CN100587466C - 海水反渗透膜性能低压测试系统及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种海水反渗透膜性能低压测试系统及其测试方法，由循环水箱的出水端、第1阀门、离心泵、第2阀门、第1压力表、保安过滤器、第2压力表通过管路串联连接；第2压力表的另一端通过管路连接第3阀门和第4阀门；第4阀门的另一端与第6阀门、第1流量计的入口端通过管路串联连接，第1流量计的出口端通过管路至循环水箱的入水端；第3阀门的另一端又分别通过管路连接压力壳体及第5阀门；第5阀门的另一端通过管路连接第1流量计的入口端；压力壳体的一个流出口与第6阀门、第1流量计的入口端通过管路依次串联连接，压力壳体的另一个流出口通过管路及第2流量计至循环水箱的入水端。本发明实现了低压条件下对海水反渗透膜组件性能的方便、快速及准确测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种反渗透膜性能测试系统。特别是涉及一种在低压条件下方便、快速及准确检测高压海水反渗透膜组件脱盐率及产水量的海水反渗透膜性能低压测试系统及其测试方法。
背景技术
海水淡化方法主要分为热法和膜法两大类，膜法通常是指反渗透方法。由于技术的进步和成本的降低，反渗透海水淡化发展迅速，国内外市场份额不断增加。反渗透膜是膜法海水淡化的关键部件及核心技术，反渗透膜组件为标准尺寸，出厂时不同的型号对应不同的产水量和脱盐率。在一个大型反渗透脱盐系统中，由许许多多的膜组件按照设计计算进行排列组成膜堆来达到所需要的产水量，在系统中不同位置的膜组件的工作状态是不一样的。随着反渗透系统运行时间的增长，各个反渗透膜组件性能随着工作状态及受污染程度的不同会有一些不同程度的降低，必要时应对一些脱盐率及产水量严重下降的反渗透膜进行更换，而海水淡化工程中的反渗透系统只能反映整个膜堆的产水量和脱盐率，而无法确定单只膜元件的实际性能，这样在系统整体性能下降后，只好将所有的反渗透膜换掉，包括其中好的反渗透膜。这样做就造成了不必要的浪费。
为了避免这种盲目性，需要对单只膜的性能进行检测，然而海水反渗透膜的工作压力一般为5.5-6.5MPa，也就是说海水反渗透膜在海水介质的条件下，必须施加这么高的压力才能反映出其性能，并且为了保护膜不受高压的直接冲击损坏，装置启停时进膜的压力必须缓慢变化，所以测试装置造价高、测试过程复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种在低压条件下方便、快速及准确检测高压海水反渗透膜组件脱盐率及产水量的海水反渗透膜性能低压测试系统及其测试方法。
本发明所采用的技术方案是：一种海水反渗透膜性能低压测试系统及其测试方法，其中测试系统，包括有循环水箱、离心泵、第1压力表、第2压力表、保安过滤器、压力壳体、第1流量计、第2流量计、第1至第6阀门以及管路构成，其中，循环水箱的出水端、第1阀门、离心泵、第2阀门、第1压力表、保安过滤器、第2压力表通过管路依次串联连接；第2压力表的另一端通过管路分别连接第3阀门和第4阀门；第4阀门的另一端与第6阀门、第1流量计的入口端通过管路依次串联连接，第1流量计的出口端通过管路至循环水箱的入水端；第3阀门的另一端又分别通过管路连接压力壳体的进水端口及第5阀门；第5阀门的另一端通过管路连接第1流量计的入口端；压力壳体的一个流出口与第6阀门、第1流量计的入口端通过管路依次串联连接，压力壳体的另一个流出口通过管路及第2流量计至循环水箱的入水端，反渗透膜放置于压力壳体内进行测试。所述的测试系统采用探针法测量反渗透膜组件内部脱盐率的分布，确定膜片缺陷点的位置。
所述的保安过滤器内设置有过滤精度为5微米的滤芯。
所述的测试系统使用的原水为反渗透产品水或自来水。
所述的与第2流量计相连接的压力壳体的流出口所流出的水是透过反渗透膜的产品水。
所述的与阀门、第1流量计相连接的压力壳体的流出口所流出的水是未透过反渗透膜的浓水。
当关闭第4、第5阀门，打开第3、第6阀门时，对反渗透膜进行正向冲洗；当关闭第3第6阀门，打开第4、第5阀门时，对反渗透膜进行反向冲洗
