一种平板膜组件膜损检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种平板膜组件膜损检测装置与方法，原液罐经第一增压泵连接平板膜组件入口，平板膜组件出口连接原液罐，平板膜滤液出口经两路分支管道引出，第一路分支管道上装有第一电磁阀且连接细菌浓度检测装置，细菌浓度检测装置下方是储液罐，细菌浓度检测装置底部由集菌瓶出水管道和驻液瓶排液通道引出伸入储液罐中，第二路分支管道上装有第二电磁阀且伸入储液罐中；利用平板膜过滤装置过滤含有细菌的无菌液，通过细菌浓度检测装置收集过滤液中的细菌，利用安装在细菌浓度检测装置中的检测电极检测过滤液的阻抗来确定细菌浓度，根据测得的阻抗值对膜损程度进行等级评判，不需要将膜从膜组件上移除，不会对膜造成破坏，实现连续在线检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及过滤膜损检测
，特别涉及一种平板膜组件膜损检测装置与方法。
技术介绍
膜分离技术的研究与应用已经取得了很大的进展，目前已经广泛应用于海水、苦咸水淡化，纯水、超纯水生产，以及食品工业、医药工业、生物工程等领域。平板膜组件是最常用的膜分离组件之一，平板膜组件由支撑层和和膜层组成，一般情况下，进料原液在进料泵的驱动下穿过支撑层的两侧，透过膜层的渗透液在膜外侧收集。平板膜具有拆卸方便，便于清洗等优点。然而，平板膜组件经长时间运行后，膜表面的磨损程度逐渐增加，导致膜孔径发生变化，进而影响到平板膜的过滤性能，而且这些损伤是无法修复的。为避免以上现象造成的膜损伤从而影响膜分离的效果，需要及时有效地检测膜破损，进而确保膜膜分离的效果。目前，常用的膜损检测方法主要有以下几种：1、泡点测试法：该方法的原理是检测一个完全润湿膜在缓慢加压条件下，气体冲破润湿膜孔形成大量气泡时能被检测的最小压力，但是其测量时需要将膜从膜组件上移除，无法实现在线检测；2、浊度检测法：该方法基于膜破损前后透过液的浊度不同，通过检测透过液的浊度反映膜是否完整；浊度检测法虽然能够连续在线检测，但是检测不灵敏并且受原液颗粒浓度和工艺条件的限制，应用范围较小。
技术实现思路
为了克服现有膜损坏检测识别方法的不足，本专利技术提供一种应用范围广、检测灵敏、能够实现膜损的连续在线检测的平板膜组件膜损检测装置与方法。本专利技术一种平板膜组件膜损检测装置采用的技术方案是：包含原液罐，原液罐经第一增压泵 连接平板膜组件入口，平板膜组件出口连接原液罐，平板膜滤液出口经两路分支管道引出，第一路分支管道上装有第一电磁阀 且连接细菌浓度检测装置，细菌浓度检测装置下方是储液罐，细菌浓度检测装置底部由集菌瓶出水管道和驻液瓶排液通道引出伸入储液罐中，第二路分支管道上装有第二电磁阀且伸入储液罐中；所述细菌浓度检测装置包括集菌瓶、驻液瓶和无菌液罐；集菌瓶左侧上端与所述第一路分支管道连接；集菌瓶内腔中有支撑网、浓缩膜，正电极棒、负电极棒、L型的正电极丝与L型的负电极丝；集菌瓶内腔最底部是支撑网，支撑网上层贴附浓缩膜，集菌瓶内部的左右两侧壁分别垂直布置有底部均固定压在浓缩膜上表面的正电极棒与负电极棒，正电极棒与负电极棒分别与位于集菌瓶外部的数控恒流源的正、负极连接，负电极丝底部贴附在浓缩膜上表面，正电极丝的水平部分有间隙地位于负电极丝的水平部分的正上方，正电极丝与负电极丝的直部分均向上伸出至集菌瓶顶部之外且经MCU采样接口连接MCU控制系统；集菌瓶右侧底部且位于浓缩膜处设有集菌瓶排液口，集菌瓶排液口经第六电磁阀连接所述集菌瓶出水管道；集菌瓶底部正中心连接于倒T型集菌瓶