反滲透系統(tǒng)阻垢裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種反滲透系統(tǒng)阻垢裝置，特別適用于濃縮過程中有無機(jī)鹽結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)阻垢，與添加阻垢劑阻垢方法相比，成本低，無二次污染。
【背景技術(shù)】
[0002]膜分離技術(shù)分離過程中無相變，工藝簡(jiǎn)單，操作彈性大，在鍋爐補(bǔ)充水、食品行業(yè)用調(diào)配水及海水淡化領(lǐng)域應(yīng)用極大。無論河水、井水或海水，還是城市污水處理廠處理后的水源，鉀、鈉、鈣、鎂等陽離子和氯離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子、碳酸氫根離子等陰離子構(gòu)成水體的主要離子，當(dāng)使用反滲透工藝進(jìn)行處理時(shí)，原溶液分成淡水和濃縮液兩股流體，原溶液中的絕大多數(shù)離子留在濃縮液中，這樣直接導(dǎo)致CaC03、CaSO4等無機(jī)垢的析出，反滲透膜的空隙極小，一旦堵塞，直接影響通量，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致膜的永久性破壞。因此，根據(jù)不同的水質(zhì)和回收率等操作因素，選擇不同的阻垢劑類型或用量。目前的情況是，大多數(shù)濃縮液直接排放，直接導(dǎo)致環(huán)境的BOD或COD升高，并伴隨著N、P等營養(yǎng)成分的排放，造成富營養(yǎng)化。
[0003]目前較有效方法就或通過添加阻垢劑化學(xué)方法，或通過高頻磁場(chǎng)、超聲波等物理方法進(jìn)行阻垢，化學(xué)方法會(huì)產(chǎn)生二次污染，現(xiàn)有物理方法耗電量大、阻垢效果與受距離影響大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種反滲透系統(tǒng)阻垢裝置，主要利用電極發(fā)生氧化還原電位之下的脈沖電壓，利用產(chǎn)生的脈沖電流使膜表面的離子富集產(chǎn)生攪動(dòng)，阻止在固定位置的結(jié)晶點(diǎn)，有效防止無機(jī)鹽在膜面的沉積和生長。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是提供一種反滲透系統(tǒng)阻垢裝置，其中:該阻垢裝置包括中心淡液收集管、反滲透膜殼及信號(hào)發(fā)生和接收單元；所述中心淡液收集管連接在反滲透膜組件的中心，反滲透膜組件套裝在反滲透膜殼內(nèi)，并與反滲透膜殼同心，反滲透膜殼與反滲透膜組件之間設(shè)有密封圈，反滲透膜殼的兩端部連通有原料液進(jìn)口及濃縮液出口 ；所述信號(hào)發(fā)生和接收單元包括有電極A、參比電極、電極B和信號(hào)發(fā)生器，所述電極A和參比電極均置于原料液進(jìn)口，電極B置于濃縮液出口，所述電極A通過電極A接線端與信號(hào)發(fā)生器相連；所述參比電極通過參比電極接線端與信號(hào)發(fā)生器相連；所述電極B通過電極B接線端與恒電位信號(hào)發(fā)生器相連。
[0006]本發(fā)明的效果是:該除垢裝置依靠雙電層充放電流，無需任何化學(xué)阻垢劑，實(shí)驗(yàn)物理方法阻垢，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。如在TDS為4800mg/L，其中Ca2+:500mg/L，Mg 2+:210mg/L,HC03_:95mg/L，SO 42—: 360mg/L，選用高頻電磁水處理器需功率I千瓦，選用PC-391型阻垢劑，需7.73g/m3，而本裝置只需100瓦的功率即可，只需高頻電磁水處理器1/10的功率即可；無需加藥泵，電耗成本是阻垢劑成本的1/4。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的反滲透系統(tǒng)阻垢裝置示意圖。
