極板，包括多條平行排列的電極，及分別連接所述電極的兩端的邊線。
[0010]所述電極板為立體柵形電極板，包括多條平行排列的電極，及分別連接所述電極的兩端的兩條邊線;所述電極的兩端彎折，在交錯(cuò)疊放時(shí)相互避讓。
[0011]兩所述電極板外部均設(shè)置絕緣層;或一電極板外部設(shè)置絕緣層，另一電極板為耐腐蝕性材料制成的裸電極。
[0012]所述池體設(shè)置在地下或半地下。
[0013]—種使用所述平板膜池的膜濃縮系統(tǒng)，其特征在于:它還包括預(yù)處理裝置、反滲透系統(tǒng)和超臨界系統(tǒng)，預(yù)處理裝置的出口連接平板膜池的原水輸入管，平板膜池的產(chǎn)水輸出管的部分或全部連接反滲透系統(tǒng)的入口；平板膜池的濃水輸出管和反滲透系統(tǒng)的濃水輸出管連接超臨界系統(tǒng)的物料入口。
[0014]所述反滲透系統(tǒng)中反滲透膜之間為產(chǎn)水腔，所述產(chǎn)水腔中設(shè)置鈑金電極組件。
[0015]所述超臨界系統(tǒng)中包括反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜上部的超臨界蒸汽輸出端依次連接換熱系統(tǒng)、壓力能回收系統(tǒng)和氣液分尚系統(tǒng)。
[0016]所述氣液分離系統(tǒng)的液體輸出管輸出純水、所述反滲透系統(tǒng)的產(chǎn)水輸出管輸出直飲水、所述平板膜池的產(chǎn)水輸出管輸出生活用水。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為:
[0018]1、本實(shí)用新型的平板膜池，包括池體和多個(gè)平板膜元件，其中各平板膜元件間隔設(shè)置在池體中，平板膜元件包括鈑金電極組件、滲透膜和平板框架，通過(guò)在鈑金式介電電泳電極組上施加交流電，從而在介電電泳電極以及滲透膜的附近產(chǎn)生不勻稱電場(chǎng)，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(guò)量，達(dá)到強(qiáng)化滲透膜工藝。與工業(yè)中經(jīng)常使用的反沖洗技術(shù)相比，無(wú)須添加額外物質(zhì)例如化學(xué)藥劑或大量的水，低成本無(wú)污染;在使用時(shí)無(wú)需停機(jī)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)膜的去污解堵。
[0019]2、本實(shí)用新型的平板膜池，平板膜元件所使用的介電電泳電極組件中的電極板是通過(guò)沖壓一體成型，其上制有多條平形排列的電極，以及連接所述電極的一條或一條以上邊線，兩片電極板之間交錯(cuò)疊放，使兩片電極板的電極相互間隔對(duì)應(yīng)以形成電極組；電極板通過(guò)鈑金工藝一體成型，生產(chǎn)成本低，較圓柱形電極降低成本70%以上;任何一處位置連接電源即可使得整板得以供電，從而使電極和連接導(dǎo)線集成在一個(gè)鈑金件上;根據(jù)鈑金選材質(zhì)地和厚度的不同，可具備一定柔性或剛性，可卷曲或平展使用;在安裝時(shí)由于各電極之間相對(duì)位置已經(jīng)設(shè)定好，可進(jìn)行整個(gè)電極板的一體安裝，不會(huì)造成電極排列的混亂。
[0020]3、本實(shí)用新型的平板膜池，平板膜元件所使用的電極板可設(shè)置為梳齒狀電極板，當(dāng)兩片梳齒狀電極板交錯(cuò)構(gòu)成鈑金介電電泳電極結(jié)構(gòu)時(shí)，第一梳齒狀電極板的電極從第二梳齒狀電極板的電極之間插入，形成電極組，這樣可以防止兩片電極板在疊加時(shí)邊線相接觸，產(chǎn)生干涉，具有結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)化，制造容易，安裝方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0021]4、本實(shí)用新型的平板膜池，平板膜元件所使用的電極板可為柵形電極板，當(dāng)兩片柵形電極板間隔交錯(cuò)疊放構(gòu)成鈑金介電電泳電極結(jié)構(gòu)時(shí)，電極的兩端均通過(guò)邊線連接在一起，因此電極在安裝時(shí)位置相對(duì)固定，不需要后期調(diào)整;而且，為了避免柵形電極板的邊線相接觸，可使兩電極板的邊線折彎避讓，也可在兩電極板的邊線之間設(shè)置絕緣片。
[0022]5、本實(shí)用新型的平板膜池，平板膜元件所使用的電極板可為立體柵形電極板，當(dāng)兩片立體柵形電極板交疊構(gòu)成鈑金介電電泳電極結(jié)構(gòu)時(shí)，兩片電極板的電極中部交叉，形成電極組;且由于電極的兩端彎折，因此兩立體柵形電極板的邊線之間存在縫隙，能自動(dòng)相互絕緣。
