申请日2014.06.27
公开(公告)日2015.01.21
IPC分类号B01D63/00; C02F1/469; B01D65/08
摘要
本实用新型涉及一种膜元件及水处理装置。其中，在所述膜元件进水和纯水端分别加入了电极，所述电极分别位于膜片两侧。
摘要附图
权利要求书
1.一种膜元件，其特征在于，所述膜元件包含膜片、进水流入所述膜片的进水端和纯水流出所述膜片的纯水端，所述膜元件还包括设于所述进水中的进水端电极和设于所述纯水中的纯水端电极，所述纯水端电极与电源负极相连，所述进水端电极与电源正极相连，在所述进水端电极与所述纯水端电极之间形成15mA～200mA的抗垢电流。
2.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述抗垢电流为20mA～150mA。
3.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述抗垢电流为30mA～100mA。
4.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述进水端电极位于所述膜片上的进水侧，和/或所述纯水端电极位于所述膜片上的纯水侧。
5.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，在所述进水水流主体流动方向上的进水流过纯水端电极区域的长度小于或等于在所述进水水流主体流动方向上的进水流道长度的1/2。
6.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述纯水端电极区域与所述进水流入所述膜片的进水端口的距离小于所述纯水端电极区域与所述进水流出所述膜片的出水端口的距离。
7.如权利要求4所述的膜元件，其中，所述膜元件还具有封胶区，所述进水端电极区域和所述纯水端电极区域避开所述膜片的封胶区。
8.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述纯水端电极区域的面积占所述膜片总面积的2%～30%。
9.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述纯水端电极区域的面积占所述膜片总面积的3%～15%。
10.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述纯水端电极区域与所述进水端电极区域的重叠部分为所述纯水端电极区域面积25%以上。
11.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述纯水端电极区域与所述进水端电极区域的重叠部分为所述纯水端电极区域面积的50%以上。
12.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述纯水端电极区域与所述进水端电极区域的重叠部分为所述纯水端电极区域面积的80%以上。
13.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述纯水端电极区域与所述进水端电极区域的重叠部分为所述纯水端电极区域面积的90%以上。
14.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述进水端电极区域与所述纯水端电极区域的面积之比为0.5以上。
15.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述进水端电极区域与所述纯水端电极区域的面积之比为1以上。
16.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述膜元件还包括纯水导布和进水格网，所述纯水端电极排布在所述纯水导布上，所述进水端电极排布在所述进水格网上。
17.如权利要求1或4所述的膜元件，其中，所述膜元件还包括集水管，所述膜片的纯水端与集水管连通，所述纯水从所述膜片的纯水端流入所述集水管，所述纯水端电极设置在所述集水管上。
18.如权利要求17所述的膜元件，其中，构成所述集水管的导电材料作为所述纯水端电极。
19.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述电源电压为12V～36V。
20.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述电源电压为24V～36V。
21.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述进水端电极和/或纯水端电极独立地为丝状、片状、板状或网状电极。
22.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述膜片为反渗透膜或纳滤膜。
23.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述膜元件为卷式膜元件、折叠式膜元件、中空纤维膜元件或板框式膜元件。
24.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述电极是以间隔通断电的方式运行的电极。
25.如权利要求1所述的膜元件，其中，t=A/v，A为在所述进水水流主体流动方向上进水流过纯水端电极区域的长度，单位为m，v为进水平均流速，单位为m/s，所述电源断电时间T断电为0.8t～2t。
26.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述电源通电时间T通电与断电时间T断电的比T通电/T断电为0.5～10。
