一种智能化安全供水系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能化安全供水系统，其包括超滤膜单元和/或纳滤膜单元及智能控制单元，超滤膜单元和/或纳滤膜单元内部的两过滤膜之间的产水腔中设置DEP电极组件；DEP电极组件包括两片分别连接DEP电源不同输出端且相互绝缘的电极板，电极板为一体成型的钣金件；智能控制单元中包括传感器、控制器、服务器和DEP电源监测装置，传感器与控制器电连接，所述控制器和DEP电源监测装置分别与服务器为信号连接；所述传感器组设置在超滤膜单元、纳滤膜单元的进水入口、产水出口和/或浓水出口。本发明专利技术通过在水处理系统中构建在线采集、数据传输、数据分析、在线调控的闭环的智能水质监控系统，以及DEP超滤膜和DEP纳滤膜组合使用，实现在线实时监测产水水质，增强膜的抗污染性。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化安全供水系统
本专利技术涉及环保
的智能化膜处理系统，特别是一种智能化安全供水系统。
技术介绍
近年来，随着人们对饮用水水质要求的进一步提高，各种各样的供水处理工艺应运而生，它们都采用了一些深度水处理技术，但水质太纯也存在营养元素缺乏的问题。因为纯净水在除去了有害物的同时，也除去了人体生理活动必不可少的许多矿物元素，如钙、镁、锌、锂、锶等。长期饮用这种缺乏有益元素的水，会破坏人体生理平衡。综合国内外医学界和水处理界的观点，可认为净水应是尽最大可能地去除水中的有毒、有害物质，特别是“三致”物，Ames试验阴性，同时又保留原水中有益健康的微量元素和矿物质的水。由于超滤(UF)和微滤(MF)对水中有机物的去除率很低，仅在20％以下，反渗透(RO)膜由于在生产出纯净水时，同时去除了饮用水中的有益微量元素和矿物质，也不是生产净水的理想膜。介电电泳(Dielectrophoresis，DEP)技术已经被成功的应用于生物医学工业来分离、富积、捕获微粒和细胞。该技术描述的是位于非匀称电场的中性微粒由于介电极化的作用而产生的平移运动，产生在微粒上的偶极矩可以由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产生一个净力，称为介电电泳力。由于悬浮于媒介中的微粒与媒介有着不同的介电能力(介电常数)，微粒会被向或者更强的电场强度的方向移动，称为阳性介电电泳，或者更弱的电场强度的方向移动，称之为阴性介电电泳。在膜过滤分离液液中发生的分离渗透膜污染，都是固体微粒(微粒，胶体微粒，溶质结晶体，细菌，和不溶有机物液滴及大分子有机物相对于液体存在。在这样的一个系统中，由于固体微粒与其所悬浮的液体的介电极化能力的不同，介电电泳力将固体微粒推离电极或者将固体微粒吸附在电极上，表现出或者阴性介电电泳性质或者阳性介电电泳性质。由于相对于水而更低的介电极化能力，固体颗粒在水源中通常表现为阴性介电电泳性质；即在不匀称电场中，固体颗粒被向弱电场方向移动。当纯水从水源侧透过膜流向驱动液侧的同时，介电泳力将原料液中溶质移离而无法靠近膜，溶质不能在膜表面富集，如此减缓甚至避免平板膜分离工艺中因水从原料液侧流向驱动液侧引发的浓差极化现象，从而提高水透过量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过在水处理系统中构建在线采集、数据传输、数据分析、在线调控的闭环的智能水质监控系统，以及DEP超滤膜和DEP纳滤膜组合使用，实现在线实时监测产水水质，增强膜的抗污染性的智能化安全供水系统。本专利技术决其技术问题是通过以下技术方案实现的：一种智能化安全供水系统，其特征在于：它包括超滤膜单元和/或纳滤膜单元及智能控制单元，超滤膜单元和/或纳滤膜单元内部的两过滤膜之间的产水腔中设置DEP电极组件；所述DEP电极组件包括两片分别连接DEP电源不同输出端且相互绝缘的电极板，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；所述智能控制单元中包括传感器、控制器、服务器和DEP电源监测装置，所述传感器与控制器电连接，所述控制器和DEP电源监测装置分别与服务器为信号连接；所述传感器设置在超滤膜单元、纳滤膜单元的进水入口、产水出口和/或浓水出口；所述智能控制单元的工作过程包括：1)所述传感器采集所述超滤膜单元、纳滤膜单元的传感数据，并将所述传感数据输入所述控制器中进行模数转换处理，形成传感数据信号后输入所述服务器中；2)所述DEP电源监测装置采集所述DEP电源的运行状态参数，并将生成的运行状态参数信号输入所述服务器中；3)所述服务器将所述传感数据内置评估模型中对所述超滤膜单元、纳滤膜单元的实况进行评估，并将评估结果结合用户输入的操作命令计算实时的调整参数；4)所述服务器通过判断所述运行状态参数的变化，准确定位发生故障的超滤膜单元、纳滤膜单元，并报警提示；5)所述调整参数返回所述控制器中，调整超滤膜单元和/或纳滤膜单元的压力、流量，DEP电源的频率、幅值、通断。所述传感数据包括流量、温度、压力。所述运行状态参数包括电流、电压、频率。所述传感数据作为用于训练所述评估模型的大数据储存在服务器的存储单元内。所述超滤膜单元包括自清洗过滤器、超滤元件、产水箱及浓水箱，所述服务器根据所述超滤膜单元的进、出水压差及累计时间，命令所述超滤膜单元的超滤元件停机，并启动所述自清洗过滤器的反冲洗程序，反冲洗完成后所述超滤元件恢复运行。所述的超滤元件为DEP直列膜堆或DEP平板膜堆。所述的纳滤膜单元包括纳滤元件及之前连接的加药系统，纳滤元件为DEP碟柱式纳滤膜堆。