一种错流过滤膜评价装置制造方法及图纸

一种错流过滤膜评价装置，涉及一种膜评价装置。为了解决现有的膜评价装置的测试结果出现偏差的问题。本发明专利技术错流过滤膜评价装置包括水泵、缓冲罐、流量计、评价池、透过液出水槽和水槽；所述评价池包括评价池上盖和评价池下池，评价池上盖的下表面设置有圆形凸台，评价池上盖内设置有进水管路，进水管路的出水端设置在圆形凸台的下端面，圆形凸台内进水管路四周设置有环形腔，评价池上盖内设置有水平的出水管路，评价池下池上部设置有空腔，空腔的底面为锥形。本发明专利技术错流过滤膜评价装置的评价池用于平板膜的渗透通量和截留率的评价，可避免进水的短流和浓度分布不均匀，节约待测膜样品，保证数据结果真实。保证数据结果真实。保证数据结果真实。

【技术实现步骤摘要】
一种错流过滤膜评价装置


[0001]本专利技术涉及一种错流过滤膜评价装置。

技术介绍

[0002]膜处理技术作为21世纪饮用水处理的优选技术，与常规水处理技术比较，具有能耗低、分离效率高、工艺简单、无需投加添加剂、不影响人体健康等优点，目前超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜已经广泛应用于水处理过程。开发高通量、高截留率、耐污染的膜已成为研究热点之一。
[0003]平板膜作为一种普遍应用的类型，可用于制备平板膜组件和卷式膜组件。膜污染是指膜孔被污染物堵塞，导致膜的渗透通量下降；浓差极化是指分离过程中，料液中的溶液在压力驱动下透过膜，溶质被截留，在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度越来越高，在浓度梯度作用下，溶质又会由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致溶剂透过通量下降。
[0004]在对膜进行评价和进行膜技术开发时，通常需要进行膜渗透通量和截留率测定。测定装置通常有死端搅拌评价池(超滤杯)和错流过滤膜评价装置。死端搅拌池(超滤杯)目前是很多标准中建议采用的方法，但由于容积有限，当测定高通量膜时，溶液会在预压阶段很快耗尽，影响测定结果。在测定截留率时，溶液本体浓度会越来越高，很难反映其实际截留能力。为了提高测量精度，通常采用水流断面比较薄的错流薄沟过滤评价池，通过水流的剪切和湍流作用，从而避免或减小膜污染和浓差极化现象。
[0005]错流薄沟过滤评价池具有两个主要特征：进料液/截留液平行于膜面连续流动且与透过液流动方向垂直交错；进料液/截留液的流动沟槽(进料液/截留液流过的凹槽区域)为薄沟设计。这两个特征都有助于减少浓差极化，故一般说来由错流薄沟过滤评价池获取的试验数据较死端搅拌评价池获取的试验数据合理可靠。
[0006]目前，现有的错流薄沟过滤评价池主要有以下几种：
[0007]图1所示的是一种上盖中一侧进水另一侧出水的错流薄沟过滤评价池，下池中的液出口有两个。该评价池的液体或者水会直接由进水口以最短的距离流入出水口，在流动过程中易发生短流，因为短流中间位置的液体浓度为进水浓度，而两侧为死水，两侧的液体中水渗透到膜的另一侧后溶质被滞留在两，进而造成两侧溶质浓度较高，即中间位置浓度低于两侧浓度，导致试验结果出现偏差。图2所示的评价装置是针对图1的装置可能会发生短流现象进行了修改，增加了进水隔板，但会影响到膜的有效过滤面积，也会导致试验结果出现偏差。图1和图2两种测定装置的评价池均需要较大面积的膜进行测定。图3所示的评价池为下池中一侧进水，另一侧出水，在流动过程中易发生短流，中间位置浓度低于两侧浓度；当进水中含气泡时，会导致气泡顶膜(由于水中溶解一部分空气，在膜性能评价时会有压力的变化，造成水中溶解的气体逸出，形成气泡附在膜表面，造成膜的有效过滤面积变小)的现象，导致试验结果出现偏差。图3测定装置的评价池均需要较小面积的圆形膜进行测定，透过液有一个出口。图4所示的评价装置也为下池底部中央进水，周边出水，在流动过
程中可避免短流，但不能避免气泡顶膜的现象，导致试验结果出现偏差，因此设计不合理。图5所示的为目前错流过滤膜评价装置的主要流程示意图(现有的错流过滤膜评价装置结构的示意)。图中流量计放在评价池的后面，测试过程中一般控制进出水压力和流量计一定。由于各种膜的通量不一致，因此在测定不同膜时，进水流量是不一致的，导致数据结果出现偏差。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了解决现有的膜评价装置的测试结果出现偏差的问题，提出一种错流过滤膜评价装置。