[0008]圖2是一種反滲透系統(tǒng)阻垢裝置前端放大圖。
[0009]圖中:
[0010]1、中心淡液收集管 2、原料液進(jìn)口 3、電極A 4、參比電極
[0011]5、電極A接線端 6、參比電極接線端 7、密封圈 8、信號(hào)發(fā)生器
[0012]9、反滲透膜殼 10、濃縮液出口 11、電極B 12、電極B接線端
【具體實(shí)施方式】
[0013]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種反滲透系統(tǒng)阻垢裝置結(jié)構(gòu)詳細(xì)加以說明。
[0014]本發(fā)明的反滲透系統(tǒng)阻垢裝置原理:由于從原料液進(jìn)口到濃縮液出口，溶液逐漸濃縮，加上反滲透膜的分離特性，絕大多數(shù)離子在膜的一側(cè)，且從原料液到濃縮液離子濃度逐漸增大，離子的導(dǎo)電性為在原料液進(jìn)口和濃縮液出口之間設(shè)置電極A和電極B創(chuàng)造條件。在反滲透分離過程中，離子富集在反滲透膜的表面，形成濃差極化，影響膜的通量，特別是在碳酸鈣、硫酸鈣等無機(jī)鹽達(dá)到飽和濃度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶。在施加電壓小于電極產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)的情況下，電極A和電極B間會(huì)產(chǎn)生交變電容充放電電流，這樣膜表面富集的陰陽離子會(huì)產(chǎn)生擾動(dòng)，直接影響晶體的晶核的生長，同時(shí)可以使晶格畸變，及時(shí)有無機(jī)沉淀物析出，其晶種分散，隨著濃縮液排出，不易在膜表面析出結(jié)晶，起到了對(duì)反滲透膜的保護(hù)作用。
[0015]利用上述反滲透系統(tǒng)阻垢裝置過程是:信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的周期電壓信號(hào)施加于電極A和電極B之間，溶液濃度和電極距離確定參比電極與電極A之間的電位，然后確定電極A和電極B之間的周期信號(hào)峰值電位。根據(jù)硫酸鈣和碳酸鈣結(jié)垢趨勢(shì)確定周期信號(hào)波形和幅值，使施加的擾動(dòng)足以完成阻垢作用。
[0016]如圖1、圖2所示，一種反滲透系統(tǒng)阻垢裝置，該阻垢裝置包括中心淡液收集管1、原料液進(jìn)口 2、電極A3、參比電極4、電極A接線端5、參比電極接線端6、密封圈7、信號(hào)發(fā)生器8、反滲透膜殼9、濃縮液出口 10、電極Bll和電極B接線端12 ;所述電極A3和參比電極4置于原料液進(jìn)口 2，電極BI I置于濃縮液出口 10，電極A3通過電極A接線端5與信號(hào)發(fā)生器8相連，參比電極4通過參比電極接線端6與信號(hào)發(fā)生器8相連，電極Bll通過電極B接線端12與恒電位信號(hào)發(fā)生器8相連；所述電極A和電極B為惰性電極；所述參比電極為飽和甘汞電極或氫電極；所述電極A、參比電極、電極B的數(shù)量至少一套。
[0017]實(shí)施例1
[0018]本發(fā)明的反滲透系統(tǒng)阻垢裝置:苦咸水化學(xué)組成為Ca2+:560mg/L、Mg2+:210mg/L、K+: 57mg/L、Na+: 1317mg/L、HCOf: 150mg/L、SO廣:580mg/L、Cl-:3170mg/L，淡水回收率:5O %，采用海德能SWC5-4040反滲透膜，一級(jí)四段，操作壓力:2.1MPa，每小時(shí)產(chǎn)水800L。信號(hào)發(fā)生器功率為80瓦，產(chǎn)生1Hz的峰值100mV，相對(duì)于飽和甘汞電極的正三角波，電極A、電極B為15mmX30mm的鈦涂釕電極，運(yùn)行8個(gè)月，淡水水質(zhì)含鹽量32_50mg/L，通量在780-800L/h0
[0019]實(shí)施例2
