一种评价水样超滤膜污堵潜势的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种评价水样超滤膜污堵潜势的装置，包括超滤组件、进水组件、反洗组件、称量组件、控制组件。在超滤组件中，超滤膜丝置于壳体中，超滤膜丝从壳体中伸出作为超滤膜丝产水口。本实用新型专利技术通过检测超滤组件中，超滤膜的跨膜压差随时间的变化通过建模拟合得到参数K

【技术实现步骤摘要】
一种评价水样超滤膜污堵潜势的装置


[0001]本技术属于污染负荷估算
，特别是涉及一种评价水样超滤膜污堵潜势的装置及其方法。

技术介绍

[0002]我国水资源严重短缺，污水再生利用是解决这一问题的有效途径。全面开展再生水的利用，对缓解我国水资源短缺现状具有十分重要的意义。超滤工艺能够有效截留水中粒径大于超滤膜孔径的颗粒物，具有产水水质好、运行稳定等优点，被广泛用于污水再生利用领域。膜污堵导致的膜通量下降、跨膜压差增大、产水水质下降等是超滤工艺运行过程中面临的主要问题。准确模拟和预测超滤膜的跨膜压差随系统运行时间的变化，对于控制膜污堵、维持系统的稳定运行具有重要意义。
[0003]为了解决上述问题，本技术提出了一种评价水样超滤膜污堵潜势的装置和方法，在控制超滤膜污堵方面具有重要的实用价值。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种评价水样超滤膜污堵潜势的超滤模组及由其构成的装置。本技术公开的评价水样超滤膜污堵潜势的装置，包括超滤组件、进水组件、反洗组件、称量组件、控制组件，其中：
[0005]超滤组件包括：超滤膜丝、管状容器，所述管状容器两端设有密封件，所述超滤膜丝的一端密封并固定于所述管状容器一端的密封件上，超滤膜丝的另一端贯穿上述管状容器另一端的封闭件，作为超滤膜丝产水口，所述管状容器的管壁上设有进水口、出水口；
[0006]在本技术优选的实施方式中，其中所述超滤膜丝具有0.02μm的平均孔径。
[0007]进水组件包括：水泵、进水箱，所述进水箱通过管线与超滤组件的进水口相连，在进水箱与进水口的管线上设有进水泵，在水泵与进水口之间的管道上设有的压力表；
[0008]所述超滤组件中，在出水口上设有手动阀门；
[0009]反洗组件包括反洗泵和反洗电磁阀，所述反洗泵的一端通过管道与超滤膜膜丝产水口连接，反洗泵的另一端通过管道与反洗水箱连接，所述反洗电磁阀设置于与超滤组件出水口连接的管道上；
[0010]称量组件包括：净水箱、称量设备、以及连接净水箱与超滤膜丝产水口的管道，称量设备用于称量产水箱的重量；
[0011]控制组件包括：控制器，所述控制器连接进水泵、反洗泵、进水电磁阀、反洗电磁阀。所述连接选自有线连接或无线连接。
[0012]在优选的实施方式中，所述控制器是电脑。在更优选的实施方式中，所述控制器是集散控制系统。
[0013]所述集散控制系统(DCS)是通过计算机通过通信网络对生产过程集中操作、管理、监视和分散控制的一种全新的分布式控制系统。
[0014]在控制组件中，所述连接是计算机与设备之间进行通讯的连接。在本技术中，采用本领域技术人员常规的方式进行通讯连接。这种连接可选地包括有线连接和无线连接。
[0015]所述超滤膜丝(18)为单根超滤膜丝或多根超滤膜丝组成的超滤膜丝束。所述多根可选地为1-30根。
[0016]开始测试时，将测试水样置于进水箱中，由控制器控制进水电磁阀开启，同时通过进水泵向超滤膜组件供水。开始时手动阀门开启，随着进水不断排出膜组件中的空气，使得水样充满膜组件。待水样充满膜组件后，关闭手动阀门，同时打开进水压力表。由于进水泵为恒流泵，当超滤膜受到水中的污染物污堵，为了保持恒定的流量，进水压力将不断升高，水样在进水压力下透过超滤膜孔，流入产水箱内。压力表实时记录进水压力。所述实时记录进水压力优选为压力表每隔1min记录一个数据，并传输到控制器中进行储存。产水重量由称量设备实时记录，在优选的实施方式中称量设备为电子天平，所述称量设备实时记录优选为每隔1min记录一个数据，并将数据传输到控制器中进行储存。
[0017]反冲洗阶段，通过控制器关闭进水电磁阀及进水泵。反洗液置于反洗水箱当中，由控制器控制反洗电磁阀开启，通过反洗泵从超滤膜丝内部反向供水，反洗液通过膜孔进入超滤膜组件当中，并经过反洗电磁阀流入废液箱当中。