底部管道上端，集菌瓶底部管道底部右端经第五电磁阀连接驻液瓶，驻液瓶密封塞内部有液位传感器，驻液瓶右侧上部设有驻液瓶抽气口，驻液瓶抽气口经第七电磁阀与真空泵连接；驻液瓶右侧底部设有所述驻液瓶排液通道，驻液瓶排液通道上设有第八电磁阀；集菌瓶底部管道底部左端依次串联有第四电磁阀、第三增压泵、无菌液罐、第二增压泵、第三电磁阀、集菌瓶；所述MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接液位传感器、数控恒流源、真空泵、三个所述增压泵和八个所述电磁阀。本专利技术一种平板膜组件膜损检测方法采用的技术方案是包括以下步骤；A、向原液罐中注入无菌液，MCU控制系统开启第一增压泵、第五电磁阀、第七电磁阀、第一电磁阀及真空泵，无菌液进入平板膜组件入口并从平板膜滤液出口流出后流向集菌瓶，再通过集菌瓶底部管道流入驻液瓶中；B、MCU控制系统采集液位传感器的输出信号，判断驻液瓶中的液位是否达到预先设置的液位阈值，如果达到阈值则MCU控制系统关闭第一电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀及真空泵，并打开第二电磁阀，使无菌液流入储液罐中；C、MCU控制系统开启数控恒流源并使其输出恒定交流电流，采集正电极丝和负电极丝之间无菌液的电压，计算出正电极丝和负电极丝之间无菌液的阻抗值                                               ，然后MCU控制系统关闭数控恒流源，同时打开第八电磁阀与第六电磁阀将驻液瓶与集菌瓶中的液体排出；D、向原液罐中加入细菌，MCU控制系统开启第五电磁阀、第七电磁阀、第一电磁阀及真空泵，并关闭第二电磁阀，含菌液进入平板膜组件入口，未能透过膜孔的浓缩液从平板膜组件出口流出并返回原液罐进行再次过滤，透过膜孔的滤液从平板膜滤液出口流出后流向集菌瓶中，细菌被浓缩膜截留在集菌瓶内，滤液则通过集菌瓶底部管道流入驻液瓶中；E、MCU控制系统采集液位传感器的输出信号，判断驻液瓶中的液位是否达到阈值，如果达到阈值则MCU控制系统则关闭第一电磁阀、第五电磁阀、第七电磁阀及真空泵，并打开第二电磁阀，含菌液流入储液罐； F、MCU控制系统开启数控恒流源并使其输出恒定交流电流，采集正电极丝和负电极丝之间含菌液的电压，计算出正电极丝和负电极丝之间含菌液的阻抗值，然后关闭数控恒流源，同时打开第八电磁阀将驻液瓶中的液体排出；G、MCU控制系统关闭第一增压泵及第二电磁阀，停止膜过滤；当时，表示膜完好可继续使用；当时，表示膜轻微破损可以继续使用；当时，表示膜中度破损只能使用一段时间；当时，表示膜已经严重破损，需要立即更换，。进一步地，在步骤G完成之后，MCU控制系统打开第四电磁阀、第六电磁阀、搅拌风扇以及第三增压泵，无菌液罐中的无菌液经由集菌瓶底部管道注入到集菌瓶中，附着在浓缩膜上表面的细菌从集菌瓶出水管道排出到储液罐中对浓缩膜反冲洗。本专利技术与已有方法和技术相比，具有如下优点：1、本专利技术基于液体中细菌浓度与阻抗之间存在的定量关系，利用平板膜过滤装置过滤含有细菌的无菌液，通过设计的细菌浓度检测装置收集过滤液中的细菌，并利用安装在细菌浓度检测装置中的检测电极检测过滤液的阻抗来确定相应的细菌浓度，根据测得的阻抗值对膜损程度进行等级评判，从而实现膜损检测。该方法不需要将膜从膜组件上移除，不会对膜造成破坏，能够实现连续在线检测。2、由于细菌浓度检测装置中的滤膜收集完细菌后便受到污染，现有的方法都是更换滤膜，但是该方法会增加检测成本。