CN101726564A

CN101726564A - 一种反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置

Info

Publication number: CN101726564A
Application number: CN200910272784A
Authority: CN
Inventors: 周柏青; 尚玉珍; 李露; 杨杰; 孙伟男; 郭锦龙; 陈晓兰; 刘娟
Original assignee: Wuhan University WHU; Electric Power Research Institute of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
Current assignee: Wuhan University WHU; Electric Power Research Institute of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2029-11-18
Also published as: CN101726564B

Abstract

本发明提供了一种反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置，该装置中给水箱、给水阀、恒温装置、保安过滤器、高压泵、第一段反渗透膜组件、第二段反渗透膜组件、浓水三通、浓水回流阀顺次通过管线连通构成给水-浓水循环回路；同时第一段反渗透膜组件经管线L13和第二段反渗透膜组件经管线L14又都通过管线L15经淡水三通与淡水回流阀连通，使给水箱、给水阀、恒温装置、保安过滤器、高压泵、第一段反渗透膜组件、第二段反渗透膜组件、淡水三通、淡水回流阀顺次通过管线连通构成给水-淡水循环回路。这种试验装置具有通用性强、转换简单，能显著降低试验成本的优点。

Description

一种反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置

技术领域

本发明涉及一种反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置，属于水处理领域。

背景技术

反渗透是近几年发展最快的新兴除盐技术，已广泛用于水处理领域。反渗透系统的水化学故障主要是由于反渗透阻垢剂的选用不当引起的，因此，研制反渗透阻垢剂性能的动态试验装置具有重要意义。

近十几年，人们针对阻垢剂筛选试验的全循环法、连续补排水法、阶梯浓缩法、阶梯加药法、淡水连续排放法的技术要求，设计出了相应各种反渗透动态试验装置。但是，这些方法的浓缩、补排水形式不同，因而这些动态试验装置的管系配制亦不同，故各方法所用的动态试验装置不能通用。另外，一种方法的测试结果不能全面反映反渗透阻垢剂性能，需要联合运用多种方法，才能得到科学的、全面的测试结果。所以，开发一种通用动态试验装置是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置，这种装置在用于测试反渗透阻垢剂性能时，能满足全循环法、连续补排水法、阶梯浓缩法、阶梯加药法等多种方法的试验要求。

本发明提供的技术方案是一种反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置，至少包括给水箱3和用于连通的管线，给水箱3)管线L4、增压泵4、给水阀K4、管线L6、恒温装置5、管线L7、保安过滤器8、管线L10、高压泵9、管线L11、第一段反渗透膜组件10、管线L12、第二段反渗透膜组件11、管线L18、浓水三通12、浓水回流阀K8和管线L20顺次连通构成给水-浓水循环回路；同时第一段反渗透膜组件10)经管线L13和第二段反渗透膜组件11经管线L14又都通过管线L15经淡水三通13与淡水回流阀K10连通，使给水箱3、管线L4、增压泵4、给水阀K4、管线L6、恒温装置5、管线L7、保安过滤器8、管线L10、高压泵9、管线L11、第一段反渗透膜组件10、管线L13、第二段反渗透膜组件11、管线L14、管线L15、淡水三通13、淡水回流阀K10和管线L17顺次连通构成给水-淡水循环回路。

对上述技术方案进一步改进是给水箱3外设有与其连通的补充水搅拌循环回路，补充水搅拌循环回路由补水箱1、管线L1、补水泵2、补水循环阀K1和管线L2顺次连通构成，补水箱1、管线L1、补水泵2、管线L3和补水阀K2与给水箱3连通。

而且，给水箱3处设有给水搅拌循环回路，给水搅拌循环回路由给水箱3、管线L4、增压泵4、管线L5和给水循环阀K3顺次连通构成。

而且，给水箱3外设有给水箱阻垢剂投加系统，给水箱阻垢剂投加系统由计量箱7、管线L9、计量泵6、管线L8、给水箱加药阀K13和管线L22顺次连接成给水箱阻垢剂投加系统；补水箱1外设有补水箱阻垢剂投加系统，补水箱阻垢剂投加系统由计量箱7、管线L9、计量泵6、管线L8、补水箱加药阀K12和管线L21顺次连接而成。

