一種反滲透膜裝置汙染狀況的在線判定裝置的製造方法
2023-06-09 22:06:06
一種反滲透膜裝置汙染狀況的在線判定裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種反滲透膜裝置的汙染狀況的在線判定裝置。這種裝置主要是選用現有的成熟的家用反滲透膜元件作為反滲透裝置濃水汙染狀況判定載體；將家用反滲透膜元件、家用反滲透膜殼，配備相應的進出水管道、壓力調節閥、壓力檢測儀表、流量檢測儀表組成在線汙染判定裝置；然後將此在線汙染判定裝置並聯在大型的反滲透膜裝置的濃水側。利用家用反滲透膜元件再一次的汙染物富集作用，通過在線汙染判定裝置的壓力變化、流量變化可以判定反滲透裝置的汙染趨勢。這種裝置構成簡單，使用方法快速靈活，可以減少汙染物判斷過程對現場運行反滲透裝置的影響，而且可以準確的找出反滲透膜汙染物類別和解決方法，具備較好的工業運用前景。
【專利說明】
一種反滲透膜裝置汙染狀況的在線判定裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬於水處理應用領域，涉及工業大型反滲透膜裝置運行維護和汙染控制，尤其是一種工業反滲透膜裝置汙染狀況在線判斷，完成汙染物鑑定和汙染物清洗方案判定的裝置。
【背景技術】
[0002]反滲透膜裝置是一種廣泛應用的物料分離、溶液淨化方法。尤其是在海水淡化、苦鹹水淡化、苦鹹水軟化、地表水處理、工業廢水處理、城市汙水回用處理、工業純水處理、工業物料濃縮等領域廣泛使用。一般，該系統選用卷式結構的膜元件，設計中採用單段、多段或多級的系統配置。為了保證系統的正常運行，一般會選用混凝沉降、多介質過濾器、活性炭過濾器、超濾、保安過濾器、殺菌系統等進行預處理，其工藝核心是防止反滲透膜或納濾膜出現嚴重的膜汙染。但是即使採用上述工藝或設備，反滲透膜系統或納濾膜系統因為本身的高濃縮特性，仍然會受到水體中的汙染物的汙染。因此在反滲透膜或納濾膜系統的實際應用中，汙染防治仍然是其重中之中。
[0003]在一般反滲透膜的汙染問題中，通常都會涉及兩大類:第一類是可逆的膜汙染狀況，例如由於反滲透膜對於離子成分的截留，而在膜表面的邊界層內形成濃差極化層。這種汙染類型通常都可以通過表面流速提升、回收率下降等流體力學的條件優化或運行控制來予以控制或改善;第二類是不可逆的膜汙染狀況，例如因為膜表面荷電性或分子的範德華力而形成膜表面汙染沉積等，這種汙染狀況通常都由於水質的條件變化而不同。反滲透膜裝置配備的很多前置處理設備都是為了削減這類汙染的形成。這兩類汙染狀況很難嚴格區分開來，通常是協同作用。
[0004]目前有很多學者和水處理工程師都對於反滲透膜的汙染狀況給予了很大的重視，並針對相關狀況進行了研究和思考。中國專利申請號201110424602.6公開了一種反滲透膜微生物汙染的判定方法。該方法利用平板計數的遠離，採用Petrifilm紙片法準確、快速檢測反滲透膜系統進水、產水及濃水中的微生物量，結合濃水中菌落總數與鈉離子或氯離子之間濃縮倍率的比值可以準確、迅速判定反滲透膜微生物汙染程度。中國專利申請號201210517285.7公開了一種評價反滲透膜受有機物汙染的方法。首先通過配置標準汙染溶液，獲取當Pn值為0.5時的測試天數η;採用實際水源重複汙染試驗獲取測試天數η時的Pn』值，通過判斷的Pn』與0.5值的大小來判定反滲透膜的受汙染趨勢。
[0005]這些方法都探討了如何獲取反滲透膜裝置汙染狀況的方法，但是都集中在實驗室的水質診斷工作，對於反滲透膜裝置的運行指導有間接意義。但是大型實際運行的反滲透裝置在運行過程中很難保證只受到單一類別的汙染，通常都是複合型汙染。而且操作人員對於反滲透膜裝置的關心內容更集中在運行參數和現場清洗恢復。採用上述方法較難以實現這些目標。
[0006]目前從實際應用來看，基於現場運行裝置的膜汙染判斷方法主要集中在兩種:一是以現場的大型反滲透裝置為參考對象，通過裝置的運行數據來判斷膜的汙染趨勢和汙染狀況。一旦發生膜汙染就採用集中化學清洗的方式來解決，或者需要對現場的實際4寸或8寸膜元件進行拆卸、解剖來完成汙染物鑑定和汙染物清洗方案判定。這種方法有一些不足:每次清洗或汙染判斷時都必須要停止正常產水，削減了系統的得水率;同時，每次都要拆卸系統上已安裝的膜元件，將大型元件送至專用實驗室進行檢測，花費代價巨大。