27.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述电源通电时间T通电与断电时间T断电 的比T通电/T断电为1～10。
28.如权利要求1所述的膜元件，其中，所述电源通电时间T通电与断电时间T断电的比T通电/T断电为1.5～8。
29.一种水处理装置，所述装置包含权利要求1～28任一项所述的膜元件。
说明书
膜元件及水处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种膜元件及水处理装置，特别是一种新型的可以缓解无机盐 结垢的反渗透或纳滤膜元件和包含该膜元件的水处理装置。
背景技术
反渗透膜元件是膜法水处理技术的核心部件，能够去除水源中的微生物、离子 等，得到纯水。目前已有的反渗透膜元件主要是在一定压力下通过反渗透膜达到纯水 制备的目的。在使用反渗透膜元件对自来水进行处理的实际过程中，发现产生的废水 具有较高的碱度和硬度，在此种情况中，废水的LSI值较高，易于结垢。由于其产生 的废水具有较高浓度和硬度，导致膜元件易于结垢，降低膜元件的使用寿命。现有的 反渗透膜元件的分离层主要为聚酰胺材料，由于其本身的结构特点，具有较高的脱盐 率，但废水端的碱度和硬度比原水端更高，可达1～4倍，导致废水LSI值较高，从 而使得膜元件易于结垢，严重限制了膜元件的使用寿命。在中小规模的反渗透处理系 统中，通常采用投加阻垢剂、降低回收率的方式来减少膜片表面的结垢。但投加阻垢 剂在减少结垢的同时，又导致了废水的增加。
实用新型内容
技术问题
本实用新型所要解决的技术问题是降低反渗透膜或纳滤膜元件废水端结垢的倾 向，延长膜元件寿命，并在一定程度上提高膜元件回收率。
技术方案
本实用新型的反渗透/纳滤膜元件的开发是在现有反渗透/纳滤膜元件的基础上， 采用电化学的方法对其废水的LSI指数进行调节，以降低废水的结垢倾向，延长膜元 件的使用寿命。本实用新型的膜元件是在传统的反渗透膜元件/纳滤膜元件的进水和 纯水端分别加入了电极，所述电极分别位于反渗透/纳滤膜片两侧。在通电条件下， 原水端的正极产生H+，从而使的流出的废水LSI指数明显降低，大大降低结垢的可 能性，提高膜元件使用寿命。同时，可在一定程度上提高回收率，保持膜元件废水端 具有较低的LSI值。另外通过对纯水端电极和进水端电极的布置方式进行控制，以及 对新型缓解无机盐结垢的膜元件的运行方式的控制，可以降低膜片表面的结垢倾向， 提高膜片运行寿命。
根据本实用新型的第1方面，提供了一种膜元件，其特征在于，所述膜元件包 含膜片、进水流入所述膜片的进水端和纯水流出所述膜片的纯水端，所述膜元件还包 括设于所述进水中的进水端电极和设于所述纯水中的纯水端电极，所述纯水端电极与 电源负极相连，所述进水端电极与电源正极相连，在所述进水端电极与所述纯水端电 极之间形成15mA～200mA的抗垢电流，优选所述抗垢电流为20mA～150mA，更优 选为30mA～100mA。
在上述膜元件中，所述进水端电极位于所述膜片上的进水侧，和/或所述纯水端 电极位于所述膜片上的纯水侧。
在上述膜元件中，在所述进水水流主体流动方向上的进水流过纯水端电极区域 的长度小于或等于在所述进水水流主体流动方向上的进水流道长度的1/2。
在上述膜元件中，所述纯水端电极区域与所述进水流入所述膜片的进水端口的 距离小于所述纯水端电极区域与所述进水流出所述膜片的出水端口的距离。
在上述膜元件中，所述膜元件还具有封胶区，所述进水端电极区域和所述纯水 端电极区域避开所述膜片的封胶区。
在上述膜元件中，所述纯水端电极区域的面积占所述膜片总面积的2%～30%， 优选3%～15%。
在上述膜元件中，所述纯水端电极区域与所述进水端电极区域的重叠部分为所 述纯水端电极区域面积25%以上。
在上述膜元件中，所述进水端电极区域与所述纯水端电极区域的面积之比为0.5 以上，优选为1以上。
在上述膜元件中，所述膜元件还包括纯水导布和进水格网，所述纯水端电极排 布在所述纯水导布上，所述进水端电极排布在所述进水格网上。
在上述膜元件中，所述膜元件还包括集水管，所述膜片的纯水端与集水管连通， 所述纯水从所述膜片的纯水端流入所述集水管，所述纯水端电极设置在所述集水管 上。
在上述膜元件中，构成所述集水管的导电材料作为所述纯水端电极。
在上述膜元件中，所述电源电压为12V～36V，优选为24V～36V。
在上述膜元件中，所述进水端电极和/或纯水端电极独立地为丝状、片状、板状 或网状电极。
在上述膜元件中，所述膜片为反渗透膜或纳滤膜。
在上述膜元件中，所述膜元件为卷式膜元件、折叠式膜元件、中空纤维膜元件 或板框式膜元件。
在上述膜元件中，所述电极是以间隔通断电的方式运行的电极。
在上述膜元件中，t=A/v，A为在所述进水水流主体流动方向上进水流过纯水端 电极区域的长度，单位为m，v为进水平均流速，单位为m/s，所述电源断电时间T 断电为0.8t～2t。
在上述膜元件中，所述电源通电时间T通电与断电时间T断电的比T通电/T断电为0.5～ 10，优选为1～10，更优选为1.5～8
根据本实用新型的第2方面，提供了一种水处理装置，所述装置包含上述的膜 元件。
技术效果
本实用新型的新型缓解无机盐结垢的反渗透/纳滤膜元件保持了原膜元件高脱 盐率的优点，并可以通过施加一定的电流，能够在不投加任何化学试剂的情况下，降 低膜元件的废水端的结垢倾向，增加膜元件使用寿命;同时，可以在一定程度上提高 回收率。另外通过对纯水端电极和进水端电极的布置方式进行控制以及对通断电时间 的控制，可以进一步降低膜片表面的结垢。
