关于天一以技术的力量,支撑完美的服务体系。

随时咨询

联系我们
  • 使用以下方式将便于您了解更多
  • 或即可致电:
  • 010-82346996
  • 010-62975560
  • 介电电泳
  • 介电电泳膜元件
  • DEP生物膜反应器
  • MET工艺
  • EDMBR工艺

您所在的位置:网站首页>介电电泳

1、介电电泳(Dielectrophoresis, DEP):

    指位于非匀称电场的中性微粒,由于介电极化的作用而产生位移运动的现象。因任何物质都有一定的介电特性,即使本身不带电、在外加电场作用下也会不同程度地电(偶)极化,产生在微粒上的偶极矩可以用两个相同带电量但极性相反的电荷来表示,当它们在微粒界面上不对称分布时,产生一个宏观的偶极矩。当这个偶极矩位于不匀称电场中,在微粒两边的局部电场强度的不同使得一个净力产生,这个净力被称为介电电泳力。

    介电电泳力的大小取决于悬浮微粒的大小、悬浮微粒介电能力和悬浮媒介的电特性(介电常数和电导率)、电场强度和频率等参数,与电泳或其他现代分离方法相比较,介电电泳除了具备高选择性的精细识别分离能力外,还可用来对粒子进行捕获、富集、及搭建处理。

    介电电泳与分离膜的结合应用是这一领域的重大突破,将介电电泳技术与膜过滤技术结合应用,可以克服膜分离技术的不足,充分发挥介电电泳和膜分离技术的双重优势。

新建位图图像 (18).jpg

新建位图图像 (17).jpg

DEP链效应

    微纳米粒子在不匀称的电场介质中被表面极化,因介电常数、电导率或体积、密度接近,形成链状排列。

微信截图_20170602104933.jpg

微纳米粒子在不匀称的电场介质中被表面极化成链,体积增大。

DEP电渗效应


    DEP在介质中可以产生电渗效应带电表面和反离子构成双电层。当电场加在流体上时,双电荷的净电荷被库仑力驱动而移动。这种流动即电渗流。

新建位图图像 (19).jpg

DEP介质中施加电场产生的电渗流而的微混合

DEP热效应

    DEP在介质中施加电场时,电极表面涂层会因介质电导率和电源参数设置的不同而产生不等的热效应。

微信截图_20170602105521.png

DEP电极在电场介质中的热效应

DEP紊流效应

    DEP在电介质中,由电极结构、极化、热效应、而产生更多的紊流。

blob.pngDEP电极在电场介质中形成的紊流

DEP高频效应

    DEP在对电介质施加的极化电场中,输出400KHZ以上的高频,在电极表面涂层作用下进一步放大高频的覆、盖梯度。

微信截图_20170602105935.jpg

DEP电极在电场介质中的频率梯度

介电电泳与分离膜的结合

微信截图_20170602110115.jpg

分离膜应用中的主要问题

1、膜表面的堵塞污染

2、膜表面的浓差极化

3、曝气冲刷能耗和工艺限制

4、污染物浓度适应范围小,预处理工艺长

5、膜表面的微生物附着污染

介电电泳与分离膜结合的作用

1、膜表面的堵塞污染

    分离膜在使用中会因各种不同性质和大小的颗粒物堵塞膜孔,造成膜通量下降,缩短清洗周期和膜的使用寿命。

    借助DEP电场极化的链效应,可以使堵塞膜孔的微纳米颗粒物极化成链,使体积增大为无法堵塞膜孔,体积的增大使表面增大,在电泳力的作用下可以迅速推离膜表面。从而大幅度降低膜污染,提高了膜的恒定通量,使清洗周期和膜使用寿命延长。

2、膜表面的浓差极化

    由于分离膜在过滤过程中的拦截作用,会导致未能通过膜孔的物质聚集,在膜表面形成浓差极化,阻挡了水分子的运动,使膜通量下降,严重时高浓度离子会结垢,导致膜的报废。

    在DEP的电渗效应、热效应和紊流效应的作用下,会极大降低膜表面的浓差极化,三种效应的更多的紊流产生的剪切力,在增加膜的水分子透过量的同时,紊流扰动降低了浓差极化现象。

3、曝气冲刷能耗和工艺限制

    为防止膜表面的堵塞和浓差极化,水处理分离膜均使用曝气冲刷和扰动膜表面,这不但限制了抹在厌氧工艺中的应用,也大大增加了膜系统的运行能耗,即使在好氧工艺中使用也会因过大的氧气量影响工艺。

    在DEP的多重效应作用下,膜元件具备一定的自清洁能力,在交流电场的覆盖下的膜表面可以不使用曝气冲刷,不但大幅度降低了运行成本,还可以在厌氧工艺中使用。

4、污染物浓度适应范围小,预处理工艺长

    常规条件下膜系统需要进行一系列的预处理工艺,占地和投资及能耗增加,一定程度的增加了投资和运行成本。

    DEP膜过滤具备较强的自清洁能力,污染物适应浓度增强,避免分置化布置的设施投资,大大简化了预处理工艺的使用,从而减少了投资成本和运行成本。

5、膜表面的微生物附着污染

    分离膜在污水中长期使用,会产生微生物的附着和繁衍,造成膜的表面污染,需要定期的化学清洗和杀菌,化学清洗会对膜表面产生一定程度的损伤,既影响了膜的使用效率,增加了使用成本,也大大缩短了膜的使用寿命。

    DEP的高频效应可以杀死附着在膜表面的微生物,可以防止微生物附着在膜表面,这一作用可以使膜的清洗周期延长数倍,大幅度减少了清洗次数,和降低清洗药剂成本,提高膜的使用寿命。

DEP与分离膜技术的结合意义

    通过DEP技术与膜分离技术的结合,提高了膜元件的过滤效率;膜的产水量;膜的抗污染能力。膜的工艺占地减小;投资成本下降;运行能耗降低60%。清洗周期延长数倍甚至数十倍;产水质量提高。可以实现好氧、厌氧工艺中一体化使用,可以使用虹吸产水方式,进一步减低运行成本。

    DEP原理的结合应用,使膜分离元件的各项性能得到大幅度提高,使得以往很多困扰膜应用的问题得到解决,必将成为替代曝气清洁的主流技术。


解决方案