所述DEP电极组件的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侧。所述DEP电极组件的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边线。所述DEP电极组件的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。所述两电极板外部均设置绝缘层；或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。本专利技术的优点和有益效果为：1、本专利技术智能化安全供水系统，通过智能控制单元的人机交互界面可对系统中的各元件运行进行实时的人工干预。2、本专利技术智能化安全供水系统，可以通过智能控制单元服务器内置模型对超滤膜单元及/或纳滤膜单元当前的综合性能进行评估，依据评估结果实时调整工艺参数，使超滤膜单元及/或纳滤膜单元的工作效率达到最优化。3、本专利技术智能化安全供水系统，实时工作状态参数输入内置模型中，进行智能化计算，完成自动报警、供电保护、出水质量检测等功能，如通过对每个膜堆电流、电压、频率等工作状态参数的变化准确定位发生故障的膜堆，并报警提示及时更换，从而最大限度保证产水水质。4、本专利技术智能化安全供水系统，其超滤膜单元及纳滤膜单元中过滤膜之间所设置的DEP电极组件对污染物有捕捉、富集、定向移动的作用，该技术与膜的结合必然使膜分离效果大幅度提升，可全部去除大于0.1μm的胶体和颗粒物；对悬浮颗粒、胶体、微生物、细菌、病毒的去除率近100％；对有机物的去除率高于70％；受原水水质波动影响小，污染物在介电电场的作用下做定向移动，不易附着在膜表面，使膜元件的耐污染性更强，在不需要清洗及反洗的条件下，仍能保证出水水质稳定；膜运行压力低，膜不需要反洗和曝气，能耗仅为传统超滤膜的1/100；设备占地空间小，可全自动运行。5、本专利技术智能化安全供水系统，DEP电极组件包括两片分别连接DEP电源不同输出端且相互绝缘的电极板，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电极的一条或一条以上边线，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化安全供水系统，其特征在于：它包括超滤膜单元和/或纳滤膜单元及智能控制单元，超滤膜单元和/或纳滤膜单元内部的两过滤膜之间的产水腔中设置DEP电极组件；所述DEP电极组件包括两片分别连接DEP电源不同输出端且相互绝缘的电极板，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；所述智能控制单元中包括传感器、控制器、服务器和DEP电源监测装置，所述传感器与控制器电连接，所述控制器和DEP电源监测装置分别与服务器为信号连接；所述传感器设置在超滤膜单元、纳滤膜单元的进水入口、产水出口和/或浓水出口；所述智能控制单元的工作过程包括：1)所述传感器采集所述超滤膜单元、纳滤膜单元的传感数据，并将所述传感数据输入所述控制器中进行模数转换处理，形成传感数据信号后输入所述服务器中；2)所述DEP电源监测装置采集所述DEP电源的运行状态参数，并将生成的运行状态参数信号输入所述服务器中；3)所述服务器将所述传感数据内置评估模型中对所述超滤膜单元、纳滤膜单元的实况进行评估，并将评估结果结合用户输入的操作命令计算实时的调整参数；4)所述服务器通过判断所述运行状态参数的变化，准确定位发生故障的超滤膜单元、纳滤膜单元，并报警提示；5)所述调整参数返回所述控制器中，调整超滤膜单元和/或纳滤膜单元的压力、流量，DEP电源的频率、幅值、通断。...

【技术特征摘要】
1.一种智能化安全供水系统，其特征在于：它包括超滤膜单元和/或纳滤膜单元及智能控制单元，超滤膜单元和/或纳滤膜单元内部的两过滤膜之间的产水腔中设置DEP电极组件；所述DEP电极组件包括两片分别连接DEP电源不同输出端且相互绝缘的电极板，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；所述智能控制单元中包括传感器、控制器、服务器和DEP电源监测装置，所述传感器与控制器电连接，所述控制器和DEP电源监测装置分别与服务器为信号连接；所述传感器设置在超滤膜单元、纳滤膜单元的进水入口、产水出口和/或浓水出口；所述智能控制单元的工作过程包括：1)所述传感器采集所述超滤膜单元、纳滤膜单元的传感数据，并将所述传感数据输入所述控制器中进行模数转换处理，形成传感数据信号后输入所述服务器中；2)所述DEP电源监测装置采集所述DEP电源的运行状态参数，并将生成的运行状态参数信号输入所述服务器中；3)所述服务器将所述传感数据内置评估模型中对所述超滤膜单元、纳滤膜单元的实况进行评估，并将评估结果结合用户输入的操作命令计算实时的调整参数；4)所述服务器通过判断所述运行状态参数的变化，准确定位发生故障的超滤膜单元、纳滤膜单元，并报警提示；5)所述调整参数返回所述控制器中，调整超滤膜单元和/或纳滤膜单元的压力、流量，DEP电源的频率、幅值、通断。2.如权利要求1所述的一种智能化安全供水系统，其特征在于：所述传感数据包括流量、温度、压力。3.如权利要求1所述的一种智能化安全供水系统，其特征在于：所述运行状态参数包括电流、电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，王力伟，姚丽娜，
申请(专利权)人：内蒙古天一环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15