水流量调节装置组成，将经过预处理符合工艺要求的以NaCl为主的苦咸水接入进水池，进水含盐量为1200 mg/L(以TDS计)，调节进水流量，控制通量为10 L/m2 h。进水池的出水口通过管道与膜反应器连接，进水池的出水进入膜反应器，膜反应器由反应池、复合膜组件6和搅拌系统组成，采用图2中所示的复合膜组件，其中阳极复合膜由钛网与碳布通过PVDF粘结，阴极复合膜由不锈钢丝网与碳布通过PVDF粘结，分隔层为无纺布。阴极复合膜组件通过导电性能良好的导线7与电源系统2的负极相连，阳极复合膜通过导线与电源正极相连，膜反应器采用浸没式的布置方式，搅拌器设置于反应池内，使反应池内的反应液混合均匀，采用恒流方式运行。接通电源，运行电压为2.0 V，启动膜反应器，水力停留时间为I h，运行6h，运行过程中跨膜压差稳定在0.7 kPa，膜反应器的反应池出水口通过管道与出水系统连接，通过出水控制系统4调节出水流量，系统的脱盐率为65-72%。
[0021]实施例2: 采用图1中所示的工艺装置，进水系统I由进水池和进水流量调节装置组成，将经过预处理符合工艺要求的冷乳废水的生物处理出水接入进水池，进水含盐量为1000 mg/L(以TDS计)，悬浮固体浓度为50 mg/L，调节进水流量，控制通量为40 L/m2 h。进水池的出水口通过管道与膜反应器连接，进水池的出水进入膜反应器，膜反应器由反应池、复合膜组件6和搅拌系统组成，采用图2中所示的复合膜组件，其中阳极复合膜和阴极复合膜均由钛网与碳布通过PAN粘结，分隔层为尼龙网。阴极复合膜组件通过导电性能良好的导线7与电源系统2的负极相连，阳极复合膜通过导线与电源正极相连，膜反应器采用浸没式的布置方式，搅拌器设置于反应池内，使反应池内的反应液混合均匀，采用恒流方式运行。接通电源，运行电压为1.6 V，启动膜反应器，水力停留时间为15min，运行4 h，运行过程中跨膜压差稳定在2.3 kPa，膜反应器的反应池出水口通过管道与出水系统连接，通过出水控制系统4调节出水流量，系统的脱盐率为60-70 %，出水的悬浮固体浓度低于检测限。
[0022]实施例3:
采用图1中所示的工艺装置，进水系统I由进水池和进水流量调节装置组成，将经过预处理符合工艺要求的以硝酸盐为主的某化肥生产工业废水接入进水池，进水含盐量为900mg/L(以TDS计)，调节进水流量，控制通量为10 L/m2 h。进水池的出水口通过管道与膜反应器连接，进水池的出水进入膜反应器，膜反应器由反应池、复合膜组件6和搅拌系统组成，采用图2中所示的复合膜组件，其中阳极复合膜和阴极复合膜均由钛网与碳纳米管组成，分隔层为尼龙网，阴极复合膜组件通过导电性能良好的导线7与电源系统2的负极相连，阳极复合膜通过导线与电源正极相连，膜反应器采用浸没式的布置方式，搅拌器设置于反应池内，使反应池内的反应液混合均匀，采用恒流方式运行。接通电源，运行电压为2.0 V，启动膜反应器，水力停留时间为lh，运行4 h，运行过程中跨膜压差稳定在2.4 kPa，膜反应器的反应池出水口通过管道与出水系统连接，通过出水控制系统4调节出水流量，系统的脱盐率为57-68 %o
[0023]实施例4:
采用图1中所示的工艺装置，进水系统I由进水池和进水流量调节装置组成，将经过预处理符合工艺要求的某含铜废水接入进水池，进水含盐量为500 mg/L(以TDS计)，调节进水流量，控制通量为25 L/m2 h。进水池的出水口通过管道与膜反应器连接，进水池的出水进入膜反应器，膜反应器由反应池、复合膜组件6和搅拌系统组成，采用图2中所示的复合膜组件，其中阳极复合膜和阴极复合膜均由钛网与碳纳米管组成，分隔层为尼龙网，阴极复合膜组件通过导电性能良好的导线7与电源系统2的负极相连，阳极复合膜通过导线与电源正极相连，膜反应器采用浸没式的布置方式，搅拌器设置于反应池内，使反应池内的反应液混合均匀，采用恒流方式运行。接通电源，运行电压为1.6 V，启动膜反应器，水力停留时间为24min，运行3 h，运行过程中跨膜压差稳定在1.5 kPa，膜反应器的反应池出水口通过管道与出水系统连接，通过出水控制系统4调节出水流量，系统的脱盐率为45-58 %。
【主权项】