而且，管线L11与管线L18间设有给水-浓水差压表PC1，管线L11与管线L15间设有给水-浓水差压表PC2。管线L11上安装有给水监测仪表M1和给水取样阀K5，管线L14上安装有淡水监测仪表M2和淡水取样阀K6，管线L18上安装有浓水监测仪表M3和浓水取样阀K7。浓水三通12的一端接有浓水排放阀K9，排放淡水三通13的一端接有淡水排放阀K11。

由上述技术方案可知，本发明申请提供的技术方案中设有含多种阀门的给水-浓水循环回路和给水-淡水循环回路。这样本发明通过阀门的切换，可改变浓缩方式，从而使该试验装置可在不同状态时分别满足全循环法、连续补排水法、阶梯浓缩法、阶梯加药法等多种方法的试验要求；实现反渗透阻垢剂性能的全面评价；还可用于反渗透阻垢剂的开发、筛选，确定最佳剂量；亦可用于反渗透系统污堵的故障诊断。因此这种试验装置具有通用性强、转换简单，能显著降低试验成本的优点。

附图说明

附图为本发明的结构原理示意图。

其中1、补水箱，2、补水泵，3、给水箱，4、增压泵，5、恒温装置，6、计量泵，7、计量箱，8、保安过滤器，9、高压泵，10、第一段反渗透膜组件，11、第二段反渗透膜组件，12、浓水三通，13、淡水三通。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

由附图所示，本发明提供的反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置主要由补水箱1、补水泵2、给水箱3、增压泵4、恒温装置5、计量泵6、计量箱7、保安过滤器8、高压泵9、第一段反渗透膜组件10、第二段反渗透膜组件11、浓水三通12、淡水三通13、补水循环阀K1、补水阀K2、给水循环阀K3、给水阀K4、给水取样阀K5、淡水取样阀K6、浓水取样阀K7、浓水回流阀K8、浓水排放阀K9、淡水回流阀K10、淡水排放阀K11、补水箱加药阀K12、给水箱加药阀K13、给水监测仪表M1、淡水监测仪表M2、浓水监测仪表M3、给水-浓水差压表PC1、给水-淡水差压表PC2、以及若干连通管线组成。给水箱3、管线L4、增压泵4、给水阀K4、管线L6、恒温装置5、管线L7、保安过滤器8、管线L10、高压泵9、管线L11、第一段反渗透膜组件10、管线L12、第二段反渗透膜组件11、管线L18、浓水三通12、浓水回流阀K8和管线L20顺次连通构成给水-浓水循环回路；同时第一段反渗透膜组件10经管线L13和第二段反渗透膜组件11经管线L14又都通过管线L15经淡水三通13与淡水回流阀K10连通，使给水箱3、管线L4、增压泵4、给水阀K4、管线L6、恒温装置5、管线L7、保安过滤器8、管线L10、高压泵9、管线L11、第一段反渗透膜组件10、管线L13、第二段反渗透膜组件11、管线L14、管线L15、淡水三通13、淡水回流阀K10和管线L17顺次连通构成给水-淡水循环回路。补水箱1、管线L1、补水泵2、管线L2和补水循环阀K1顺次连通构成补充水搅拌循环回路，补水泵2和补水循环阀K1经补水阀K2与给水箱3连通。给水箱3、管线L4、增压泵4、管线L5、给水循环阀K3顺次连通构成给水搅拌循环回路。计量箱7、管线L9、计量泵6、管线L8、给水箱加药阀K13、管线L22和给水箱3顺次连通，阻垢剂经计量箱7、管线L9、计量泵6、管线L8、给水箱加药阀K13、管线L22，加入给水箱3中。同时计量箱7、管线L9、计量泵6、管线L8、补水箱加药阀K12、管线L21和补水箱1顺次连通，阻垢剂经计量箱7、管线L9、计量泵6、管线L8、补水箱加药阀K12、管线L21，加入补水箱1中。管线L11与管线L18间设有给水-浓水差压表PC1，管线L11与管线L15间设有给水-浓水差压表PC2。管线L11上安装有给水监测仪表M1和给水取样阀K5，管线L15上安装有淡水监测仪表M2和淡水取样阀K6，管线L18上安装有浓水监测仪表M3和浓水取样阀K7。水监测仪表M1、淡水监测仪表M2、浓水监测仪表M3，包括测量给水、浓水、淡水的电导率、pH、压力、流量、水温的仪表。浓水三通12的一端接有浓水排放阀K9，第二段浓水经连通管线L19、浓水排放阀K9排放；排放淡水三通13的一端接有淡水排放阀K11，第一段、二段的淡水经连通管线L13、L14汇流至连通管线L15，经淡水三通13、管线L16、淡水排放阀K11排放。恒温装置为制冷器，用以恒定给水水温。保安过滤器的过滤精度为5μm～50μm。上述各种阀均为流量控制阀，用于控制导通/关闭，或流量。

