一种可实现自净化的直列式膜堆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种在混合物中对特定对象的颗粒进行分离和沉降的设备，特别 涉及一种可实现自净化的直列式膜堆。
【背景技术】
[0002] 渗透膜分离技术在近30年中由于其操作方便、工艺设备紧凑、分离效率高、能耗 低等优点而迅速发展成为工业中固-液分离的重要工艺方法。然而，在渗透膜过滤工艺中， 膜污染这个不可避免的问题始终存在，且已成为这项工艺于实际应用中的一个致命缺点。 膜污染是由于膜表面和膜孔中由于微粒、胶体粒子、溶质分子或细菌、病毒等的沉积或孳生 而导致的膜孔堵塞或变小，造成过膜阻力的增大，从而使膜透过量下降，减少膜的使用寿命 等后果。例如，在固液分离中经常使用的平板膜，其膜透过量由于膜污染会在近一个小时的 工作之后减少约50% ;而由于固体小颗粒的吸附和堵塞。
[0003] 工业上经常用来清洗膜污染的方法主要分为物理清洗和化学清洗，化学清洗是通 过使用药剂以将不溶污染物溶解并冲洗出膜组件。然而，化学清洗不仅由于药剂的使用而 增加过滤工艺的操作成本，而且由于酸性或碱性药剂的使用而对膜造成损害且造成污染。 物理清洗主要包括低压高流速清洗、等压冲洗、反冲洗、负压清洗、机械刮除等方法，工业中 普遍使用的是高速反冲洗和气水反冲洗工艺。然而，上述两种工艺都必须在清洗过程中停 止膜过滤工艺，且需要高压和高于产水量两到三倍的水用于冲洗，耗能高，用水量大。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是在于克服现有技术的不足，提供一种通过在直列式膜堆内部 设置内部循环水路，形成循环流动，从而对经过膜面的流体进行加速，配合膜内部设置的介 电电泳电极所产生的用于将污染物推离膜面的介电电泳效应，在流体具备一定速度的情况 下将污染物带入浓水通道，以达到膜的自净化的可实现自净化的直列式膜堆。
[0005] 本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种可实现自净化的直列式膜堆，其特征在于：它包括前端面压板、循环水路板、 直列式膜板和后端面压板；在所述前端面压板与后端面压板之间并排压装一组直列式膜 板，各所述直列式膜板的原水通孔共同形成原水主流道，各所述直列式膜板的浓水通孔共 同形成浓水主流道；所述循环水路板中设置循环水路，所述循环水路连通原水主流道的入 口与浓水主流道的出口；在所述循环水路一侧的原水入口与在另一侧的原水主流道的面积 比小于1:2。
[0007] 所述原水入口为多入口结构，各入口的面积之和与所述原水主流道的面积比小于 1:2。
[0008] 所述面积比为1 :10。
[0009] 所述原水入口与原水主流道的连接方式为原水入口插接在原水主流道的中心处。
[0010] 所述直列式膜板包括外框、钣金电极组件和过滤膜，所述过滤膜设置在外框的两 侧，所述钣金电极组件设置在两过滤膜之间。
[0011] 所述钣金电极组件包括两片分别连接交流电源不同输出端的电极板；所述电极板 为一体成型的钣金件，包括多条平形排列的电极及同时连接所有所述电极的一条或一条以 上边线；两所述电极板交错叠放，使一电极板的电极置于另一电极板的两相邻电极之间的 空间中，形成电极组；两所述电极板之间相互绝缘。
[0012] 所述电极板为梳齿状电极板，包括多条平行排列的电极，及同时连接所有所述电 极一端的一条边线，所述电极的另一端为自由端，一电极板的边线位于另一电极板中电极 的自由端一侧。
[0013] 所述电极板为栅形电极板，包括多条平行排列的电极，及分别连接所述电极的两 端的两条边线；两电极板的边线之间设置绝缘材料。
[0014] 所述电极板为立体栅形电极板，包括多条平行排列的电极，及分别连接所述电极 的两端的两条边线；所述电极的两端弯折，在交错叠放时相互避让；两所述电极板外部均 设置绝缘层。
[0015] 所述两电极板中的一电极板外部设置绝缘层，另一电极板为耐腐蚀性材料制成的 裸电极。
[0016] 本实用新型的优点和有益效果为：