[0018]上述为一个测试-反洗流程，可以在控制器设置固定的测试和反洗时间以及循环次数，一旦测试开始，该装置可以自动运行至循环结束。
[0019]在本技术的实施过程中，当所有管路连接完毕，通水后应仔细检查膜组件是否漏水。如果发现装置漏水，则需重新连接管路或制备新的膜组件。
[0020]膜组件的结构如附图2所示。14号口连接进水泵，15号口连接手动阀门，17号口为膜组件底部，通过密封件密封为死端，不通水，在该膜组件的顶部设有密封件，膜丝贯穿该密封件并从密封件中伸出作为超滤膜丝产水口 16。超滤膜丝产水口除膜丝外，其余部分为死端，不通水。
[0021]在本技术的实施方式中，水样从14号进水端进入膜组件，待膜组件全部充满后，关闭15号口，即排气口，所连接的手动阀门，由于其他端口均为死端，随着测试随样的进入，膜组件内的压力增大，水样在进水压力的驱动下通过膜丝的外表面的超滤膜孔进入中空纤维膜丝的内部通路，滤出液在膜丝内部汇集并通过超滤膜丝产水口16流出，通过管路进入产水箱中。
[0022]上述对超滤膜组件是否漏水检测。
[0023]膜组件实现通水后，首先观察组件外部接口14、15和超滤膜丝产水口 16是否有渗水漏水现象，如有漏水现象，则需要重新连接管路。由于膜组件顶部被连接在产水管路中，无法通过肉眼观察，若从一开始进水压力始终不变，则说明膜组件顶部发生漏水现象。在膜组件运行过程当中，进水压力和产水量被实时记录，在优选的实施方式中每隔1min记录一个数据，若进水压力发生突降、产水流量，例如每分钟产水量，发生突增，则说明膜丝或者净水出水口发生突然破损的现象，则需要重新制备膜组件。
[0024]本技术的测试所得的数据为跨膜压差，即进水压力，随时间的变化。进水中的污染物越多，导致膜污堵越快越严重，为了维持相同的膜通量，所需的进水压力升高的越快。因此，得到不同运行时间对应的进水压力后，以运行时间为横坐标，进水压力为纵坐标
作图，图中进水压力上升最快也就是运行时间最短的水样，即为超滤膜污堵潜势最高的水样。
[0025]膜污堵潜势评价方法。引入中间堵塞—标准堵塞组合模型来对所得实验数据进行模型拟合，模型公式如下：
[0026][0027]其中，P指任意时间的跨膜压差TMP，P0指测试开始时的初始跨膜压差，t指测试时间，K
i
指中间堵塞模型的模型参数，K
s
指标准堵塞模型的模型参数。使用该模型对本装置实验数据进行拟合，拟合效果良好，拟合优度R2高达0.99，残差平方和SSR小于1。用模型拟合结果来量化比较不同实验组的膜污堵潜势大小，模型拟合所得的模型参数K
i
和K
s
越大，表明该水样的膜污堵潜势越大，膜污堵越严重。用该组合模型对本装置实验结果进行拟合时，由于中间堵塞机理占主导，拟合结果中间堵塞参数K
i
值远大于标准堵塞参数值K
s
。
附图说明
[0028]图1：评价水样超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评价水样超滤膜污堵潜势的装置，其特征在于，包括超滤组件、进水组件、反洗组件、称量组件、控制组件，其中：超滤组件包括：超滤膜丝(18)和壳体，超滤膜丝的一端密封并置于壳体中，超滤膜丝的另一端从壳体伸出作为超滤膜丝产水口(16)，所述超滤膜丝产水口(16)处设有密封件，所述密封件将净水出水口处超滤膜丝与壳体之间的空隙密封，所述壳体的壳壁上设有进水口(14)、出水口(15)；进水组件包括：进水泵(2)、进水箱(1)、进水电磁阀(3)，所述进水箱通过管线与超滤组件的进水口(14)相连，在进水箱与进水口(14)的管线上设有进水泵(2)，在进水泵与进水口(14)之间的管道上设有的压力表(4)，进水电磁阀(3)设在与超滤膜丝产水口(16)连接的管道上；反洗组件包括：反洗泵(11)和反洗电磁阀(12)，所述反洗泵(11)通过管道与超滤膜丝产水口(16)连接，所述反洗电磁阀(12)设置于与出水口(15)连接的管道上；称量组件包括：产水箱(7)、称量设备(8)，所述产水箱通过管道与超滤膜丝产水口(16)相连，称量设备用于称量产水箱的重量；控制组件包括：控制器(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫寅虎，胡洪营，白苑，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：