使用本发明提供的反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置用全循环法实现测试的步骤如下：

(1)向给水箱3中加入除盐水；同时阻垢剂经计量箱7、连通管线L9、计量泵6、连通管线L8、给水箱加药阀K13、连通管线L22，加入给水箱3中；通过给水箱3、增压泵4、连通管线L4、连通管线L5、给水循环阀K3构成给水搅拌循环回路，将除盐水与阻垢剂搅拌均匀。

(2)维持(1)所述循环搅拌；根据用户水质要求，向给水箱3加入化学药品，配制反渗透的给水；搅拌均匀后停止循环搅拌。

(3)通过给水箱3、增压泵4、管线L4、给水阀K4、管线L6、恒温装置5、管线L7、保安过滤器8、管线L10、高压泵9、管线L11，将给水送入第一段反渗透膜组件10；与此同时，启动恒温装置5，维持给水温度恒定；第一段的浓水经管线L12，进入第二段反渗透膜组件11；第二段的浓水经管线L18、浓水三通12、浓水回流阀K8、管线L20返回给水箱3，构成浓水全量循环；第一段、第二段的淡水分别通过管线L13、L14进入管线L15，汇合后的淡水经三通13、淡水回流阀K10、管线L17返回给水箱3，构成淡水全量循环。

(4)在上述浓水、淡水的全量循环过程中，记录给水监测仪表M1、淡水监测仪表M2、浓水监测仪表M3显示或传输的电导率、pH、压力、流量、水温的数据，以及给水-浓水、给水-淡水的差压数据；分别经给水取样阀K5、淡水取样阀K6、浓水取样阀K7取水样，测定并记录给水、淡水、浓水的水质，包括Cl^-、Ca²⁺、硬度、碱度等水质。

(5)循环一段时间后结束试验。

(6)根据上述(4)记录数据随循环时间的变化趋势，判断反渗透装置是否结垢，进而评价阻垢剂的性能。

使用本发明提供的反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置用连续补排水法实现测试的步骤如下：

(1)向补水箱1中加入除盐水；同时阻垢剂经计量箱7、管线L9、计量泵6、管线L8、补水箱加药阀K12、管线L21，加入补水箱1中；通过补水箱1、补水泵2、管线L1、连通管线L2、补水循环阀K1构成的补充水搅拌循环回路，将除盐水与阻垢剂搅拌均匀。

(2)向给水箱3中加入除盐水；同时阻垢剂经计量箱7、连通管线L9、计量泵6、管线L8、给水箱加药阀K13、管线L22，加入给水箱3中；通过给水箱3、增压泵4、管线L4、管线L5、给水循环阀K3构成给水搅拌循环回路，将除盐水与阻垢剂搅拌均匀。

