一种采用介电电泳技术强化渗透膜过滤能力的方法技术

本发明专利技术涉及一种采用介电电泳技术强化渗透膜过滤能力的方法，步骤是：⑴采用微滤技术分离悬浮液，采用介电电泳渗透膜组件进行过滤；⑵当连续施加介电电泳力，即电压300V，频率200kHz，连续施加并不间断供电，在六个小时内，膜透过量稳定在出事透过量的82%以上；⑶间断施加介电电泳，供电5分钟，停止15分钟，按此频率反复循环，电压300V，频率200kHz。本发明专利技术施加介电电泳可既消除膜污染的问题，且能耗低，操作成本低，与工业经常使用的反冲洗技术相比，介电电泳增强膜的使用无需停止渗透膜过滤工艺的工作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，步骤是：⑴采用微滤技术分离悬浮液，采用介电电泳渗透膜组件进行过滤；⑵当连续施加介电电泳力，即电压300V，频率200kHz，连续施加并不间断供电，在六个小时内，膜透过量稳定在出事透过量的82%以上；⑶间断施加介电电泳，供电5分钟，停止15分钟，按此频率反复循环，电压300V，频率200kHz。本专利技术施加介电电泳可既消除膜污染的问题，且能耗低，操作成本低，与工业经常使用的反冲洗技术相比，介电电泳增强膜的使用无需停止渗透膜过滤工艺的工作。【专利说明】
本专利技术属于分离
，涉及减少甚至消除在渗透膜工艺中发生的膜污染和堵膜现象以达到强化渗透膜工艺，尤其是。
技术介绍
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多相(主要于固液，固气和液液等)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、溶质分子或细菌、病毒等的沉积或孳生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。在纳滤和反渗透膜等用于液液分离中，除了由于浓差极化所产生的凝胶层会在膜表面形成一个不可透层从而极大增大了膜阻力和透过压的要求，这种膜污染可以通过膜清洗而除去，称为可逆污染。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。化学清洗是通过药剂的使用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，这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，而耗能高，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，甚至于生成有毒或污染环境的化学副产品O
技术实现思路
本专利的目的在于克服现有技术的不足之处，提供，以减少甚至消除在渗透膜工艺中发生的膜污染和堵膜现象，达到强化渗透膜过滤能力的目的。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:—种采用介电电泳技术强化渗透膜过滤能力的方法，步骤是:⑴采用微滤技术分离悬浮液，采用介电电泳渗透膜组件进行过滤；⑵当连续施加介电电泳力，即电压300V，频率200KHZ，连续施加并不间断供电，在六个小时内，膜透过量稳定在出事透过量的82%以上；⑶间断施加介电电泳，供电5分钟，停止15分钟，按此频率反复循环，电压300V，频率 200KHZ。而且，所述介电电泳渗透膜组件为阴性介电电泳渗透膜组件或阳性介电电泳渗透膜组件。而且，所述阴性介电电泳渗透膜组件是在由ABS所构成的主骨架前后两面均对称安装渗透膜，圆柱形叉指电极横向固装在主骨架内；所述阳性介电电泳渗透膜组件是在由ABS所构成的主骨架内横向贯通安装渗透膜，圆柱形叉指电极横向安装在主骨架内的渗透膜上。而且，所述渗透膜包括中空纤维膜。