[0007]另一種是現場加裝側線汙染物提取和剖析方法。中國專利申請號201110340055.3公開了一種工業反滲透膜裝置汙染物在線提取及剖析方法，選用商用反滲透膜製作側線膜組件，作為關鍵汙染物提取的載體;將側線膜組件並聯到工業反滲透膜裝置中，調節側線膜組件的進出水閥門開度大小，以控制進水的膜面流速;運行過程中定時記錄側線膜組件的產水量變化，當產水量相對初始產水量下降50?95%，則認為被汙染反滲透膜達到剖析要求;取出被汙染反滲透膜進行汙染物的觀測和剖析;採用酸和鹼分別對被汙染反滲透膜進行浸泡清洗，檢測清洗液中特定汙染物的含量大小。這種方法減少第一種方法的一些弊端，但是仍然存在不足:側線汙染物與原有系統從原水開始並行操作，但是由於大型膜元件與小型側線膜片元件的水力學條件不盡相同，因此汙染不同步。有時大型膜元件已經汙染十分嚴重，但是並行的小型膜片元件卻汙染較輕。
[0008]上述反滲透工業應用中的相關不足導致反滲透的實際應用仍然受到汙染物的困擾，很多大型系統甚至被迫縮短膜的使用壽命，導致運行成本顯著上升。
[0009]因此，本領域的技術人員致力於開發一種反滲透膜裝置汙染狀況的在線判定裝置，判斷反滲透膜裝置的汙染，延長膜的壽命，提高膜系統的產水能力。
【實用新型內容】
[0010]有鑑於現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是在大型反滲透膜裝置實際運行條件下，如何完成反滲透膜裝置汙染狀況的在線判定。
[0011]為實現上述目的，本實用新型提供了一種反滲透膜裝置的汙染狀況的在線判定裝置，包括家用反滲透膜元件、家用反滲透膜殼、進出水管道和管件、開斷閥門、壓力調節閥、壓力檢測儀表、流量檢測儀表，所述在線判定裝置通過所述進出水管道和管件並聯在大型的反滲透膜裝置的濃水側，以運行的大型反滲透裝置濃水作為進水，產水和二次濃水分別排入原有濃水儲槽或放空管道。
[0012]進一步地，所述在線汙染判定裝置回收率選用8%?15%。
[0013]進一步地，所述在線汙染判定裝置被配置為利用家用反滲透膜元件再一次的汙染物富集作用，通過在線汙染判定裝置的壓力變化、流量變化可以判定反滲透裝置的汙染趨勢。
[0014]進一步地，所述家用反滲透膜元件被配置為用於鑑定汙染物和汙染物清洗方案的判定。
[0015]進一步地，所述家用反滲透膜元件為卷式膜結構。
[0016]進一步地，所述家用反滲透膜元件為1812型或2012型。
[0017]本實用新型的技術解決方案在於:
[0018](I)選用現有的成熟的家用反滲透膜元件作為反滲透裝置濃水汙染狀況判定載體；
[0019](2)將家用反滲透膜元件、家用反滲透膜殼，配備進水管道、產水管道、濃水管道、進水切斷閥、進水壓力調節閥、濃水壓力調節閥、壓力檢測儀表、流量檢測儀表組成在線汙染判定裝置；
[0020](3)將此在線汙染判定裝置並聯在大型的反滲透膜裝置的濃水側。在線汙染判定裝置進水取自大型反滲透膜裝置濃水洩壓閥之前的管道;如果大型反滲透膜裝置配備有壓力回收裝置，則在線汙染判定裝置進水取自大型反滲透膜裝置濃水送入壓力回收裝置之前的管道。在線汙染判定裝置產水排入原有大系統的濃水儲槽或放空管道。在線汙染判定裝置的二次濃水原有濃水儲槽或放空管道。
[0021](4)在線汙染判定裝置採用錯流操作。對在線汙染判定裝置進行數據跟蹤，分析壓力變化和產水流量變化。確定大型反滲透膜系統的濃縮倍數是否合適，若壓差顯著上升，例如短時間內上升15 %以上，或產水流量衰減明顯，例如短時間內下降15 %以上，則可認為大型反滲透膜裝置存在嚴重汙染狀況。需要對大型反滲透膜裝置進行調控，降低系統回收率或檢查反滲透預處理系統處理效果。
[0022](5)當需要對汙染物進行分析判定時，關閉在線汙染判定裝置的進水切斷閥，對家用反滲透膜殼進出口快接口進行拆卸，然後將家用反滲透膜從膜殼中取出，換上新的替換用家用反滲透膜。然後安裝，原樣恢復。
[0023](6)對取下的家用反滲透膜元件進行結構解剖，繼而進行膜片的汙染物鑑定和汙染物清洗方案判定，從而保證在不影響現有運行的反滲透膜裝置的基礎上，完成汙染物在線判定。
[0024](7)根據判定結論對大型反滲透系統進行指導性工作，如化學清洗方案、反滲透預處理工序加強，反滲透操作條件修正等。
[0025]以下將結合附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特徵和效果。