本专利技术具有反冲洗功能，当检测完成后，利用将无菌液由集菌瓶底部（滤膜下层）注入集菌瓶中，并结合搅拌风扇，使细菌脱离滤膜上层表面，从而使细菌伴随无菌液排出集菌瓶，该方法对滤膜进行清洗以便继续使用，能够有效解决频繁更换滤膜的问题，降低膜损检测的成本。  3、本专利技术采用浓缩法，通过运行一定时间后，在保持含菌液中细菌数量不变的前提下滤除掉大部分液体，则细菌浓度明显提高，有效解决电化学法不易检测低细菌浓度的问题。4、本专利技术通过电化学法检测细菌浓度，结合细菌浓度对数与阻抗之间的线性关系，检测过滤液的阻抗值，并根据过滤液阻抗表征出膜损坏的程度，操作简单，测量准确。5、本专利技术在膜损检测时，细菌浓度检测过程及反冲洗过程都是由MCU控制系统控制，利用MCU控制系统开启数控恒流源输出恒定电流，采集检测电极两端输出电压，从而计算出相应的阻抗值，实现对细菌浓度的检测，在一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板膜组件膜损检测装置，包含原液罐（1），原液罐（1）经第一增压泵 （3）连接平板膜组件入口（6），其特征是：平板膜组件出口（11）连接原液罐（1），平板膜组件的平板膜滤液出口（10）经两路分支管道引出，第一路分支管道上装有第一电磁阀（13）且连接细菌浓度检测装置（18），细菌浓度检测装置（18）下方是储液罐（16），细菌浓度检测装置（18）底部由集菌瓶出水管道（17）和驻液瓶排液通道（60）引出伸入储液罐（16）中，第二路分支管道上装有第二电磁阀（14）且伸入储液罐（16）中；所述细菌浓度检测装置（18）包括集菌瓶（63）、驻液瓶（52）和无菌液罐（38）；集菌瓶（63）左侧上端与所述第一路分支管道连接；集菌瓶（63）内腔中有支撑网（34）、浓缩膜（33），正电极棒（31）、负电极棒（44）、L型的正电极丝（32）与L型的负电极丝（42）；集菌瓶（63）内腔最底部是支撑网（34），支撑网（34）上层贴附浓缩膜（33），集菌瓶（63）内部的左右两侧壁分别垂直布置有底部均固定压在浓缩膜（33）上表面的正电极棒（31）与负电极棒（44），正电极棒（31）与负电极棒（44）分别与位于集菌瓶（63）外部的数控恒流源（25）的正、负极连接，负电极丝（42）底部贴附在浓缩膜（33）上表面，正电极丝（32）的水平部分有间隙地位于负电极丝（42）的水平部分的正上方，正电极丝（32）与负电极丝（42）的直部分均向上伸出至集菌瓶（63）顶部之外且经MCU采样接口（28）连接MCU控制系统；集菌瓶（63）右侧底部且位于浓缩膜（33）处设有集菌瓶排液口（59），集菌瓶排液口（59）经第六电磁阀（43）连接所述集菌瓶出水管道（17）；集菌瓶（63）底部正中心连接于倒T型集菌瓶底部管道（41）上端，集菌瓶底部管道（41）底部右端经第五电磁阀（40）连接驻液瓶（52），驻液瓶密封塞（54）内部有液位传感器（56），驻液瓶（52）右侧上部设有驻液瓶抽气口（50），驻液瓶抽气口（50）经第七电磁阀（48）与真空泵（53）连接；驻液瓶（52）右侧底部设有所述驻液瓶排液通道（60），驻液瓶排液通道（60）上设有第八电磁阀（51）；集菌瓶底部管道（41）底部左端依次串联有第四电磁阀（39）、第三增压泵（49）、无菌液罐（38）、第二增压泵（37）、第三电磁阀（36）、集菌瓶（63）；所述MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接液位传感器（56）、数控恒流源（25）、真空泵（53）、三个所述增压泵和八个所述电磁阀。...

