[发明专利]用于在反渗透膜中减轻生物结垢的方法和设备

说明书

提供了用于在反渗透膜上降低生物结垢的方法和设备。一种实施方案提供了包围阴极，阴极进而被阳极包围的带电的过滤器。多个这些带电的过滤器可包含在较大的过滤系统中，所述过滤系统可包含在典型的反渗透系统中。

本申请是基于申请日为2016年8月10日、申请号为201680046956.2、发明名称为“用于在反渗透膜中减轻生物结垢的方法和设备”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求保护于2015年8月10日提交的美国临时专利申请号62/203,317的优先权。该申请通过引用并入本文。

背景技术

发明领域

实施方案涉及用于在反渗透膜上降低结垢的方法和设备。

相关领域的背景技术

生物结垢仍然是在处理海水或废水期间在反渗透膜上结垢的主要原因之一。已经尝试了许多预处理和消毒方法，但是它们并没有有效地减轻这个问题。许多方法如氯化和去氯化反而使问题变得更糟。这是因为在氧化之后存在的残留细菌和高度氧化的有机产物仍然增加了水的生物结垢可能。

超滤提供了6个对数减少的细菌并且部分去除了一些有机物质，但是残留的有机物和细菌仍然导致严重的生物结垢。特别地，已知透明外聚合物(exopolymer)颗粒(“TEPS”)通过超滤膜并引起初级结垢。这又会由于残留的细菌而导致随后的二次结垢。这导致通过膜的不可逆的通量损失，并且尽管经常清洁，但仍缓慢增加压差(DP)。

发明内容

减轻在基于海水和废水的脱盐设备中发生的RO膜中的生物结垢将是有益的。如本文所报道的实施方案通过处理对生物结垢负责的有机物和细菌两者来解决生物结垢的根本原因。本发明基于通过过滤和电极组装装置完成的电化学方法。

过滤装置通过吸附UF下游的带电颗粒如TEP而在表面电荷机理上工作，所述带电颗粒在渗透物中运载通过UF。该电极装置包括阴极和阳极，并且在温和的DC电流的影响下使细菌去活化。通过再生过滤器和去除吸附的有机物并使其排出，从而保持过滤器表面清洁。在再生期间，电极的极性反转。这为再生提供了理想的条件，因为条件几乎是干净的条件。这也通过防止过滤器DP的增加来增加过滤器的寿命。机械地将过滤器和电极封装在塑料或金属壳体中。过滤元件可以拔出以便替换。

实施方案可提供过滤器系统，其包括具有内部和外部的壳体，在壳体内部上的过滤器筒，所述过滤器筒包括圆筒形过滤器材料，所述过滤器材料包围阴极，和所述过滤器材料被阳极板包围；其中壳体包括入口、出口、排出口和通风口。在某些实施方案中，过滤器系统包括在壳体内部上的多个过滤器筒。

在进一步的实施方案中，过滤器系统取决于设计流包括多个过滤器筒。在进一步的实施方案中，过滤器筒的长度为至少30”。在一些实施方案中，过滤器筒的长度为30”-40”之间。

在一些实施方案中，存在多于一个过滤器筒，和它们平行操作。实施方案可处理宽范围的流量。例如，它们可处理至多1000m³/小时的流量。

在一些实施方案中，阴极为圆柱形棒。在一些实施方案中，过滤器为带正电的过滤介质。在其它实施方案中，它为带负电的过滤介质。实施方案可以包括带有阴极和阳极的电路中的电源。该电源可直接安装在过滤系统壳体上。壳体可由例如选自纤维增强塑料、衬有橡胶的碳钢和不锈钢的材料构造。

在实施方案中，过滤器系统具有水流量容量，和其中水流量容量与过滤器系统中的过滤器筒的数量成比例增加。