【附圖說明】
[0026]圖1為在線汙染判定裝置的系統示意圖；包括:裝置進水管道1、裝置二次濃水管道
2、裝置產水管道3、進水切斷閥4、進水流量計5、進水壓力調節閥6、家用反滲透膜殼7、家用反滲透膜元件8、產水流量計9、家用反滲透壓差計10、二次濃水壓力調節閥11。
[0027]圖2為在線汙染判定裝置在普通的大型反滲透膜裝置的安裝系統示意圖；包括:膜系統進水儲槽1、增壓慄2、保安濾器3、高壓慄4、反滲透膜裝置5、反滲透膜裝置產水槽6、反滲透膜裝置濃水槽7;反滲透濃水調節閥8、在線汙染判定裝置9。
[0028]圖3為在線汙染判定裝置在帶能量回收裝置的大型反滲透膜裝置的安裝系統示意圖；包括:膜系統進水儲槽1、增壓慄2、保安濾器3、高壓慄4、壓力回收裝置5、壓力回收二次增壓慄6、反滲透膜裝置7 ;反滲透膜裝置產水槽8、反滲透膜裝置濃水槽9、在線汙染判定裝置10。
【具體實施方式】
[0029]下面通過一個實施例並結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0030]如圖1、圖2和圖3所示，本實施例涉及反滲透膜裝置為一級兩段式反滲透膜裝置5，反滲透膜裝置採用6芯裝膜殼，共30支膜元件。進水設有進水儲槽I，膜系統進水設有增壓慄2、保安濾器3和高壓慄4。反滲透裝置5產水流經產水槽6，反滲透濃水管道裝有手動調節截止閥8，運行過程中控制閥門開度。洩壓後反滲透濃水自流進入濃水槽7。在手動調節截止閥8之前的濃水管道上焊接開口，引入一股水流進水在線汙染判定裝置9。
[0031]正常運行過程中，高壓慄出口壓力15bar，膜初始產水流量25立/時，反滲透濃水壓力13.5bar。在線汙染判定裝置進水壓力調節控制在3bar，進水流量控制為5L/h，初始回收率控制在12%。經過30d運行後，在線汙染判定裝置產水流量下降至0.45L/h。此時大裝置系統尚未發生明顯變化。再經過15d運行後，在線汙染判定裝置產水流量下降至0.35L/h，此時，大裝置系統產水流量衰減至20立/時。通過拆裝在線汙染判定裝置膜元件，進行清洗操作，採用0.1 %的鹽酸清洗無效，採用P H為1的鹼液清洗有效，若採用P H1的鹼液結合
0.02%的表面活性劑聯合清洗效果更佳。後將此清洗方案應用在大型系統上，清洗後反滲透膜裝置產水流量恢復至24.5立/時。
[0032]以上詳細描述了本實用新型的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本實用新型的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本實用新型的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。
【主權項】
1.一種反滲透膜裝置的汙染狀況的在線判定裝置，其特徵在於，包括家用反滲透膜元件、家用反滲透膜殼、進出水管道和管件、開斷閥門、壓力調節閥、壓力檢測儀表、流量檢測儀表，所述在線判定裝置通過所述進出水管道和管件並聯在大型的反滲透膜裝置的濃水偵U，以運行的大型反滲透裝置濃水作為進水，產水和二次濃水分別排入原有濃水儲槽或放空管道。2.如權利要求1所述的反滲透膜裝置的汙染狀況的在線判定裝置，其特徵在於，所述在線汙染判定裝置回收率選用8%?15%。3.如權利要求1所述的反滲透膜裝置的汙染狀況的在線判定裝置，其特徵在於，所述在線汙染判定裝置被配置為利用家用反滲透膜元件再一次的汙染物富集作用，通過在線汙染判定裝置的壓力變化、流量變化可以判定反滲透裝置的汙染趨勢。4.如權利要求1所述的反滲透膜裝置的汙染狀況的在線判定裝置，其特徵在於，所述家用反滲透膜元件被配置為用於鑑定汙染物和汙染物清洗方案的判定。5.如權利要求1所述的反滲透膜裝置的汙染狀況的在線判定裝置，其特徵在於，所述家用反滲透膜元件為卷式膜結構。6.如權利要求1所述的反滲透膜裝置的汙染狀況的在線判定裝置，其特徵在於，所述家用反滲透膜元件為1812型或2012型。
【文檔編號】C02F1/44GK205700176SQ201620544984
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月6日
【發明人】王廈
【申請人】王廈