用于监视水处理设施中的渗透物质量的集成系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于连续监视水处理装置(包含脱盐装置)中的来自膜元件的渗透物的方法和设备。所述设备包含探针，所述探针包含多个传感器，使得至少一个传感器与每一膜元件相关联。每一传感器耦合到节点，所述节点经配置以将与渗透物质量相关联的信号传送到中心节点宿。所述节点可与所述节点宿进行无线通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于监视水处理过程中的渗透物质量的方法和设备。更具体地说，本专利技术涉及一种用于监视水处理装置的逆渗透或纳滤脱盐中的个别膜元件的性能的方法和设备。
技术介绍
水处理装置(包含脱盐装置)一般由众多过滤导管组成，其中每一导管通常包含多个螺旋迂回膜元件。一般来说，水处理是指使水变得更适合于所期望的最终用途的过程。经常地，所期望的最终用途是人类消耗；然而，其它水处理过程经设计以提供适于工业过程、医学使用、水循环进入环境及类似者的水。示范性淡盐水及/或海水膜脱盐装置通常包含众多导管，其中每一导管通常含有6到8个个别螺旋迂回的膜元件。以大约20L/m2h的平均流量进行操作的10,000m3/天的中型脱盐装置(其中每一导管包含6个8英寸的膜元件)将需要大约116个导管和总共约700个膜元件。更大的脱盐装置(例如具有高达330,000m3/天的容量的装置)可需要总共40,000多个膜元件。如可预期的，脱盐装置的整体渗透物的质量取决于每一个别膜元件的性能。如上文所提到的，由于总共有大量的膜元件(举例来说，700个或40,000多个膜元件)，所以对个别膜元件的性能的监视既非常重要又非常困难。不能密切地监视个别膜元件的性能可导致个别膜元件的过早替换(即，在性能及对应的水质量已降级之前替换膜元件)或无法在需要的时候替换膜元件，从而可分别导致运行费用增加以及不良的性能(即，降低经处理的水的质量)。用于监视水处理装置中的膜元件性能的当前方法通常包含单独探测每一导管，这是既耗时又昂贵的过程。单独测试由众多导管和膜元件组成的整个装置中的每一膜元件的过程可花费数天或甚至数周的时间，这取决于装置的大小。此外，与开始测试时的条件相比，到测量已完成的时候，装置的条件可能已经改变。因此，强烈需要提供对个别膜元件的优选快速监视的新颖集成方法和系统以及用于将与每一膜元件相关的数据传送到中心位置的构件。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于监视水处理装置(包含含有多个过滤导管的脱盐装置)中的多个过滤导管内的个别膜元件的性能的方法和设备。在一个方面中，提供一种用于监视水处理设施(包含水脱盐装置)中的膜元件的性能的系统。所述系统包含含有多个膜元件的至少一个导管。多个膜元件可操作以移除含有盐或其它溶解物质的水源中的盐，并产生经过滤水的渗透流。膜元件包含过滤介质和定位在膜元件中的渗透物收集管，所述渗透物收集管可操作以接收渗透流且包括渗透物出口。所述系统进一步包含定位在渗透物收集管内且可操作以测量渗透物的物理性质的探针，其中探针包含至少一个传感器，且其中所述至少一个传感器定位在渗透物收集管内邻近至少一个膜元件的地方。所述系统包含电子耦合到探针的至少一个节点，其中所述节点可操作以接收来自至少一个传感器的与渗透流的预先选择的物理性质相对应的信号。系统还包含经配置以接收来自至少一个节点的信号的通信节点，其中通信节点经配置以处理信号且将信号与和膜元件的性能相对应的预定值进行比较。在某些实施例中，节点包含至少一个处理器、至少一个阻抗分析器以及至少一个收发器。在某些实施例中，渗透流的所测量的物理性质为渗透流的传导率。在替代实施例中，渗透流的可进行测量的物理性质包含渗透流的温度和传导率。在某些实施例中，系统包含邻近每一膜元件的至少一个传感器。在另一方面中，提供一种用于监视水处理装置(包含水脱盐装置)中的膜元件的性能的方法。所述方法包含以下步骤：(a)在注射压力下将含有盐或其它溶解物质的水注射到导管内，其中导管包含至少一个膜元件和定位在所述膜元件内的渗透物收集管，其中渗透物收集管适于接收穿过所述膜元件的经过滤渗透流；(b)用传感器测量膜元件内的渗透流的性质以产生电子信号，其中至少一个传感器定位在邻近膜元件的地方以使至少一个传感器接触离开膜元件的渗透流并测量其性质，其中所述性质可选自传导率和温度；(c)将来自传感器的电子信号传送到节点，所述电子信号包含与导管内的传感器的位置相对应的信息，所述节点处理来自传感器的电子信号以提供经处理的信号；(d)电子地或无线地将来自节点的经处理的信号传送到节点宿；及(e)由节点宿接收经处理的信号，其中节点宿可操作以接收来自多个节点的与相关联的膜元件的性能相对应的经处理的信号。在另一方面中，提供一种用于确定并评估水处理设施(包含脱盐装置)中的膜元件性能的系统。评估膜性能的步骤可包含确定膜元件是否需要替换、膜元件的剩余可操作寿命或提供对穿过膜元件的渗透流的质量的定性或定量测量。系统包含至少一个导管，其中导管包含多个膜元件、定位在多个膜元件内的渗透物收集管以及定位在渗透物收集管内的探针。渗透物收集管可操作以接收穿过膜元件的经过滤渗透流。探针包含定位在邻近至少一个膜元件的地方的至少一个传感器，其中所述至少一个传感器可操作以测量从其所邻近的对应膜元件离开的经过滤渗透流的物理性质，其中物理性质选自由传导率和温度所组成的群组。传感器还可操作以将与渗透流的传导率相对应的信号传送到导管节点。导管节点经配置以接收并处理来自至少一个传感器的信号从而产生经处理的信号。处理信号的步骤可包含正规化及/或校正与物理性质相对应的测量值，且可包含使物理性质的值与特定传感器、膜元件及/或导管相互关联的步骤。系统进一步包含电子耦合到导管节点的通信节点，其中通信节点可操作以接收来自节点的经处理的信号且可操作以发射经处理的信号。