海水反渗透膜性能低压测试方法，是采用海水反渗透膜性能低压测试系统，通过如下步骤完成：
1)在循环水箱内注满反渗透产品水或自来水，将待检测的海水反渗透膜元件装入压力壳体内，关闭第2、第3和第6阀门，打开第1、第4和第5阀门；
2)启动离心泵，然后缓慢打开第2阀门，直至最大，反向冲洗海水反渗透膜元件并排放3-5分钟；
3)关闭第4和第5阀门，打开第3和第6阀门，正向冲洗海水反渗透膜元件并排放3-5分钟；
4)缓慢调节第6阀门，使第1、第2压力表值上升，直至在淡水管路中有淡水产生，浓、淡水回流；
5)10分钟后读取第2流量计的读数，测量淡水水样电导率，记录和计算单只膜组件的产水量和脱盐率。
本发明的海水反渗透膜性能低压测试系统及其测试方法，可在低压(0.5MPa)条件下对实际运行条件为5.5-6.5MPa的海水反渗透膜的主要性能进行方便、快捷及准确的测量。用该方法还能实现对污染膜的强力、高效冲洗。采用该方法可解决大型海水淡化工程中核心设备反渗透膜元件的现场检测问题，为系统运行维护提供可靠的依据。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
其中：
1：循环水箱 2、4、8、9、10、12：第1至第6阀门
3：离心泵 5：第1压力表
6：保安过滤器 7：第2压力表
11：压力壳体 13：第1流量计
14：第2流量计
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的海水反渗透膜性能低压测试系统及其测试方法做出详细说明。
如图1所示，本发明的海水反渗透膜性能低压测试系统，包括有循环水箱1，还设置有离心泵3、第1压力表5、第2压力表7、保安过滤器6、压力壳体11、第1流量计13、第2流量计14、第1至第6阀门2、4、8、9、10、12以及管路构成。其中，循环水箱1的出水端、第1阀门2、离心泵3、第2阀门4、第1压力表5、保安过滤器6、第2压力表7通过管路依次串联连接；第2压力表7的另一端通过管路分别连接第3阀门8和第4阀门9；第4阀门9的另一端与第6阀门12、第1流量计13的入口端通过管路依次串联连接，第1流量计13的出口端通过管路至循环水箱1的入水端；第3阀门8的另一端又分别通过管路连接压力壳体11及第5阀门10；第5阀门10的另一端通过管路连接第1流量计13的入口端；压力壳体11的一个流出口与第6阀门12、第1流量计13的入口端通过管路依次串联连接，压力壳体11的另一个流出口通过管路及第2流量计14至循环水箱1的入水端。上述的保安过滤器6内设置有过滤精度为6～4微米的滤芯。
在本测试系统中所有的连接管路、阀门材质均为UPVC。压力外壳采用侧进水、侧出水的结构，两端端板要求拆卸方便。
与检测8英寸反渗透膜配套的离心泵流量为15m3/h，扬程为50米。离心泵出口的第2阀门4用来调节进入反渗透膜的流量和压力。第5阀门10或第6阀门12用来调节浓水的流量。
本测试系统中所使用的原水为反渗透产品水和自来水中的一种。而且测试系统中与第2流量计14相连接的压力壳体11的流出口所流出的水是透过反渗透膜的产品水和自来水中的一种；与阀门12、第1流量计13相连接的压力壳体11的流出口所流出的水是未透过反渗透膜的浓水。
本测试系统同样适应苦咸水反渗透膜和纳滤膜的冲洗及检测。
本测试系统还可以用来冲洗反渗透膜。即在测试之前用大流量水强力冲洗受污染膜的浓水通道，通过阀门的组合分别从压力外壳的两端对反渗透膜进行正反两个方向的冲洗，当关闭第4、第5阀门9、10，打开第3第6阀门8、12时，对反渗透膜进行正向冲洗；当关闭第3第6阀门8、12，打开第4、第5阀门9、10时，对反渗透膜进行反向冲洗
所述的测试系统采用探针法测量反渗透膜组件内部脱盐率的分布，确定膜片缺陷点的位置。
本发明的工作原理是：离心泵3从循环水箱1中取水(反渗透产品水或自来水)，加压后进入保安过滤器6，保安过滤器6内装滤芯，本实施例采用5微米的滤芯，阻止直径大于5微米的微粒进入反渗透膜形成对反渗透膜的有效保护。经过保安过滤器6的水进入装在压力壳体11中的反渗透膜中，透过反渗透膜的产品水经过第2流量计14回循环水箱1，大量的未透过反渗透膜的浓水从压力壳体11的另一端排出，经过第1流量计13也回到循环水箱1中。
