一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置，所述装置包括至少一组电极对、数据采集器和数据处理及显示装置；每组电极对的两个电极分别设置于电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧；所述数据采集器通过导线与每组电极对中的两个电极分别相连，所述数据处理及显示装置通过数据传输线与数据采集器相连。所述装置及方法解决了电渗析离子交换膜污染的在线检测问题，为维持电渗析堆脱盐性能、提高系统运行稳定性和适时进行化学清洗提供依据，并且所述装置和方法的检测精度和准确度高，可实现在线检测。

【技术实现步骤摘要】
一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置
本技术属于在线检测
，涉及一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置，尤其涉及一种通过在线检测中单张或多张离子交换膜两侧的电压(电位差)变化，经换算出对应离子交换膜的电阻变化，实现离子交换膜污染的在线检测装置。
技术介绍
电渗析技术是以电位差作为推动力的膜分离过程。在外加直流电场作用下，利用荷电离子膜的反离子选择透过性使水中阴阳离子做定向迁移，从水溶液及其它不带电组份中分离带电离子组份。相比反渗透等其他脱盐技术，电渗析法具有淡水回收率高、浓水浓缩倍数高，设备操作简便，不需酸、碱再生，无二次污染的特点，目前已广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐等。随着水资源日益短缺、用水成本不断增加，以及环境保护政策的不断加强和环境保护标准的不断提高，工业废水处理由传统的达标排放逐渐转变为“零排放”处理，因此对于工业废水的深度回用处理意义重大。由于采用常规超滤-反渗透双膜法处理工业废水，其淡水回收率只有60％左右，还剩余40％左右的浓盐水仍需要进一步处理。电渗析对原水水质要求不高，相对于其他除盐工艺，预处理简单；电渗析耗电量与原水含盐量成正比，处理废水含盐量在一定范围内，与其他脱盐法相比运行费用较低，而且废水脱盐率在一定范围内可调。电渗析进水预处理简便易行，而且通过倒极、在线清洗等方法，可减小电渗析膜污染，提高系统运行稳定性和降低运行和维护费用。因此，电渗析技术用于工业废水深度处理与脱盐回用越来越受到重视。由于工业废水中普遍包含有机物、钙镁离子、悬浮物、胶体和微生物等多种杂质，采用电渗析技术处理这类工业含盐废水，仍然会导致电渗析过程形成离子交换膜污染。由于目前还缺乏适用于电渗析离子交换膜污染在线检测的装置和方法，导致电渗析过程中无法实时判断离子交换膜的污染情况，以及无法确定适当的化学清洗周期。因此，研发适用于电渗析离子交换膜污染在线检测的装置和方法具有重要意义。近年来，李建新(膜科学与技术,2007,27(4):96-101)介绍了超声时域反射法应用于反渗透(RO)污染的研究。Mairal等人(Butterfield,Elsevier,2003:65-88)采用5MHz和10MHz的超声传感器检测，发现随着污染层在膜表面开始出现并生长时，膜反射信号的振幅不断回落。然而，污染层厚度测量是不能用超声信号振幅的降低来获得的，不足之处是并没有得到污染层的反射信号。金鹏康等(环境科学与技术,2010,33(10):97-100)采用光散射颗粒分析仪(PDA)对截留液中颗粒物的浓度变化进行在线检测，并利用过滤体系中颗粒的质量守恒分析原理，建立了超滤膜污染的光学在线检测分析系统。然而，这些现有方法只适用于压力驱动膜，而不适用于电渗析离子交换膜污染的在线检测。
技术实现思路
针对目前缺乏用于电渗析离子交换膜污染在线检测的装置与方法，而工业废水电渗析脱盐容易出现膜污染的问题，尤其是工业废水中的有机物容易导致电渗析膜污染严重、膜电阻升高而显著降低电渗析的脱盐性能，但如何确定电渗析离子交换膜污染程度，以及如何确定污染膜的清洗周期也缺乏明确依据，本技术提供了一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置，所述装置及方法解决了电渗析离子交换膜污染的在线检测问题，为维持电渗析堆脱盐性能、提高系统运行稳定性和适时进行化学清洗提供依据，并且所述装置和方法的检测精度和准确度高，可实现在线实时检测。为达此目的，本技术采用以下技术方案：本技术的目的之一在于提供一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置，所述装置包括至少一组电极对、数据采集器和数据处理及显示装置；每组电极对的两个电极分别设置于电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧；所述数据采集器通过导线与每组电极对中的两个电极分别相连，用于采集所述一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压(电位差)信号，并将所述电压信号发送给数据处理及显示装置；所述数据处理及显示装置通过数据传输线与数据采集器相连，用于接收数据采集器发送的电压信号，处理所述电压信号，从而显示电压-时间曲线，以判断离子交换膜的污染情况。