基于双侧电极阵列的电阻抗成像原位膜污染监测

作     者：齐欣欣 贾辉 高菲 王琦 尹延梅 王捷 

作者机构：天津工业大学环境科学与工程学院 天津市水质安全评价与保障技术工程中心 天津工业大学沧州研究院 天津工业大学电子与信息工程学院 世韩(天津)节能环保科技有限公司 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：河北省自然科学基金(E2023110001) 天津市科技计划项目(No.22ZXSYSY00010) 天津工业大学沧州研究院资助项目(TGCYY-F-0103) 

主　　题：超滤(UF) 膜污染 电阻抗成像 监测 

摘      要：基于电阻抗成像(electrical impedance tomography，EIT)技术设计了一种双侧阵列电极的膜污染原位监测装置，并应用于动态膜污染过程监测。通过模拟和实验比较了单侧和双侧电极阵列的成像效果。结果表明：电极双侧阵列方式依靠离子流动和外界电流产生额外电势差，监测更灵敏，重建图像与真实图像之间的相关系数0.89，能够更准确获得污染物信息。以高岭土、海藻酸钠(SA)和湖水为污染物，探究了不同污染物在超滤膜面的污染过程，得到了通量和膜污染成像图。结果表明，高岭土污染先集中于进水口附近，之后向中间区域和出水口迁移；湖水絮凝污染物主要分布在出水口附近；SA污染主要集中在中间区域。建立了阻抗变化和污染物厚度之间关系，结果显示随厚度增大，阻抗变化值增长速率也增大。