本发明的海水反渗透膜性能低压测试方法，是采用海水反渗透膜性能低压测试系统，通过如下步骤完成：
1)在循环水箱1内注满反渗透产品水或自来水，将待检测的海水反渗透膜元件装入压力壳体11内，关闭第2、第3和第6阀门4、8、12，打开第1、第4和第5阀门2、9、10；
2)启动离心泵3，然后缓慢打开第2阀门4，直至最大，反向冲洗海水反渗透膜元件并排放3-5分钟；
3)关闭第4和第5阀门9、10，打开第3和第6阀门8、12，正向冲洗海水反渗透膜元件并排放3-5分钟；
4)缓慢调节第6阀门12，使第1、第2压力表5、7值上升，直至在淡水管路中有淡水产生，浓、淡水回流；
5)10分钟后读取第2流量计14的读数，测量淡水水样电导率，记录和计算单只膜组件的产水量和脱盐率。
Claims (7)
1.一种海水反渗透膜性能低压测试系统，其特征在于，包括有循环水箱(1)、离心泵(3)、第1压力表(5)、第2压力表(7)、保安过滤器(6)、压力壳体(11)、第1流量计(13)、第2流量计(14)、第1至第6阀门(2、4、8、9、10、12)以及管路构成，其中，循环水箱(1)的出水端、第1阀门(2)、离心泵(3)、第2阀门(4)、第1压力表(5)、保安过滤器(6)、第2压力表(7)通过管路依次串联连接；第2压力表(7)的另一端通过管路分别连接第3阀门(8)和第4阀门(9)；第4阀门(9)的另一端与第6阀门(12)、第1流量计(13)的入口端通过管路依次串联连接，第1流量计(13)的出口端通过管路至循环水箱(1)的入水端；第3阀门(8)的另一端又分别通过管路连接压力壳体(11)的进水端口及第5阀门(10)；第5阀门(10)的另一端通过管路连接第1流量计(13)的入口端；压力壳体(11)的一个流出口与第6阀门(12)、第1流量计(13)的入口端通过管路依次串联连接，压力壳体(11)的另一个流出口通过管路及第2流量计(14)至循环水箱(1)的入水端，反渗透膜放置于压力壳体(11)内进行测试，所述的测试系统采用探针法测量反渗透膜组件内部脱盐率的分布，确定膜片缺陷点的位置。
2.根据权利要求1所述的海水反渗透膜性能低压测试系统，其特征在于，所述的保安过滤器(6)内设置有过滤精度为5微米的滤芯。
3.根据权利要求1所述的海水反渗透膜性能低压测试系统，其特征在于，所述的测试系统使用的原水为反渗透产品水或自来水。
4.根据权利要求1所述的海水反渗透膜性能低压测试系统，其特征在于，所述的与第2流量计(14)相连接的压力壳体(11)的流出口所流出的水是透过反渗透膜的产品水。
5.根据权利要求1所述的海水反渗透膜性能低压测试系统，其特征在于，所述的与第6阀门(12)、第1流量计(13)相连接的压力壳体(11)的流出口所流出的水是未透过反渗透膜的浓水。
6.根据权利要求1所述的海水反渗透膜性能低压测试系统，其特征在于，当关闭第4、第5阀门(9、10)，打开第3、第6阀门(8、12)时，对反渗透膜进行正向冲洗；当关闭第3第6阀门(8、12)，打开第4、第5阀门(9、10)时，对反渗透膜进行反向冲洗
7.一种用于权利要求1所述的海水反渗透膜性能低压测试系统的测试方法，其特征在于，是采用海水反渗透膜性能低压测试系统，通过如下步骤完成：
1)在循环水箱(1)内注满反渗透产品水或自来水，将待检测的海水反渗透膜元件装入压力壳体(11)内，关闭第2、第3和第6阀门(4、8、12)，打开第1、第4和第5阀门(2、9、10)；
2)启动离心泵(3)，然后缓慢打开第2阀门(4)，直至最大，反向冲洗海水反渗透膜元件并排放3-5分钟；
3)关闭第4和第5阀门(9、10)，打开第3和第6阀门(8、12)，正向冲洗海水反渗透膜元件并排放3-5分钟；
4)缓慢调节第6阀门(12)，使第1、第2压力表(5、7)值上升，直至在淡水管路中有淡水产生，浓、淡水回流；
5)10分钟后读取第2流量计(14)的读数，测量淡水水样电导率，记录和计算单只膜组件的产水量和脱盐率。
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