The invention discloses an in-situ monitoring device and method for membrane fouling based on Zeta potential and electrical impedance spectroscopy technology, including a filter tank 1 without a top and a wall, a membrane fiber 2 arranged in the middle of the filter tank 1, a first Ag/AgCl electrode 3 and a second Ag/AgCl electrode 4 respectively arranged at the feed side and the effluent side of the filter tank 1, and a first Ag/AgCl electrode 4. 3 and 2 Ag/AgCl electrodes 4, connected to the data acquisition card 11 by wire, and recorded the flow potential by computer 13. Linear platinum electrode 5 was placed in the middle pipe of filter 1, and ring tantalum electrode 6, linear platinum electrode 5 and ring tantalum electrode 6 were surrounded outside membrane fiber 2, and connected to electrochemical work by wire. Station 10 realizes signal transmission by computer 13; transmembrane pressure difference of membrane fiber 2 is recorded by pressure sensor 7 and data is recorded on Paperless Recorder 9; the device of the present invention can realize in-situ on-line assessment of membrane fouling stage, determine cleaning time, and has simple operation, high sensitivity and easy industrialization.
【技术实现步骤摘要】
一种基于Zeta电位和电阻抗图谱技术的膜污染原位监测装置
本专利技术涉及一种基于Zeta电位和电阻抗图谱技术的膜污染原位监测装置,属于膜法水处理领域。技术背景中空纤维膜超滤技术因其分离效率高、可自组装、结构设计简单以及不产生二次污染等优点,自该技术研发到现在,在水处理领域应用越来越广泛。然而,膜污染问题一直是制约中空纤维膜大规模应用的主要限制性因素,膜污染会导致产水通量和水质降低、增加成本以及增加操作过程中的不稳定性等一系列问题。因此,膜污染问题一直受到科学界和工程界的广泛关注,通过对膜污染机制深入探究实现对膜过滤系统的运行及膜清洗过程提供进一步的指导。膜污染的机理包括中间堵塞、标准堵塞、完全堵塞、滤饼层形成等。很多研究和应用根据跨膜压差和通量衰减的数据以及相关的膜污染数学模型,在宏观上研究膜污染机理,并且结合一些离线方法,例如冷场发射扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱技术等,考察中空纤维膜面的污染程度。然而,通过跨膜压差和通量衰减只能在宏观上对膜污染进行观测,一些离线方法也因其操作复杂、容易破坏膜结构等不足无法大规模应用,并且无法实现实时在线监测。综上所述,建立切实有效的膜污染在线监测装置和方法,对于减缓膜污染、降低运行能耗及中空纤维膜的大规模应用有重要意义。Zeta电位监测技术因其测试方便、数据易于分析等优点成为一种广泛应用的无损测试方法。根据双电层理论,距膜表面某一距离处有一个水溶液与表面发生相对移动的“滑动面”,该距离处的电位与液体内部的电位之差被称为Zeta电位,其大小反映出膜表面的荷电性能。根据经典的Helmholtz-Smoluchowsk ...
【技术保护点】
1.一种基于Zeta电位和电阻抗图谱技术的膜污染原位监测装置,包括无顶壁的过滤池(1),在过滤池的中部设置有膜纤维(2),在过滤池的进料侧和出水侧分别设置第一Ag/AgCl电极(3)和第二Ag/AgCl电极(4),第一Ag/AgCl电极和第二Ag/AgCl电极、通过电线连接到数据采集卡(11),再通过计算机(13)实现对流动电势的记录;同时,在过滤池中部管道内放置线状铂电极(5),在膜纤维的外部包围有环状钽电极(6),线状铂电极和环状钽电极、通过导线连接到电化学工作站(10),通过计算机实现信号的传输;通过压力传感器(7)记录膜纤维的跨膜压差,并将数据记录在无纸记录仪(9)上;过滤池通过管道与恒流泵(8)连接,在恒流泵的出水侧设置水槽(12)。
【技术特征摘要】
1.一种基于Zeta电位和电阻抗图谱技术的膜污染原位监测装置,包括无顶壁的过滤池(1),在过滤池的中部设置有膜纤维(2),在过滤池的进料侧和出水侧分别设置第一Ag/AgCl电极(3)和第二Ag/AgCl电极(4),第一Ag/AgCl电极和第二Ag/AgCl电极、通过电线连接到数据采集卡(11),再通过计算机(13)实现对流动电势的记录;同时,在过滤池中部管道内放置线状铂电极(5),在膜纤维的外部包围有环状钽电极(6),线状铂电极和环状钽电极、通过导线连接到电化学工作站(10),通过计算机实现信号的传输;通过压力传感器(7)记录膜纤...
【专利技术属性】
技术研发人员:贾辉,冯芳芳,王捷,
申请(专利权)人:天津工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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