【技术特征摘要】
1.一种平板膜组件膜损检测装置，包含原液罐（1），原液罐（1）经第一增压泵 （3）连接平板膜组件入口（6），其特征是：平板膜组件出口（11）连接原液罐（1），平板膜组件的平板膜滤液出口（10）经两路分支管道引出，第一路分支管道上装有第一电磁阀（13）且连接细菌浓度检测装置（18），细菌浓度检测装置（18）下方是储液罐（16），细菌浓度检测装置（18）底部由集菌瓶出水管道（17）和驻液瓶排液通道（60）引出伸入储液罐（16）中，第二路分支管道上装有第二电磁阀（14）且伸入储液罐（16）中；所述细菌浓度检测装置（18）包括集菌瓶（63）、驻液瓶（52）和无菌液罐（38）；集菌瓶（63）左侧上端与所述第一路分支管道连接；集菌瓶（63）内腔中有支撑网（34）、浓缩膜（33），正电极棒（31）、负电极棒（44）、L型的正电极丝（32）与L型的负电极丝（42）；集菌瓶（63）内腔最底部是支撑网（34），支撑网（34）上层贴附浓缩膜（33），集菌瓶（63）内部的左右两侧壁分别垂直布置有底部均固定压在浓缩膜（33）上表面的正电极棒（31）与负电极棒（44），正电极棒（31）与负电极棒（44）分别与位于集菌瓶（63）外部的数控恒流源（25）的正、负极连接，负电极丝（42）底部贴附在浓缩膜（33）上表面，正电极丝（32）的水平部分有间隙地位于负电极丝（42）的水平部分的正上方，正电极丝（32）与负电极丝（42）的直部分均向上伸出至集菌瓶（63）顶部之外且经MCU采样接口（28）连接MCU控制系统；集菌瓶（63）右侧底部且位于浓缩膜（33）处设有集菌瓶排液口（59），集菌瓶排液口（59）经第六电磁阀（43）连接所述集菌瓶出水管道（17）；集菌瓶（63）底部正中心连接于倒T型集菌瓶底部管道（41）上端，集菌瓶底部管道（41）底部右端经第五电磁阀（40）连接驻液瓶（52），驻液瓶密封塞（54）内部有液位传感器（56），驻液瓶（52）右侧上部设有驻液瓶抽气口（50），驻液瓶抽气口（50）经第七电磁阀（48）与真空泵（53）连接；驻液瓶（52）右侧底部设有所述驻液瓶排液通道（60），驻液瓶排液通道（60）上设有第八电磁阀（51）；集菌瓶底部管道（41）底部左端依次串联有第四电磁阀（39）、第三增压泵（49）、无菌液罐（38）、第二增压泵（37）、第三电磁阀（36）、集菌瓶（63）；所述MCU控制系统通过不同的控制端口分别连接液位传感器（56）、数控恒流源（25）、真空泵（53）、三个所述增压泵和八个所述电磁阀。
2.根据权利要求1所述平板膜组件膜损检测装置，其特征是：集菌瓶（63）的中心轴处装有搅拌风扇连接杆（46），搅拌风扇连接杆（46）上端插入集菌瓶密封塞（30）下侧正中心处、下端连接搅拌风扇（4），搅拌风扇（4）连接于MCU控制系统。
3.根据权利要求1所述平板膜组件膜损检测装置，其特征是：原液罐（1）右侧底部设有原液罐排液口（23），原液罐排液口（23）左侧设有手动阀门（22）。
4.根据权利要求1所述平板膜组件膜损检测装置，其特征是：集菌瓶（63）上端设有封住集菌瓶（63）开口的集菌瓶密封塞（30），集菌瓶密封塞（30）上表面中心处设有集菌瓶密封塞拉手（29）；驻液瓶（52）的开口处设有驻液瓶密封塞（54）及驻液瓶密封塞拉手（55）。
5.一种如权利要求1所述平板膜组件膜损检测装置的膜损检测方法，其特征是包括以下步骤；
A、向原液罐（1）中注入无菌液，MCU控制系统开启第一增压泵（3）、第五电磁阀（40）、第七电磁阀（48）、第一电磁阀（13）及真空泵（53），无菌液进入平板膜组件入口（6）并从平板膜滤液出口（10）流出后流向集菌瓶（63），再通过集菌瓶底部管道（41）流入驻液瓶（52）中；
B、MCU控制系统采集液位传感器（...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣标，王小格，董荣伟，宁东敏，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32