[发明专利]适用于电场诱导进行超滤膜改性的平板超滤膜组件

说明书

适用于电场诱导进行超滤膜改性的平板超滤膜组件，属于水处理膜分离技术领域。在超滤膜内腔设置导流布，在导流布内腔设置导流板，其特征在于在导流布和导流板之间设置石墨丝网，一导线的内端电连接在石墨丝网上，所述导线的外端设置在超滤膜外侧，在石墨丝网内腔的导流板与出水接口之间设置出水通道。本发明膜组件采用石墨丝网充当阳极，耐腐性好，导电效果好，性能稳定，并且易于安装操作，具有很好的使用价值。

技术领域

本发明属于水处理膜分离技术领域。

背景技术

作为一种新型高效的水处理技术，以膜组件为核心的超滤技术日益受到世界各国的关注。超滤技术优点是操作简单而且处理成本相对较低，可有效提高企业效益。超滤膜技术已成为是水处理领域近代最重要的热点技术之一。其中平板膜是膜处理技术应用最广的一种，平板膜通常由用于夹持超滤膜的固定夹、设置在超滤膜内腔的导流布、设置在导流布内腔的导流板组成，其中导流板既有导流功能又有支撑功能，在固定夹还上设置出水接口，该出水接口与导流板之间的空腔相连通。当平板超滤膜组件置于需要过滤处理的混合体中时，通过在出水接口上连接的负压抽吸作用下，经过超滤膜吸附和截留之后的滤过水透过超滤膜经由导流布进入导流板，在导流板竖向导流沟的引导下，滤过水通过导流沟由出水接口排出。

然而膜污染是限制其广泛应用的一个关键因素。近年来，有人提出了防止膜与料液中的微小粒子直接接触降低膜污染的膜预涂层概念，国内外关于降低膜污染的研究主要集中于寻求抗污染能力强的膜材料，改善料液的可滤性和设计较佳的过滤流态等。已有很多研究表明超滤膜预涂层是一种有效的改善膜过滤通量、降低膜污染速率、提高某些污染物质去除效果的技术。传统的超滤膜预涂层技术往往直接采用负压抽吸形成预涂层，此方法形成的预涂层与超滤膜结合不够稳定。

经研究，本发明人提出一种超滤膜的改性工艺：将含有负电荷TiO₂的涂料液置于电解池中，将超滤膜组件和不锈钢板电极浸没于涂料液内，在超滤膜组件和不锈钢板电极之间连接直流电源，在一定电场强度下进行电解，取得在超滤膜表面具有TiO₂颗粒层的改性超滤膜。此方法可有效减少膜污染，提高膜使用寿命。

发明内容

本发明目的是提出一种适用于以上超滤膜的改性工艺的平板超滤膜组件。

本发明包括通过固定夹夹持的超滤膜，在固定夹上设置出水接口；在超滤膜内腔设置导流布，在导流布内腔设置导流板，其特征在于在导流布和导流板之间设置石墨丝网，一导线的内端电连接在石墨丝网上，所述导线的外端设置在超滤膜外侧，在石墨丝网内腔的导流板与出水接口之间设置出水通道。

在进行超滤膜的改性工艺时，将含有负电荷TiO₂的涂料液置于电解池中，将本发明平板超滤膜组件安装在电解池内，膜组件上端的导线与外部直流电源的正极连接，石墨丝网充当阳极；在膜组件外侧设置两块不锈钢板，不锈钢板通过导线与直流电源的负极连接，充当阴极。接通直流电源，电解池内带负电荷的TiO₂粒子在电场作用下向石墨丝网迁移，涂覆于超滤膜表面，形成TiO₂粒子预涂层。

在过滤使用时，在负压抽吸作用下，原水首先透过超滤膜的预涂层，预涂层将对膜污染其主要作用的胶体和大分子有机物与膜表面分离。经过吸附和截留之后的滤后水透过超滤膜经由导流布进入导流板，在导流板竖向导流沟的引导下，滤后水通过导流沟由出水接口排出。

本发明组件具有以下几个明显的优势：

1、本发明膜组件采用石墨丝网充当阳极，耐腐性好，导电效果好，性能稳定。

2、本发明在外加电场作用下，荷电TiO₂可以很快的涂覆到超滤膜表面，通过电压和预涂层时间的调节可以很方便的获得一定厚度的预涂层。

3、本发明涉及到的荷电TiO₂电场预涂层超滤膜能够有效的降低水体浊度和高锰酸盐指数，能够有效的减少膜污染，提高膜使用寿命。