[0020]本發(fā)明的反滲透系統(tǒng)阻垢裝置:地表水化學(xué)組成為Ca2+:60mg/L、Mg2+:32mg/L、K+:17mg/L、Na+:120mg/L、HC(V:45mg/L、SO廣:22mg/L、Cl ? 160mg/L，淡水回收率:70%，采用海德能ESPA2反滲透膜，一級(jí)四段，操作壓力:0.8MPa，每小時(shí)產(chǎn)水2000L。信號(hào)發(fā)生器功率為100瓦，產(chǎn)生5Hz的峰值120mV，相對(duì)于飽和甘汞電極的正弦波，電極A、電極B為15mmX 30mm的鈦涂釕電極，運(yùn)行10個(gè)月，淡水水質(zhì)含鹽量5_10mg/L，通量在2000_2010L/h。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種反滲透系統(tǒng)阻垢裝置，其特征是:該阻垢裝置包括中心淡液收集管(1)、反滲透膜殼(9)及信號(hào)發(fā)生和接收單元；所述中心淡液收集管(I)連接在反滲透膜組件的中心，反滲透膜組件套裝在反滲透膜殼(9)內(nèi)，并與反滲透膜殼(9)同心，反滲透膜殼(9)與反滲透膜組件之間設(shè)有密封圈(7)，反滲透膜殼(9)的兩端部連通有原料液進(jìn)口(2)及濃縮液出口(10);所述信號(hào)發(fā)生和接收單元包括有電極A(3)、參比電極(4)、電極B(Il)和信號(hào)發(fā)生器(8)，所述電極A(3)和參比電極⑷均置于原料液進(jìn)口(2)，電極B(Il)置于濃縮液出口(10)，所述電極A(3)通過電極A接線端(5)與信號(hào)發(fā)生器⑶相連；所述參比電極⑷通過參比電極接線端(6)與信號(hào)發(fā)生器⑶相連；所述電極B(Il)通過電極B接線端(12)與恒電位信號(hào)發(fā)生器(8)相連。2.按照權(quán)利要求1所述的反滲透系統(tǒng)阻垢裝置，其特征是:所述電極A和電極B為惰性電極。3.按照權(quán)利要求1所述的反滲透系統(tǒng)阻垢裝置，其特征是:所述參比電極是為飽和甘汞電極或氫電極。4.按照權(quán)利要求1所述的反滲透系統(tǒng)阻垢裝置，其特征是:電極A、參比電極、電極B的數(shù)量至少一套。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種反滲透系統(tǒng)阻垢裝置，該阻垢裝置的中心淡液收集管連接在反滲透膜組件的中心，反滲透膜組件套裝在反滲透膜殼內(nèi)，反滲透膜殼的兩端部連通有原料液進(jìn)口及濃縮液出口；信號(hào)發(fā)生和接收單元包括有電極A、參比電極、電極B和信號(hào)發(fā)生器，電極A和參比電極均置于原料液進(jìn)口，電極B置于濃縮液出口，所述電極A通過電極A接線端與信號(hào)發(fā)生器相連；所述參比電極通過參比電極接線端與信號(hào)發(fā)生器相連；電極B通過電極B接線端與恒電位信號(hào)發(fā)生器相。有益效果是該除垢裝置無需任何化學(xué)阻垢劑，實(shí)驗(yàn)物理方法阻垢，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。無需加藥泵，電耗成本是阻垢劑成本的1/4。保證反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行周期并延長膜壽命，運(yùn)行費(fèi)用低。適用于由于存在硫酸鈣、碳酸鈣等無機(jī)鹽結(jié)垢傾向溶液的膜分離系統(tǒng)。
【IPC分類】B01D65/08, C02F5/00
【公開號(hào)】CN104959040
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510340250
【發(fā)明人】蘇潤西, 費(fèi)學(xué)寧, 苑宏英, 姜遠(yuǎn)光
【申請(qǐng)人】天津城建大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月18日