(3)维持(1)、(2)所述循环搅拌；根据用户水质要求，分别补水箱1、向给水箱3加入化学药品，配制反渗透的给水；搅拌均匀后停止循环搅拌。

(4)通过给水箱3、增压泵4、管线L4、给水阀K4、管线L6、恒温装置5、管线L7、保安过滤器8、管线L10、高压泵9、管线L11，将给水送入第一段反渗透膜组件10；与此同时，启动恒温装置5，维持给水温度恒定；第一段的浓水经管线L12，进入第二段反渗透膜组件11；第二段的浓水经管线L18、浓水三通12分为两股水流，一股浓水经浓水回流阀K8、管线L20返回给水箱3，另一股浓水经管线L19、浓水排放阀K9排放，这样构成浓水部分循环模式；第一段、第二段的淡水分别通过管线L13、L14进入管线L15，汇合后的淡水经三通13分为两股水流，一股淡水经淡水回流阀K10、管线L17返回给水箱3，另一股淡水经管线L16、淡水排放阀K11排放，这样构成淡水部分循环模式。

(5)在上述浓水、淡水部分循环的同时，补水箱经管线L1、补水泵2、管线L3、补水阀K2，向给水箱3中补水，控制补水流量，以维持给水箱3中水位恒定。

(6)在上述浓水、淡水部分循环过程中，记录给水监测仪表M1、淡水监测仪表M2、浓水监测仪表M3显示或传输的电导率、pH、压力、流量、水温的数据，以及给水-浓水、给水-淡水的差压数据；分别经给水取样阀K5、淡水取样阀K6、浓水取样阀K7取水样，测定并记录给水、淡水、浓水的水质，包括Cl^-、Ca²⁺、硬度、碱度等水质；计算脱盐率、淡水流量、浓缩倍数。

(7)脱盐率或淡水流量下降到一定程度，或者是差压上升到一定程度后，结束试验。

(8)根据上述(6)记录数据随循环时间的变化趋势，判断反渗透装置结垢程度，进而评价阻垢剂的性能。

使用本发明提供的反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置用阶梯浓缩法实现测试的步骤如下：

(1)按照前述全循环法步骤(1)、(2)操作。

(2)通过给水箱3、增压泵4、管线L4、给水阀K4、管线L6、恒温装置5、管线L7、保安过滤器8、管线L10、高压泵9、管线L11，将给水送入第一段反渗透膜组件10；与此同时，启动恒温装置5，维持给水温度恒定；第一段的浓水经管线L12，进入第二段反渗透膜组件11；第二段的浓水经管线L18、浓水三通12、浓水回流阀K8、管线L20返回给水箱3，构成浓水全量循环；第一段、第二段的淡水分别通过管线L13、L14进入管线L15，汇合后的淡水经三通13、淡水排放K11、管线L18排放淡水；当给水箱3水位下降到预定高度H₁时，停止排放淡水；第一段、第二段的淡水分别通过管线L13、L14进入管线L15，汇合后的淡水经三通13、淡水回流K10、管线L17，全量返回给水箱，构成淡水全量循环。

(4)当上述浓水、淡水循环一段时间后，记录给水监测仪表M1、淡水监测仪表M2、浓水监测仪表M3显示或传输的电导率、pH、压力、流量、水温的数据，以及给水-浓水、给水-淡水的差压数据；分别经给水取样阀K5、淡水取样阀K6、浓水取样阀K7取水样，测定并记录给水、淡水、浓水的水质，包括Cl^-、Ca²⁺、硬度、碱度等水质。

