[发明专利]一种膜元件、使用该膜元件的装置及水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的电化学自清洗膜元件、使用该膜元件的装置及水处理方法，特别是一种新型的溶解无机盐结垢，提高膜元件使用寿命的膜元件和装置。

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，发现产生的废水出水端具有较高的浓度和硬度，导致膜元件易于发生无机盐结垢，降低膜元件的使用寿命。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。

发明内容

技术问题

本发明所要解决的技术问题是解决反渗透或纳滤膜元件中膜片表面的无机盐结垢问题，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

本发明的反渗透/纳滤膜元件的开发是在现有反渗透/纳滤膜元件的基础上，采用电化学的方法产生H⁺，溶解膜片表面产生的结垢，延长膜元件的使用寿命。本发明反渗透/纳滤膜元件是在传统的反渗透/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。

根据本发明的第一方面，提供了一种电化学自清洗膜元件，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、废水流出所述膜片的废水出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，所述进水端电极区域与所述进水流入所述膜片的进水端的距离大于所述进水端电极区域与所述废水流出所述膜片的废水出水端的距离。

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，所述进水端电极区域与所述废水出水端的距离B或B’≥2cm。

在上述膜元件中，所述纯水端电极区域的长度为所述膜片在进水主体流动方向上有效长度的1/3～1/2；所述纯水端电极区域的宽度为垂直于进水主体流动方向上有效膜片宽度的1/2～1。

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合度为80％以上，优选为90％以上，更优选基本完全重合。

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，所述进水端电极与所述纯水端电极之间形成15mA～200mA，优选20～100mA的抗垢电流。

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，所述纯水端电极从纯水中心管、进水端或废水端牵引出，并对纯水端电极经过进水和/或废水的部分进行绝缘处理。

根据本发明的第二方面，提供了一种水处理装置，所述装置包含上述膜元件。

在上述水处理装置中，还包括与纯水出水端相连接的储水装置、与膜元件进水端依次相连接的泵和前置过滤元件，在所述膜元件的纯水出水端设有连接到膜元件进水端的回流管路。

在上述水处理装置中，所述管路连接至所述前置过滤元件和所述泵之间。

一种水处理方法，其特征在于，使用上述膜元件对水进行处理，其中，电极通电在所述膜元件停止制水运行时进行。

在上述方法中，所述膜元件的制水运行过程分成多次运行，在制水运行结束后进行至少一次停机通电，所述电极的通电时间为10～50分钟，优选为20～40分钟。

在上述方法中，电极通电分为多次进行，每次通电5～15分钟，在每次通电结束后，制水运行1～3分钟。

在上述方法中，在所述膜元件停机前，用纯水冲洗所述膜片的进水侧。

在上述方法中，纯水以回流的方式回到膜前冲洗所述膜片的进水侧。

技术效果