一種中空纖維膜清水通量的測定裝置及測定方法

2024-01-30 03:02:15 1

專利名稱：一種中空纖維膜清水通量的測定裝置及測定方法
一種中空纖維膜清水通量的測定裝置及測定方法本發明要求申請號為201010296917. 2、申請日為2010年9月30日的中國發明
專利申請「中空纖維膜清水通量的測定裝置與使用所述裝置測定中空纖維膜清水通量的方法」為本國優先權。
技術領域：
本發明屬於廢水處理技術領域。更具體地，本發明涉及一種中空纖維膜清水通量的測定裝置，還涉及使用所述裝置測定中空纖維膜清水通量的方法。 背景技術：
隨著我國經濟的快速發展，水資源的消耗成倍增加，一方面造成了水資源的緊缺， 同時也增加了汙水的產生，加大了社會和環境可持續發展的壓力，為此有關方面投入大量資金對汙水進行處理並使其資源化再利用，使汙水處理技術有了長足發展。膜生物反應器工藝就是近年來開發出來的一種新型的水資源化方法。浸沒式中空纖維膜生物反應器是將中空纖維微濾或超濾膜浸沒在生物反應池中，依靠微濾或超濾的分離作用將泥水分離開，通過抽吸泵將乾淨的水抽吸出來，達到泥水分離的作用。該工藝將膜分離技術與傳統汙水生物處理技術有機結合，用膜的高效分離作用取代傳統的沉澱和過濾過程，相比傳統的汙水處理方法其佔地面積小，出水水質好並且穩定性高，且能濾去絕大部分病原微生物。膜生物反應器的核心是中空纖維膜，在生產膜絲的過程中，膜絲的清水通量是其中關鍵的指標，在不同配比和不同工藝條件下，生產出的中空纖維膜絲的清水通量和清水比通量具有較大差異，因此，能夠快速、準確的測定中空纖維膜清水通量和清水比通量成為在檢測膜絲性能方面，具有重要的意義。

發明內容[要解決的技術問題]本發明的目的是提供一種中空纖維膜清水通量的測定裝置。本發明的目的是提供一種使用所述中空纖維膜清水通量測定裝置測定清水通量的方法。[技術方案]本發明是通過下述技術方案實現的。本發明涉及一種中空纖維膜清水通量的測定裝置，其特徵在於它由清水槽與配件系統、膜組件、出水控制與數據記錄系統、真空控制與抽吸系統組成所述的清水槽與配件系統包括加熱棒、溫度表、壓力變送器和一套膜組件及對應的抽吸管路相連；所述的出水控制與數據記錄系統包括儲液罐、電子天平、閥門和電腦；所述的真空控制與抽吸系統包括真空泵、真空罐、閥門、減壓閥和壓力變送器。具體地，在清水槽4設置全玻璃膜組器1，並設有加熱棒3和與加熱棒3相連的溫度表2，用於測量清水槽中的溫度。所述清水槽4通過玻璃閥門5與儲液罐8相連，並在清水槽4與儲液罐8之間設有壓力變送器6。儲液罐8放置在電子天平9上，另有電腦10與電子天平9連接，能夠讀取、計算並分析儲液罐8的重量。儲液罐8的另一側通過玻璃閥門 7與真空罐11相連，真空罐11上也設有壓力變送器12。真空罐11的另一側連接有減壓閥 13和真空泵14。在本發明中，所述膜組件有多根增強型中空纖維微膜絲，用防水密封膠將膜絲粘在玻璃尖嘴上，玻璃尖嘴與玻璃集水管路連接，兩組玻璃集水管路之間通過玻璃集水隔斷連接，構成一組膜組件， 將膜組件放入清水槽中在本發明中，所述配件系統包括用於連接清水槽、膜組件、出水控制與數據記錄系統、真空控制與抽吸系統的進水管路、放空排水管路、以及管路上的閥門等部件。在進水管路上還安裝了進水管件，主要作用為在試驗過程中向反應器中加水。