(5)重复上述步骤(3)、(4)，不同的是给水箱3水位逐阶下降至预定高度H₂、H₃、…、H_i、…、H_n。

(6)结束试验。

(7)根据上述(4)记录数据随浓缩阶梯(H_i，i＝1、2……n)的变化趋势，判断反渗透装置结垢程度，进而评价阻垢剂的性能。

使用本发明提供的反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置用阶梯加药法实现测试的步骤如下：

(1)按照前述全循环法步骤(1)、(2)、(3)、(4)操作。

(2)根据给水预定浓缩倍数K₁，向给水箱3中加入化学药品，提高给水浓度。

(3)重复前述全循环法步骤(3)、(4)操作。

(4)复上述步骤(2)、(3)，不同的是给水浓缩倍数逐阶上升至预定值K₂、K₃、…、K_i、…、K_n。

(5)结束试验。

(6)根据上述(1)记录数据随浓缩阶梯(K_i，i＝1、2……n)的变化趋势，判断反渗透装置结垢程度，进而评价阻垢剂的性能。

Claims

1.一种反渗透阻垢剂性能测试的通用试验装置，至少包括给水箱(3)和用于连通的管线，其特征在于：给水箱(3)、管线(L4)、增压泵(4)、给水阀(K4)、管线(L6)、恒温装置(5)、管线(L7)、保安过滤器(8)、管线(L10)、高压泵(9)、管线(L11)、第一段反渗透膜组件(10)、管线(L12)、第二段反渗透膜组件(11)、管线(L18)、浓水三通(12)、浓水回流阀(K8)和管线(L20)顺次连通构成给水-浓水循环回路；同时第一段反渗透膜组件(10)经管线(L13)和第二段反渗透膜组件(11)经管线(L14)又都通过管线(L15)经淡水三通(13)与淡水回流阀(K10)连通，使给水箱(3)、管线(L4)、增压泵(4)、给水阀(K4)、管线(L6)、恒温装置(5)、管线(L7)、保安过滤器(8)、管线(L10)、高压泵(9)、管线(L11)、第一段反渗透膜组件(10)、管线(L13)、第二段反渗透膜组件(11)、管线(L14)、管线(L15)、淡水三通(13)、淡水回流阀(K10)和管线(L17)顺次连通构成给水-淡水循环回路。

2.根据权利要求1所述的通用试验装置，其特征在于：给水箱(3)外设有与其连通的补充水搅拌循环回路，补充水搅拌循环回路由补水箱(1)、管线(L1)、补水泵(2)、补水循环阀(K1)和管线(L2)顺次连通构成，补水箱(1)、管线(L1)、补水泵(2)、管线(L3)和补水阀(K2)与给水箱(3)连通。

3.根据权利要求1所述的通用试验装置，其特征在于：给水箱(3)处设有给水搅拌循环回路，给水搅拌循环回路由给水箱(3)、管线(L4)、增压泵(4)、管线(L5)和给水循环阀(K3)顺次连通构成。

4.根据权利要求2所述的通用试验装置，其特征在于：给水箱(3)外设有给水箱阻垢剂投加系统，给水箱阻垢剂投加系统由计量箱(7)、管线(L9)、计量泵(6)、管线(L8)、给水箱加药阀(K13)和管线(L22)顺次连接成给水箱阻垢剂投加系统；补水箱(1)外设有补水箱阻垢剂投加系统，补水箱阻垢剂投加系统由计量箱(7)、管线(L9)、计量泵(6)、管线(L8)、补水箱加药阀(K12)和管线(L21)顺次连接而成。

5.根据权利要求1或2所述的通用试验装置，其特征在于：管线(L11)与管线(L18)间设有给水-浓水差压表(PC1)，管线(L11)与管线(L15)间设有给水-浓水差压表(PC2)。

6.根据权利要求1或2所述的通用试验装置，其特征在于：管线(L11)上安装有给水监测仪表(M1)和给水取样阀(K5)，管线(L15)上安装有淡水监测仪表(M2)和淡水取样阀(K6)，管线(L18)上安装有浓水监测仪表(M3)和浓水取样阀(K7)。

7.根据权利要求1或2所述的通用试验装置，其特征在于：浓水三通(12)的一端接有浓水排放阀(K9)，排放淡水三通(13)的一端接有淡水排放阀(K11)。

8.根据权利要求1或2所述的通用试验装置，其特征在于：保安过滤器的过滤精度为5μm～50μm。

9.根据权利要求1或2所述的通用试验装置，其特征在于：所述恒温装置为制冷器。