[0009]本专利技术错流过滤膜评价装置包括水泵、缓冲罐、流量计、评价池、透过液出水槽和水槽；水泵的出水口与缓冲罐的进水口连接，缓冲罐的出水口与流量计的进水口连接，流量计的出水口与评价池的进水口连接，评价池的出水口与水槽的进水口连接，水槽的出水口与水泵的进水口连接；缓冲罐和评价池之间设置有进水阀门和进水压力表，进水阀门靠近缓冲罐，水槽与缓冲罐和进水阀门之间的管道的中部通过回水管道连接，回水管道上设置有回流水阀门，评价池和水槽之间设置有出水管道，出水管道上设置有出水压力表、流量计和出水阀门，出水压力表靠近评价池，出水阀门靠近水槽，透过液出水槽的进水口与评价池的渗出液出水口连接；所述评价池包括评价池上盖和评价池下池，评价池上盖的下表面设置有圆形凸台，评价池上盖内设置有进水管路，进水管路的进水端设置在评价池上盖的侧部，进水管路的出水端设置在圆形凸台的下端面，圆形凸台内进水管路四周设置有环形腔，环形腔的下端与外部连通，评价池上盖内设置有水平的出水管路，出水管路与环形腔连通；评价池下池上部设置有与圆形凸台相匹配的空腔，空腔的底面为锥形，评价池下池内设置有渗出液管路，渗出液管路的进水端与空腔的底面中心连通，渗出液管路的出水端设置在评价池下池的侧壁；空腔内由上至下依次设置有O形环、待测膜、小孔垫片和大孔垫网。
[0010]本专利技术原理及有益效果为：
[0011]本专利技术错流过滤膜评价装置的评价池用于平板膜的渗透通量和截留率的评价，通过薄沟错流过滤方式形成的流层厚度薄且流动形态是湍流，浓差极化不易形成，可减轻浓差极化；通过上盖进出水方式，气泡在待测膜上方随着出水排出，可有效地避免气泡顶膜现象；通过中央进水、周边出水的方式，水从待测膜中央进水向四周流动，无死角且布水均匀，可避免进水的短流和浓度分布不均匀等现象，从而使评价结果更加准确有效；本专利技术圆装置的评价池下池中环形腔为放置膜片的地方且是圆形，因此膜片也为圆形的，可以节约待测膜样品。
[0012]本专利技术评价池为错流过滤膜评价装置，测试时将O形环、待测膜、小孔垫片和大孔垫网由上至下依次放置在空腔内，然后评价池上盖的下表面设置的圆形凸台插入空腔并压紧，组成一个封闭的错流薄沟过滤系统。溶液由进水管路的出水端流经待测膜表面，部分液体透过膜表面成为透过液，剩余部分液体由待测膜表面进入环形腔最终由出水管路排出，溶液流向与渗滤方向垂直。本专利技术评价池可以中央进水周边出水；也可以周边进水中央出水；当改变进出水流向时，评价池仍然能够正常运行。缓冲罐能缓冲水泵的出水压力，有利于保持压力和流量稳定，进水流量通过调节进水阀门和回流水阀门调节，进出水压力由进出水的阀门调节。本专利技术流量计放在评价池的前面，能够保证测定不同膜时进水流量一致，
保证数据结果真实。空腔的底面为锥形，易于排出渗滤液。
[0013]本专利技术错流过滤膜评价装置测定膜渗透通量时料液采用纯水，通过测定单位时间内的透过液量，可测定渗透通量。本专利技术错流过滤膜评价装置测定截留率时料液采用标样，标样为浓度C0的牛血清蛋白、胃蛋白酶、不同分子量的葡聚糖溶液、氯化钠或氯化钙溶液等，通过测定标样的截留液浓度(C
r
)和透过液浓度(C
p
)，可测定标样的截留率(R)，截留率按公式R＝1
‑
C
p
/C
r
计算，表观截留率(R
表
)，按公式R
表
＝1
‑
C
p
/C0计算。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种错流过滤膜评价装置，其特征在于：错流过滤膜评价装置包括水泵(1)、缓冲罐(2)、流量计(5)、评价池(8)、透过液出水槽(9)和水槽(11)；水泵(1)的出水口与缓冲罐(2)的进水口连接，缓冲罐(2)的出水口与流量计(5)的进水口连接，流量计(5)的出水口与评价池(8)的进水口连接，评价池(8)的出水口与水槽(11)的进水口连接，水槽(11)的出水口与水泵(1)的进水口连接；缓冲罐(2)和评价池(8)之间设置有进水阀门(3)和进水压力表(6)，进水阀门(3)靠近缓冲罐(2)，水槽(11)与缓冲罐(2)和进水阀门(3)之间的管道的中部通过回水管道(13)连接，回水管道(13)上设置有回流水阀门(4)，评价池(8)和水槽(11)之间设置有出水管道(12)，出水管道(12)上设置有出水压力表(7)、流量计(5)和出水阀门(10)，出水压力表(7)靠近评价池(8)，出水阀门(10)靠近水槽(11)，透过液出水槽(9)的进水口与评价池(8)的渗出液出水口连接；所述评价池(8)包括评价池上盖(8
‑
1)和评价池下池(8
‑
2)，评价池上盖(8
‑
1)的下表面设置有圆形凸台，评价池上盖(8
‑
1)内设置有进水管路(8
‑
6)，进水管路(8
‑
6)的进水端设置在评价池上盖(8
‑
1)的侧部，进水管路(8
‑
6)的出水端设置在圆形凸台的下端面，圆形凸台内进水管路(8
‑
6)四周设置有环形腔(8
‑
10)，环形腔(8
‑
10)的下端与外部连通，评价池上盖(8
‑
1)内设置有水平的出水管路(8
‑
7)，出水管路(8
‑
7)与环形腔(8
‑
10)连通；评价池下池(8
‑
2)上部设置有与圆形凸台相匹配的空腔(8
‑
11)，空腔(8
‑
11)的底面为锥形，评...

【专利技术属性】
技术研发人员：史风梅，马玉新，裴占江，刘杰，王粟，李鹏飞，于秋月，李丹，左辛，赵跃坤，刘清扬，
申请(专利权)人：黑龙江省黑土保护利用研究院，
类型：发明
国别省市：