所述数据处理及显示装置能够记录接收所述电压信号时的时间，从而显示电压-时间曲线。实际使用时，所述数据处理及显示装置可为计算机，所述计算机的CPU(数据处理器)中安装有能够实现上述功能的软件。处理所述电压信号是指将电压信号转换成数据，并将所述电压信号与接收所述电压信号时的时间对应起来。电压-时间曲线中电压升高即表示离子交换膜被污染。所述电极对可为1组、2组、3组、4组、5组、6组、7组、8组、9组或10组等。可以根据实际的需要进行确定，优选为包括1-5组电极对，每组电极对的两个电极分别通过导线与数据采集器相连。每组电极对仅得到一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压信号。当有多个电极对时，数据采集器可将多个电压信号同时独立采集，并发送给数据处理及显示装置。所述多张离子交换膜是指至少2张离子交换膜，如2张、3张、4张、5张、6张、7张、8张或10张等。优选地，所述电极对为铂片电极对。优选地，所述铂片电极对中铂片电极的长度为2-20cm，如3cm、4cm、5cm、8cm、10cm、12cm、15cm、17cm或19cm等，宽度为0.5-1cm，如0.6cm、0.7cm、0.8cm或0.9cm等。所述铂片电极在不同电解质溶液都非常稳定，可获得准确的测试结果。所述数据采集器采集离子交换膜两侧的电压的量程为0-20V，采集精度为1mV以下，如0.8mV、0.6mV、0.5mV、0.4mV、0.3mV、0.2mV或0.1mV等。即所述数据采集器为能够采集离子交换膜两侧的0-20V电压，并且采集精度为1mV以下的数据采集器。所述数据采集器与数据处理及显示装置之间还依次连接有板载继电器板、中间继电器和直流电压信号转换板。所述板载继电器板、中间继电器和直流电压信号转换板与数据采集器和数据处理及显示装置共同实现离子交换膜两侧电压差的在线采集、数据转换与信号传输等。所述数据处理及显示装置包括计算机。所述计算机的CPU中安装有软件，能够对接收到的电压(电位差)信号进行数据处理。所述计算机的显示屏能够对处理后得到的电压-时间曲线或电阻-时间曲线进行显示。当接收到多个电压信号时，所述计算机中的数据处理器能够将各个离子交换膜两侧的电压信号区分开。优选地，所述数据传输线包括USB传输线。由于电渗析装置中的电流恒定，也可利用数据处理及显示装置将电压-时间曲线转换为电阻-时间曲线，利用电阻的变化来判断离子交换膜的污染情况。优选地，所述数据处理及显示装置还对电压-时间曲线进行转化，显示电阻-时间曲线。通过电阻的变化判断离子交换膜是否被污染：电阻升高即表示离子交换膜被污染。所述电压-时间曲线是指以时间为横坐标，以电压(电位差)为纵坐标的曲线，其反映电压随时间的变化；所述电阻-时间曲线是指以时间为横坐标，以电阻为纵坐标的曲线，其反映电阻随时间的变化。本技术的目的之一还在于提供一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的方法，所述方法包括如下步骤：(1)电渗析装置接通稳压直流电源，确保电渗析装置内部处于恒电流状态，并且电渗析装置中的淡水室和浓水室中的溶液浓度、溶液组成和溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置，其特征在于，所述装置包括至少一组电极对、数据采集器和数据处理及显示装置；每组电极对的两个电极分别设置于电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜的两侧；所述数据采集器通过导线与每组电极对中的两个电极分别相连，用于采集所述一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压信号，并将所述电压信号传输给数据处理及显示装置；所述数据处理及显示装置通过数据传输线与数据采集器相连，用于接收所述电压信号，处理所述电压信号，从而显示电压‑时间曲线，以判断单张离子交换膜或多张离子交换膜的污染情况。

【技术特征摘要】
1.一种在线检测电渗析装置中离子交换膜污染的装置，其特征在于，所述装置包括至少一组电极对、数据采集器和数据处理及显示装置；每组电极对的两个电极分别设置于电渗析装置中的一张离子交换膜或多张离子交换膜的两侧；所述数据采集器通过导线与每组电极对中的两个电极分别相连，用于采集所述一张离子交换膜或多张离子交换膜两侧的电压信号，并将所述电压信号传输给数据处理及显示装置；所述数据处理及显示装置通过数据传输线与数据采集器相连，用于接收所述电压信号，处理所述电压信号，从而显示电压-时间曲线，以判断单张离子交换膜或多张离子交换膜的污染情况。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括1-5组电极对，每组电极对的两个电极分别通过导线与数据采集器相连。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石绍渊，曹宏斌，李玉平，盛宇星，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11