1.一种适用于污水脱盐回用的复合膜分离方法，其特征在于所述分离方法采用导电复合膜反应器实现污水脱盐，所述导电复合膜反应器由进水系统(1)、电源系统(2)、膜反应器(3)、出水控制系统(4)和清水池(5)组成，进水系统(I)由进水池和进水流量调节装置组成，根据工艺要求调节进水流量，进水流量调节装置设置于进水池的进水口，进水池的出水口通过管道与膜反应器连接，膜反应器由反应池、复合膜组件(6)和搅拌系统组成，位于反应池中的若干片复合膜组件(6)分别通过导电性能良好的导线(7)与电源系统(2)的正负极相连;膜反应器采用浸没式的布置方式，搅拌器设置于反应池内，使反应池内的反应液混合均匀，膜反应器的反应池出水口通过管道与出水系统连接； 每组复合膜组件为平板膜结构，由阴极复合膜(8)、阳极复合膜(9)和分隔层(10)组成，其中:阴极复合膜由阴极电极(11)和阴极集流体(12)通过聚合物材料粘合而成，阳极复合膜由阳极电极(13)和阳极集流体(14)通过聚合物材料粘合而成，所述阴极复合膜(8)和阳极复合膜(9)通过分隔层(10)隔开，以防止短路;所述阴极集流体位于进水口一侧，阳极集流体位于出水口一侧，即进水先流经阴极集流体和阴极电极，经过分隔层，再通过阳极电极和阳极集流体，以膜出水的形式排出导电复合膜反应器； 具体步骤如下: 将符合工艺要求的进水接入进水池，通过进水流量调节装置调节进水流量，进水池的出水进入膜反应器，采用恒流或恒压的方式运行，进水先流经阴极集流体和阴极电极，经过分隔层，再通过阳极电极和阳极集流体，以膜出水的形式排出导电复合膜反应器，控制膜通量为8?50 17(111211)，跨膜压差为0.4?20 kPa，接通电源，启动膜反应器，吸附含盐废水中的离子型污染物。2.根据权利要求1所述的一种适用于污水脱盐回用的复合膜分离方法，其特征在于，控制进水池的进水浓度低于5000 mg/L(以TDS计)。3.根据权利要求1所述的一种适用于污水脱盐回用的复合膜分离方法，其特征在于，夕卜加直流电压范围为0.4?2.0 V。4.根据权利要求1所述的一种适用于污水脱盐回用的复合膜分离方法，其特征在于，电源系统由稳压直流电源为电吸附过程供电，阴极复合膜接电源负极，阳极复合膜接电源正极，电源系统与阴极或阳极连接的电路中设置电流监测装置，实时监测电流情况。5.根据权利要求1所述的一种适用于污水脱盐回用的复合膜分离方法，其特征在于，阴极集流体或阳极集流体采用导电性佳的网孔状材料，所述材料为钛、钛合金材料或不锈钢材料中任一种，阴极电极或阳极电极采用碳基材料，为碳布、碳纳米管、活性炭粉末或纤维、碳气凝胶、石墨烯或炭黑中任一种，聚合物材料采用高分子聚合物，具体为聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚四氟乙烯或聚丙烯腈中任一种。6.根据权利要求1所述的一种适用于污水脱盐回用的复合膜分离方法，其特征在于，所述分隔层采用透水性较好的材料，具体为尼龙网、无纺布或聚丙烯材料中任一种。7.根据权利要求5所述的一种适用于污水脱盐回用的复合膜分离方法，其特征在于，所述阴极复合膜和阳极复合膜可采用不同的电极材料和集流体材料。
【专利摘要】本发明提供一种适用于污水脱盐回用的膜分离方法，适用于低浓度的含盐污（废）水。本发明的污水脱盐方法通过导电复合膜的过滤及吸附作用实现。导电复合膜采用平板膜组件形式，浸没式方式运行。在通电条件下，导电复合膜完成对离子型污染物的吸附及回收。本发明耦合膜分离与电吸附除盐工艺，通过预先截留颗粒性污染物延长吸附材料的使用寿命，提高吸附效果，降低能耗。本发明装置紧凑，运行管理方便，通过控制外加电压以及膜通量来控制离子的去除效果，在合适的电压以及膜通量的条件下，实现对污（废）水中污染物净化去除。
【IPC分类】C02F1/469, C02F1/44
【公开号】CN105692817
【申请号】CN201610041958
【发明人】王志伟, 李子梦, 于鸿光, 马金星, 吴志超, 郑君健, 王雪野, 潘辰
【申请人】同济大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月22日