CN101957304A - 中空纤维膜清水通量的测定装置与使用所述装置测定中空纤维膜清水通量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中空纤维膜清水通量的测定装置，还涉及使用所述装置测定中空纤维膜清水通量的方法。所述的测定装置由清水槽与配件系统、膜组件、出水控制与数据记录系统、真空控制与抽吸系统组成。使用本发明装置与方法可以使中空纤维膜丝的清水通量的测定准确度提高20％，使测量效率得到显著改进。
Description
【技术领域】
本发明属于废水处理技术领域。更具体地，本发明涉及一种中空纤维膜清水通量的测定装置，还涉及使用所述装置测定中空纤维膜清水通量的方法。
【背景技术】
随着我国经济的快速发展，水资源的消耗成倍增加，一方面造成了水资源的紧缺，同时也增加了污水的产生，加大了社会和环境可持续发展的压力，为此有关方面投入大量资金对污水进行处理并使其资源化再利用，使污水处理技术有了长足发展。
膜生物反应器工艺就是近年来开发出来的一种新型的水资源化方法。浸没式中空纤维膜生物反应器是将中空纤维微滤或超滤膜浸没在生物反应池中，依靠微滤或超滤的分离作用将泥水分离开，通过抽吸泵将干净的水抽吸出来，达到泥水分离的作用。该工艺将膜分离技术与传统污水生物处理技术有机结合，用膜的高效分离作用取代传统的沉淀和过滤过程，相比传统的污水处理方法其占地面积小，出水水质好并且稳定性高，且能滤去绝大部分病原微生物。
膜生物反应器的核心是中空纤维膜，在生产膜丝的过程中，膜丝的清水通量是其中关键的指标，在不同配比和不同工艺条件下，生产出的中空纤维膜丝的清水通量和清水比通量具有较大差异，因此，能够快速、准确的测定中空纤维膜清水通量和清水比通量成为在检测膜丝性能方面，具有重要的意义。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种中空纤维膜清水通量的测定装置。
本发明的目的是提供一种使用所述中空纤维膜清水通量测定装置测定清水通量的方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种中空纤维膜清水通量的测定装置，其特征在于它由清水槽与配件系统、膜组件、出水控制与数据记录系统、真空控制与抽吸系统组成：所述的清水槽与配件系统包括加热棒、温度表、压力变送器和一套膜组件及对应的抽吸管路；所述的出水控制与数据记录系统包括储液罐、电子天平、阀门和电脑；所述的真空控制与抽吸系统包括真空泵、真空罐、阀门、减压阀和压力变送器。
其中，配件系统包括进水管路、放空排水管路、以及管路上的阀门等部件，进水管路用于在试验过程中向反应器中加水，放空排水管件用于在完成试验后排空反应器中的水。
根据本发明的一种优选实施方式，在所述装置的膜组件中，将膜丝套入用玻璃制成的膜组件尖嘴中，随后立即使用防水密封胶将其端口密封。
根据本发明的一种优选实施方式，用防水密封胶粘接1-2min后，将膜组件放入清水中，以防止膜丝干燥。
根据本发明的另一种优选实施方式，在膜丝内外压差的作用下，清水通过膜组件进入到储液罐中，随时间的增加，储液罐的质量也在增加，同时电子天平称量与电脑记录其质量数据。
本发明涉及一种使用权利要求1所述的测定装置测定中空纤维膜清水通量的方法，其特征在于在真空泵的抽吸作用下，真空罐中的压力随之降低，通过减压阀，将真空罐中的压力调节到20kPa并维持在这个压力下，此时打开阀门1和2，清水在负压作用下从清水槽流入到储液罐中，通过电子天平称量和电脑记录其清水质量数据，计算出清水通量和清水比通量。
其中，膜通量计算公式：
其中：J表示膜通量，单位L/m2.h；
ΔP表示跨膜压差，单位kPa；
u表示混合液粘度，单位mpa.s；
R表示膜阻力，单位m-1。
图1为本发明提供的快速准确的测定中空纤维膜清水通量的装置中的膜组件快速粘接示意图。
首先，将膜丝3套入玻璃膜组器的玻璃尖嘴1中，然后粘胶2，在膜丝粘胶的过程中，快速将胶液均匀地涂在膜组器的玻璃尖嘴1上，以将膜丝密封在膜组器上，最终形成一个带有12根膜丝的玻璃膜组器。
图2为本发明提供的快速准确的测定中空纤维膜清水通量的装置流程图。