[0023]6、本實(shí)用新型的使用平板膜池的膜濃縮系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)水的分級(jí)處理，在同一系統(tǒng)中能夠輸出不同品級(jí)、不同用途的產(chǎn)水:平板膜池過(guò)濾出的產(chǎn)水可進(jìn)行生產(chǎn)生活級(jí)別的應(yīng)用；平板膜池輸出的一部分產(chǎn)水進(jìn)入反滲透系統(tǒng)中進(jìn)行再次過(guò)濾，輸出的產(chǎn)水可達(dá)到直飲的標(biāo)準(zhǔn);超臨界系統(tǒng)輸出的超臨界蒸汽通過(guò)熱能回收、壓力能回收和氣液分離之后，液化的水是純水，可以滿足各種應(yīng)用要求。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型的平板膜池結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖2是本實(shí)用新型的平板滲透膜元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型的平板滲透膜元件的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型的膜濃縮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是本實(shí)用新型的當(dāng)兩電極板疊加時(shí)，其中連接不同輸出端的電極位置分布示意圖；
[0029]圖6是本實(shí)用新型的電場(chǎng)及介電電泳力矢量和等值線圖；
[0030]圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例一的電極板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖8是本實(shí)用新型的實(shí)施例一的鈑金電極組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖9是本實(shí)用新型的實(shí)施例二的電極板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖10是本實(shí)用新型的實(shí)施例三的電極板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖11是本實(shí)用新型的實(shí)施例三的鈑金電極組件的主視圖；
[0035]圖12是本實(shí)用新型的實(shí)施例三的鈑金電極組件的仰視圖；
[0036]圖13是本實(shí)用新型的實(shí)施例三的鈑金電極組件的俯視圖；
[0037]圖14是本實(shí)用新型的實(shí)施例三的平板膜元件的剖視圖。
[0038]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0039]1-池體、2-平板膜元件、3-鈑金電極組件、4-滲透膜、5-平板框架、6-電源轉(zhuǎn)接頭、7-導(dǎo)流布、8-產(chǎn)水腔、9-產(chǎn)水出口、10-超臨界系統(tǒng)、11-格柵、12-沉砂池、13-產(chǎn)水箱、14-保安過(guò)濾器、15-高壓輸送栗、16-反滲透膜堆、17-產(chǎn)水輸出管、18-濃水輸出管、19-原水輸入管、20-第一電極、21-第二電極、22-梳齒狀電極板、23-梳齒狀電極板的電極、24-梳齒狀電極板的邊線、25-柵形電極板、26-柵形電極板的電極、27-柵形電極板的邊線、28-立體柵形電極板、29-立體柵形電極板的電極、30-立體柵形電極板的邊線。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0041]如圖1所示，本實(shí)用新型的使用新型DEP電極的平板膜池，包括池體1和平板膜元件2，其中池體1為能容納污水和多個(gè)平板膜元件2的槽，可埋設(shè)在地表下以節(jié)省空間，池體1上分別連接原水輸入管19和濃水輸出管18。各平板膜元件2并聯(lián)在一交流電源上，形成平板膜堆，之后將平板膜堆設(shè)置在池體1中，通過(guò)產(chǎn)水輸出管17向外輸出產(chǎn)水，濃水留在池體1中，再通過(guò)濃水輸出管18輸出。
[0042]如圖2、3所示，平板膜元件2包括鈑金電極組件3、滲透膜4、平板框架5，平板框架5的前、后兩面采用壓塑方式安裝滲透膜4，兩滲透膜4之間為產(chǎn)水腔8，鈑金電極組件3設(shè)置在產(chǎn)水腔