[发明专利]一种电辅助膜分离方法

说明书

本发明提供一种电辅助膜分离方法，目的是通过膜材料上施加电极电压使其具有一定的电极电势和电荷，通过电化学反应、筛分效应和电荷效应协同作用进行高效水处理。待处理水从进水口(1)进入膜材料工作电极(2)，通过膜材料工作电极(2)后进入反应腔室(3)，再经过对电极(5)后从出水口(6)排出；膜材料工作电极(2)与对电极(5)连接电源(4)。本发明电辅助膜分离方法，通过电辅助系统调节膜表面电极电势能实现不同种类废水有效处理，能实现废水中的破乳、破络和去除COD，同时使污染物从废水中分离出来，对于不同种类的废水通过调节膜材料上的电极电势来达到最优的处理效果，具有明显的经济、社会和环境效益。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种电辅助膜处理方法。

背景技术

随着各行各业的飞速发展，世界范围内水环境污染的问题日益严重，同时水体污染的问题也趋于多样化。人口的迅猛增长使我国人均水资源日益短缺，工业的高速发展，同时伴随着大量废水不加处理或处理不达标直接排入各大水系，导致地表水污染十分严重。水资源供需矛盾、水生态退化、水环境污染以及各类极端和突发事件频发是我国不可忽视的突出问题。这些问题都直接或间接地影响到人类生活、经济和社会的发展。为了节约和保护水资源，实现可持续发展，需要我们研究出新的水处理技术和方法来处理日益增多的废水。工业废水主要来源于工业生产过程中，其中有生产废水、污水和废液。随着工业的迅速发展，工业废水的排放量也随着工业用水量的大量增加而不断增加。然而工业废水中污染物的成份、性质与城市生活污水有很大的差别，工业废水有以下这些特点：废水中的污染物成分较为复杂、不同行业间废水中的污染物成份差异很大；污染物浓度范围大、水质情况的波动也大；有毒有害的污染物种类繁多且难以用生物降解的方法处理等。工业废水不经处理的偷排是导致了中国水环境污染的现状。由于工业废水的成分的复杂和危害大，往往需要进行有针对性的特殊方法处理之后才能输入到城市污水厂中处理或排放到水体中。

膜技术被称为“2l世纪的水处理技术”，在水处理中正得到广泛的应用，被公认为是21世纪最有发展潜力的技术之一。作为一种新型的分离技术，膜分离技术既能回收到一些有用的物质，又能对废水进行有效的净化。同时具有易操作、设施简单、节能等特点，因此在各种工业废水处理中得到了广泛的应用并具有广阔的发展潜力。目前己经成熟和不断研发出来的微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)、电渗析(ED)等已不断应用于工业废水处理和循环回用、污水资源化以及海水脱盐和净化等方面。膜滤技术作为水处理新技术之一，具有广阔的前景。膜滤就是在膜两侧压力的作用下液体穿过膜体，溶解物质被截留的多少取决于它们的大小、形状和浓度等。通常情况下，膜滤技术的去除效率为50％-90％，一般为80％以上。

电化学法在废水处理技术中是一种“环境友好”的工艺，主要原理是通过电化学法产生的电子与废水中污染物成份的离子发生反应，且处理后不会产生二次污染，随着电力工业的迅速发展，电能成本逐渐降低，和一些新工艺的不断研发，电化学发处理废水在绿色工艺方面极具潜力，可望得到广泛应用。其具有以下特点：

(1)电子只在电极及废水组分之间进行转移和传递，不需另外添加氧化还原剂，避免了引入其他化学物质而造成的二次污染问题；

(2)反应迅速，对废水处理色度去除率高，产泥量少；

(3)操作条件温和，在常温常压下即可进行，管理方便，易于实现自动化；

(4)对于污染物种类和浓度变化范围大的废水，可通过对电流和电压的调节进行控制，来保证出水水质达标；

(5)反应效率高，处理的时间短，反应装置简单，设备占地面积小，建造成本不大；

(6)不仅可以作为单独处理，又可以与其他处理方法结合，例如作为前处理，通过将生物毒性污染物或难降解有机物转化为易于生物降解的物质，从而提高废水的可生物降解性，利于之后的生化处理；

(7)处理过程中的电耗大，可溶性电极材料消耗量较大，电极材料容易被腐蚀。