首先，启动真空泵14，通过减压阀13将真空罐11中的压力控制在20kPa左右，压力读数在压力传感器12中显示，接着，逐渐打开阀门7，等到压力传感器12的读数稳定时，记录压力传感器的数据，然后，打开加热棒3，控制清水槽4中清水的温度在25℃，并记录温度读数，此时，打开阀门5，清水槽4中的清水在膜丝内外压差的作用下，将清水从清水槽4中压入储水罐8中，等到压力传感器6和压力传感器12的读数相同时，打开电子天平9，并通过电脑10记录数据。最后，在电脑记录7min数据后，停止记录数据，关闭真空泵、电子天平和阀门等，处理数据。
[有益效果]
通过对比试验，可以确定使碧水源生产的中空纤维膜丝的清水通量的测定准确度提高20％；
本试验装置提供的膜组件可以快速的测定膜丝的清水通量和清水比通量，使测量效率得到进一步的提高。
【附图说明】
图1为本发明中空纤维膜清水通量的测定装置中的膜组件快速粘接示意图。
图中：1-玻璃尖嘴；2-防水密封胶；3-中空纤维膜丝；4-玻璃 集水隔断；5、6-玻璃集水水嘴；7-玻璃集水管路；
图2为本发明使用中空纤维膜清水通量测定装置的测定流程图。
图中：1-全玻璃膜组器；2-温度表；3-加热棒；4-清水槽；5-玻璃阀门1；6-压力变送器1；7-玻璃阀门2；8-储液罐；9-电子天平；10-电脑；11-真空罐；12-压力变送器2；13-减压阀；14-真空泵。
图3：压力-清水通量趋势图。
【具体实施方式】
下面结合实例对本发明做进一步说明：
本实施例为某中空纤维膜厂家的增强型中空纤维微滤膜丝清水通量和清水比通量进行了测定，膜组件有12根增强型中空纤维微滤膜丝，用防水密封胶将膜丝粘在膜组件上之后，立即放入清水槽中，等待测定。
参考图2，首先，启动真空泵14，通过减压阀13将真空罐11中的压力控制在10kPa左右，接着，逐渐打开阀门7，等到压力传感器12的读数稳定时，记录压力传感器12的数据，然后，打开加热棒3，控制清水槽4中清水的温度在25℃左右，并记录温度读数，此时，打开阀门5，清水槽4中的清水在膜丝内外压差的作用下，将清水从清水槽4中压入储水罐8中，等到压力传感器6和压力传感器12的读数相同时，打开储水罐8下方的电子天平9，并通过电脑10记录数据。最后，在电脑记录7min数据后，停止记录数据，关闭真空泵、电子天平和阀门等，处理数据。
重复以上步骤，并分别将压力传感器上的压力控制在20kPa、30kPa、40kPa左右，最终会得到压力——清水通量趋势图，如附图3所示。
根据图3中的计算公式可以计算出在20kPa时，此中空纤维膜的清水通量为566.89LMH，且其清水比通量为26.08LMH·kPa。
Claims (5)
1.一种中空纤维膜清水通量的测定装置，其特征在于它由清水槽与配件系统、膜组件、出水控制与数据记录系统、真空控制与抽吸系统组成；所述的清水槽与配件系统包括加热棒、温度表、压力变送器和一套膜组件及对应的抽吸管路；所述的出水控制与数据记录系统包括储液罐、电子天平、阀门和电脑；所述的真空控制与抽吸系统包括真空泵、真空罐、阀门、减压阀和压力变送器。
2.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于在所述装置的膜组件中，将膜丝套入用玻璃制成的膜组件尖嘴中，随后立即使用防水密封胶将其端口密封。
3.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于用防水密封胶粘接1-2min后将膜组件放入清水中，以防止膜丝干燥。
4.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于在膜丝内外压差的作用下，清水通过膜组件进入到储液罐中，随时间的增加，储液罐的质量也在增加，同时电子天平称量与电脑记录其质量数据。
5.使用权利要求1所述的测定装置测定中空纤维膜清水通量的方法，其特征在于在真空泵的抽吸作用下，真空罐中的压力随之降低，通过减压阀，将真空罐中的压力调节到20kPa并维持在这个压力下，此时打开阀门1和2，清水在负压作用下从清水槽流入到储液罐中，通过电子天平称量和电脑记录其清水质量数据，计算出清水通量和清水比通量。
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