根據本發明的一種優選實施方式，在所述裝置的膜組件中，將膜絲套入用玻璃製成的膜組件尖嘴中，隨後立即使用防水密封膠將其埠密封。根據本發明的一種優選實施方式，用防水密封膠粘接l-2min後，將膜組件放入清水中，以防止膜絲乾燥。根據本發明的另一種優選實施方式，在膜絲內外壓差的作用下，清水通過膜組件進入到儲液罐中，隨時間的增加，儲液罐的質量也在增加，同時電子天平稱量與電腦記錄其質量數據。本發明涉及一種使用權利要求1所述的測定裝置測定中空纖維膜清水通量的方法，其特徵在於在真空泵的抽吸作用下，真空罐中的壓力隨之降低，通過減壓閥，將真空罐中的壓力調節到20kPa並維持在這個壓力下，此時打開閥門1和2，清水在負壓作用下從清水槽流入到儲液罐中，通過電子天平稱量和電腦記錄其清水質量數據，計算出清水通量和清水比通量。使用時，先將膜絲套入玻璃膜組器的玻璃尖嘴中，然後進行粘膠，在膜絲粘膠的過程中，快速將膠液均勻地塗在膜組器的玻璃尖嘴上，以將膜絲密封在膜組器上，最終形成一個帶有多根膜絲的玻璃膜組器。然後啟動真空泵，通過減壓閥將真空罐1中的壓力控制在20kPa左右，壓力讀數在壓力傳感器中顯示，接著，逐漸打開閥門，等到壓力傳感器的讀數穩定時，記錄壓力傳感器的數據，然後，打開加熱棒，控制清水槽中清水的溫度在25V，並記錄溫度讀數，此時，打開閥門，清水槽中的清水在膜絲內外壓差的作用下，將清水從清水槽中壓入儲水罐中，等到壓力傳感器和壓力傳感器的讀數相同時，打開電子天平，並通過電腦記錄數據。最後，在電腦記錄7min數據後，停止記錄數據，關閉真空泵、電子天平和閥門等，處理數據。其中，膜通量計算公式:J=36xl(,9H其中，J表示膜通量，單位L/m2. h。Δ P表示跨膜壓差，單位kPa。u表示混合液粘度，單位mpa. s。R表示膜阻力，單位m1。[有益效果]通過對比試驗，可以確定使碧水源生產的中空纖維膜絲的清水通量的測定準確度提高20% ；本試驗裝置提供的膜組件可以快速的測定膜絲的清水通量和清水比通量，使測量效率得到進一步的提高。


圖1為本發明中空纖維膜清水通量的測定裝置中的膜組件快速粘接示意圖。圖中1、玻璃尖嘴；2、防水密封膠；3、中空纖維膜絲；4、玻璃集水隔斷；5、玻璃集水水嘴；6、玻璃集水水嘴；7、玻璃集水管路；圖2為本發明使用中空纖維膜清水通量測定裝置的測定流程圖。圖中1、全玻璃膜組器；2、溫度表；3、加熱棒；4、清水槽；5、玻璃閥門；6、壓力變送器；7、玻璃閥門；8、儲液罐；9、電子天平；10、電腦；11、真空罐；12、壓力變送器；13、減壓閥；14、真空泵。圖3 壓力-清水通量趨勢圖。
具體實施方式下面結合實例對本發明做進一步說明本實施例為某中空纖維膜廠家的增強型中空纖維微濾膜絲清水通量和清水比通量進行了測定，如圖1所示，膜組件有12根增強型中空纖維微膜絲3，用防水密封膠2將膜絲粘在玻璃尖嘴1上，玻璃玻璃尖嘴1與玻璃集水管路7連接，兩組玻璃集水管路7之間通過玻璃集水隔斷4連接，構成一組膜組件，將膜組件放入清水槽中，進行測定。如圖2所示，在清水槽4設置全玻璃膜組器1，並設有加熱棒3和與加熱棒3相連的溫度表2，用於測量清水槽中的溫度。所述清水槽4通過玻璃閥門5與儲液罐8相連，並在清水槽4與儲液罐8之間設有壓力變送器6。儲液罐8放置在電子天平9上，另有電腦 10與電子天平9連接，能夠讀取、計算並分析儲液罐8的重量。