本专利技术的优点和积极效果是:1、本专利技术将介电电泳技术用于渗透膜多相(固液，固气和液液)分离过滤工艺，无论是在渗透膜过滤分离固液，固气还是液液混合相中发生的分离渗透膜污染，都是固体微粒(微粒，胶体微粒，溶质结晶体，细菌，和不溶有机物液滴及大分子有机物)相对于连续相(液体或气体)存在，由于固体微粒与其所悬浮的连续相的介电极化能力的不同，介电电泳力将或者将固体微粒推离电极或者将固体微粒吸附在电极上，以减少甚至消除膜污染的问题，提高渗透膜使用寿命，提高渗透膜膜透过量。2、本专利技术在保持渗透膜过滤工艺的正常工作的同时，无须添加额外物质例如化学药剂或大量的水，能够减少甚至消除渗透膜过滤工艺中的膜污染和堵膜现象所造成的膜使用寿命降低和膜透过量下降的问题，降低减少和消除渗透膜污染问题所消耗的能量和成本。3、本专利技术间断施加介电电泳可既消除膜污染的问题，且能耗低，操作成本低，与工业经常使用的反冲洗技术相比，介电电泳增强膜的使用无需停止渗透膜过滤工艺的工作。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术阴性介电电泳力在渗透膜过滤工艺上对固体微粒的作用示意图；图2是本专利技术阳性介电电泳力在渗透膜过滤工艺上对固体微粒的作用示意图；图3是本专利技术与无介电电泳工艺的产品水流量对比图；图4是本专利技术与反冲洗工艺的耗能比较图。【具体实施方式】下面通过附图和具体实施例对本专利技术作进一步详述，但本专利技术并不限于下述实施方式，任何在本实施例原理上所做的改变或替代方案，均落入本专利技术要求保护的范围之中。实施例1:，步骤是:⑴采用微滤技术分离5克每升的粘土在水中的悬浮液，由圆柱形电极组成的叉指电极结构安装在微滤渗透膜之下。由于粘土的介电极化能力远小于水，表现出阴性介电电泳性质，使得粘土小颗粒(大部分微粒直径在100纳米左右)被推离微滤渗透膜以达到减少膜污染的作用，如图1所示。⑵当连续施加介电电泳力，即电压300V，频率200KHZ，连续施加并不间断供电，在六个小时内，膜透过量稳定在出事透过量的82%以上，而无介电电泳的微滤渗透膜的透过量仅能达到的45%,如图3所示。⑶间断施加介电电泳，即不连续供电的断续供电方式,供电5分钟，停止15分钟，按此频率反复循环，电压300V，频率200KHZ，其强化微滤膜过滤的作用没有降低但降低了能耗。与反冲洗相比较，在达到相同的渗透膜使用寿命的延长程度情况下，使用间断介电电泳的耗电量仅为反冲洗的十分之一，而且使用间断介电电泳无须中断过滤工艺，所以与反冲洗工艺比较，相同的时间中，间断介电电泳增强膜过滤工艺可以提供更高的滤过液产量，如图4所示。实施例2:，步骤是:⑴采用微滤技术分离金属颗粒5克每升的在水中的悬浮液，由圆柱形电极组成的叉指电极结构安装在微滤渗透膜之中。由于金属颗粒的介电极化能力远大于水，表现出阳性介电电泳性质，使得金属小颗粒(大部分微粒直径在100纳米左右)被极化后产生介电电泳特有的链效应，会因聚集产生体积变大，在重力作用及间断施加介电电泳的作用下迅速下沉，从而达到减少微滤渗透膜污染的作用。如图1所示。其余步骤同于实施例1。对于本专利技术所使用的阴性介电电泳渗透膜组件，是在由ABS所构成的主骨架前后两面均对称安装渗透膜，圆柱形叉指电极横向固装在主骨架内，见图1的结构简图。对于本专利技术所使用的阳性介电电泳渗透膜组件，是在由ABS所构成的主骨架内横向贯通安装渗透膜，圆柱形叉指电极横向安装在主骨架内的渗透膜上，见图2的结构简本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用介电电泳技术强化渗透膜过滤能力的方法，其特征在于：步骤是：⑴采用微滤技术分离悬浮液，采用介电电泳渗透膜组件进行过滤；⑵当连续施加介电电泳力，即电压300V，频率200KHZ，连续施加并不间断供电，在六个小时内，膜透过量稳定在出事透过量的82%以上；⑶间断施加介电电泳，供电5分钟，停止15分钟，按此频率反复循环，电压300V，频率200KHZ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，杜飞，
申请(专利权)人：内蒙古天一环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：