[0017] 1、本实用新型可实现自净化的直列式膜堆，在原水主流道的入口与浓水主流道的 出口之间设置循环水路，不需设置额外增压装置，仅依靠自身的结构，将原水入口与原水主 流道的面积比小于1: 2,即可将浓水主流道的一部分浓水回流来补偿原水主流道的流量，提 高浓水主流道的流速，从而增加经过膜表面的流体流速，且保证产水量不变。当多个直列式 膜堆并行布水的时候，由管路沿程损失不同导致不同堆之间存在压力差，使得布水不是完 全均匀的。相对于没有增加循环水路的直列堆来说，由于循环水路使得原水入口减小，因而 拥有循环水路的直列堆之间的堆间布水更加均匀，且由于直列堆内部的水流速度和压力增 加，使直列堆内部的各直列膜板之间的板间布水也更加均匀。
[0018] 3、本实用新型可实现自净化的直列式膜堆，采用的钣金电极组包括两片由钣金工 艺制作的电极板，其上制有多条平形排列的电极，以及连接所述电极的一条或一条以上边 线，两片电极板之间交错叠放，使两片电极板的电极相互间隔对应以形成电极组；电极板通 过钣金工艺一体成型，生产成本低，较圆柱形电极降低成本70%以上；任何一处位置连接 电源即可使得整板得以供电，从而使电极和连接导线集成在一个钣金件上；根据钣金选材 质地和厚度的不同，可使其具备一定柔性或刚性，可卷曲或平展使用；在安装时由于各电极 之间相对位置已经设定好，可进行整个电极板的一体安装，不会造成电极排列的混乱，从而 提1?装配效率。
[0019] 4.本实用新型可实现自净化的直列式膜堆，电极板为立体栅形电极板，当两片立 体栅形电极板交叠构成钣金电极组件结构时，两片电极板的电极中部交叉，形成电极组；且 由于电极的两端弯折，因此两立体栅形电极板的边线之间存在缝隙，可以相互远离。
[0020] 5.本实用新型可实现自净化的直列式膜堆，电极板可设置为梳齿状电极板，当两 片梳齿状电极板交错构成钣金电极组件结构时，第一梳齿状电极板的电极从第二梳齿状电 极板的电极之间插入，形成电极组，这样可以防止两片电极板在叠加时边线相接触，产生干 涉，具有结构极为简化，制造容易，安装方便的优点。
[0021] 6.本实用新型可实现自净化的直列式膜堆，电极板可为栅形电极板，当两片栅形 电极板间隔叠放构成钣金电极组件结构时，电极的两端均通过边线连接在一起，因此电极 在安装时位置相对固定，不需要后期调整；而且，为了避免栅形电极板的边线相接触，可在 两电极板的边线之间设置绝缘片。
[0022] 7.本实用新型可实现自净化的直列式膜堆，通过在直列式膜堆内部设置内部循环 水路结构，形成循环流动，从而对经过膜面的流体进行加速，配合膜内部设置的钣金电极组 件所产生的用于将污染物推离膜面的不匀称电场，在流体具备一定速度的情况下将污染物 带入浓水通道，以达到膜的自净化。
【附图说明】
[0023] 图1是现有技术的直列式膜组件的内部水流示意图；
[0024] 图2是现有技术的直列式膜组件的工作原理示意图；
[0025] 图3是本实用新型实施例1的直列式膜堆的结构示意图；
[0026] 图4是图3的A-A向剖面结构示意图；
[0027] 图5是本实用新型的实施例1的直列式膜板结构示意图（局部剖开）；
[0028] 图6是本实用新型的实施例1的直列式膜板结构示意图；
[0029] 图7是本实用新型实施例1的直列式膜堆内部水流循环示意图；
[0030] 图8是本实用新型实施例1的直列式膜堆工作原理示意图；
[0031] 图9是本实用新型实施例1的直列式膜堆的循环水路的优选结构示意图；
[0032] 图10是本实用新型实施例1中当钣金电极组件的两电极板交错叠置时，其中连接 不同输出端的电极位置分布示意图；
[0033] 图11是本实用新型的钣金电极组件的电场及介电电泳力矢量和等值线图；
[0034] 图12是本实用新型的实施例1的电极板结构示意图；
[0035] 图13是本实用新型的实施例1的介电电泳电极组件的主视图；
[0036] 图14是本实用新型的实施例1的介电电泳电极组件的侧视图；
[0037] 图15是本实用新型的实施例1的介电电泳电极组件的俯视图；
[0038] 图16是