系统还包含经配置以接收来自通信节点的经处理的信号的第一计算机，其中经处理的信号与在特定膜元件处所进行的物理性质测量相对应。系统还包含与计算机相关联的且存储在有形计算机存储器媒体上的计算机程序。所述计算机程序可在计算机上操作，所述计算机程序包含一组指令，所述指令在由计算机执行时致使计算机执行一组操作。由计算机执行的操作包含接收来自与导管相关联的通信节点的经处理的信号，其中经处理的信号与经过滤渗透流的所测量的物理性质相对应，且由计算机响应于接收到经处理的信号而确定经处理的信号是否不同于预定值。预定值与膜元件的阈值性能水平相对应，且不同于预定值的经处理的信号值可指示需要替换膜元件；所述信号识别传感器和测量的渗透流所来自的相关联膜元件的位置。由计算机执行的操作进一步包含由计算机将替换膜元件的需要传送给水处理设施的操作员。在另一方面中，提供一种存储在有形计算机存储器媒体上且可在计算机上操作的计算机程序产品。计算机程序产品包含一组指令，所述指令在由计算机执行时致使计算机执行以下操作。计算机接收来自包含多个导管(例如水处理导管)的水处理设施中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.24 US 12/786,1471.一种用于监视水处理设施中的膜元件的性能的系统，其包括：
至少一个导管，所述导管包括多个膜元件，所述多个膜元件可操作以移除包含盐
或其它溶解物质的水源中的盐或其它溶解物质，从而产生包括经过滤水的渗透流，
所述膜元件包括过滤介质和定位在所述膜元件中的渗透物收集管，所述渗透物收集
管可操作用于接收所述渗透流且包括渗透物出口；
探针，其定位在所述渗透物收集管内且可操作以测量所述渗透物的至少一个物理
性质，所述探针包括至少一个传感器，使得所述至少一个传感器定位在所述渗透物
收集管内邻近至少一个膜元件处；
至少一个节点，其电子耦合到所述探针，所述节点可操作以接收来自所述至少一
个传感器的与所述渗透流的预先选择的物理性质相对应的信号；及
通信节点，其经配置以接收来自所述至少一个节点的所述信号，所述通信节点经
配置以处理所述信号并将所述信号与指示膜元件的所述性能的预定值进行比较。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述节点包括处理器、阻抗分析器和收发器中的
至少一者。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述节点定位在所述导管的外部。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述探针的外径与所述渗透物收集管的内径的比
率小于约0.3。
5.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括耦合到所述渗透物收集管的所述渗透物
出口的接头，所述接头包括可移除的水密接头，所述水密接头适于允许插入所述探
针以及从所述导管移除所述探针。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述渗透流的由所述传感器测量的所述物理性质
选自传导率、温度和压力。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述渗透流的由所述传感器测量的所述物理性质

\t是所述传导率。
8.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括测量所述渗透物的流动速率。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述探针进一步包括所述导管中所存在的每一膜
元件至少一个传感器，其中每一传感器经配置以测量所述膜元件处的所述渗透流的
所述传导率。
10.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括将来自所述节点的所述经处理的信号无
线传送到节点宿。
11.一种用于监视水处理设施中的膜元件的性能的方法，其包括以下步骤：
将含有盐或其它溶解物质的水在注射压力下注射到导管中，所述导管包括至少一
个膜元件和定位在所述膜元件内的渗透物收集管，所述渗透物收集管适于接收穿过
所述膜元件的经过滤渗透流；
用传感器测量所述膜元件中的所述渗透流的性质以产生电子信号，其中至少一个
传感器定位在邻近所述膜元件处使得至少一个传感器接触离开所述膜元件的所述
渗透流，并测量所述渗透流的所述性质，其中所述性质选自传导率和温度；
将来自所述传感器的电子信号传送到节点，所述电子信号包含与所述导管内的所
述传感器的位置相对应的信息，所述节点处理来自所述传感器的所述电子信号以提
供经处理的信号；
将来自所述节点的所述经处理的信号传送到节点宿；及
由所述节点宿接收所述经处理的信号，所述节点宿可操作以接收来自多个节点的
与相关联膜元件的所述性能相对应的经处理的信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括评估所述膜元件的所述性能的步骤，
其中评估所述膜元件的所述性能包括接收来自所述节点的所述经处理的信号，并将
所述经处理的信号与预定值进行比较，以确定所述膜元件是否正在产生具有所要质
量的渗透物。
13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括将所述经处理的信号与每一个别膜元

【专利技术属性】
技术研发人员：阿纳斯塔西奥斯·J·卡拉别拉斯，杨尼斯·格拉格普洛斯，尼科斯·P·伊萨亚斯，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：
国别省市：