儲液罐8的另一側通過玻璃閥門7與真空罐11相連，真空罐11上也設有壓力變送器12。真空罐11的另一側連接有減壓閥13和真空泵14。測量時，首先，啟動真空泵14，通過減壓閥13將真空罐11中的壓力控制在IOkPa 左右，接著，逐漸打開閥門7，等到壓力傳感器12的讀數穩定時，記錄壓力傳感器的數據，然後，打開加熱棒3，控制清水槽4中清水的溫度在25°C左右，並記錄溫度讀數，此時，打開閥門5，清水槽4中的清水在膜絲內外壓差的作用下，將清水從清水槽4中壓入儲水罐8中， 等到壓力傳感器6和壓力傳感器12的讀數相同時，打開電子天平9，並通過電腦10記錄數據。最後，在電腦記錄7min數據後，停止記錄數據，關閉真空泵、電子天平和閥門等，處理數據。重複以上步驟，並分別將壓力傳感器上的壓力控制在20kPa、30kPa、40kPa左右， 最終會得到壓力-清水通量趨勢圖，如附圖3所示。
AO根據計算公式膜通量計算公式其中，J表示膜通量，單位L/m2· h。Δ P表示跨膜壓差，單位kPa。u表示混合液粘度，單位mpa. s。
R表示膜 阻力，單位m 1O可以計算出在20kPa時，此中空纖維膜的清水通量為566. 89LMH，且其清水比通量為 26. 08LMH · kPa。
權利要求
1.一種中空纖維膜清水通量的測定裝置，其特徵在於它由清水槽與配件系統、膜組件、 出水控制與數據記錄系統、真空控制與抽吸系統組成；所述的清水槽與配件系統包括加熱棒、溫度表、壓力變送器和一套膜組件及對應的抽吸管路；所述的出水控制與數據記錄系統包括儲液罐、電子天平、閥門和電腦；所述的真空控制與抽吸系統包括真空泵、真空罐、閥門、減壓閥和壓力變送器。
2.根據權利要求1所述的測定裝置，其特徵在於在所述裝置的膜組件中，將膜絲套入用玻璃製成的膜組件尖嘴中，隨後立即使用防水密封膠將其埠密封。
3.根據權利要求1所述的測定裝置，其特徵在於用防水密封膠粘接l-2min後將膜組件放入清水中，以防止膜絲乾燥。
4.根據權利要求1所述的測定裝置，其特徵在於在膜絲內外壓差的作用下，清水通過膜組件進入到儲液罐中，隨時間的增加，儲液罐的質量也在增加，同時電子天平稱量與電腦記錄其質量數據。
5.使用權利要求1所述的測定裝置測定中空纖維膜清水通量的方法，其特徵在於在真空泵的抽吸作用下，真空罐中的壓力隨之降低，通過減壓閥，將真空罐中的壓力調節到 20kPa並維持在這個壓力下，此時打開閥門1和2，清水在負壓作用下從清水槽流入到儲液罐中，通過電子天平稱量和電腦記錄其清水質量數據，計算出清水通量和清水比通量。
全文摘要
本發明涉及一種中空纖維膜清水通量的測定裝置，還涉及使用所述裝置測定中空纖維膜清水通量的方法。所述的測定裝置由清水槽與配件系統、膜組件、出水控制與數據記錄系統、真空控制與抽吸系統組成。使用本發明裝置與方法可以使中空纖維膜絲的清水通量的測定準確度提高20％，使測量效率得到顯著改進。
文檔編號G01N15/08GK102353626SQ20111030159
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月27日 優先權日2010年9月30日
發明者俞開昌, 關晶, 夏俊林, 文劍平, 文湘華, 李鎖定, 雷霆, 黃霞 申請人:北京碧水源科技股份有限公司, 清華大學